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WPS Anwendungsprofilgruppe
für Geocodes
Matthias Lendholt
Deutsches GeoForschungsZentrum
Übersicht
• Hintergrund
• Motivation, Problemstellung
• Überlegung: Neues WPS Anwendungsgebiet
• Entwurf Anwendungsprofilgruppe
• Aktueller Stand der Referenzimplementierung
• Ausblick
3
Hintergrund
Raumbezug in Tsunami-Frühwarnung
Mapping:
Simulationsvorhersagen  Verwaltungseinheiten
Abbildung: Lendholt, M. (2011) Tailoring spatial reference in early warning systems to administrative
units. Earth Science Informatics, 4 (1), 7-16, Springer. doi:10.1007/s12145-010-0075-y
4
Ermittlung des Gefährdungsgrads von
Verwaltungseinheiten
+ 
Simulationsergebnisse
- Ankunftszeit
- Wellenhöhe
Gebietskörperschaften
(Landkreise, Provinzen, …)
Gefährdete Gebiete
 Standard-GIS-Operation (Verschneidung)
Problemstellung
• Adressierung von Gebietskörperschaften mit Geocodes
o Innerhalb der Komponenten
o Common Alerting Protocol (CAP)
o Emergency Data Exchange Language (EDXL)
• Geocodes stehen im Vordergrund
• Features, Feature ID, FeatureTypes sind irrelevant
• Traversierung der Hierarchie:
o Welche Landkreise gehören zu einem Bundesland
o Zu welchem Bundesland gehört ein Landkreis
• Mapping Geocode zu Geometrie und umgekehrt
 Implementierung von Services?
WPS
• WPS: Web Processing Service
• Generischer Dienst für Geodatenprozessierung
• Eingabe  Verarbeitung  Ausgabe
• Typische Anwendungsfälle (klassiche GIS Operationen):
o Buffering
o Filtering
o Intersect, Overlaps, Crosses, …
• Registrierte Anwendungsprofile sollen standardisierte
Operationen (mit genormten Methoden-Signaturen)
bereitstellen
Erweiterung WPS Einsatzgebiet
Standardisierte
Schnittstellen
(Aspekte, Interfaces)
Idee
WPS Anwendungsprofile für den
standardisierten Zugriff auf mit/durch Geocodes
hierarchisierte Geodaten.
Fokus auf Objekthierarchie
 Feature-API tritt in den Hintergrund
Entwurf Anwendungsprofilgruppe
• Prozess für Darstellung der Hierarchie
• Prozesse für Abbildung Geocode ↔ Geometry
• Prozesse für Traversierung der (Geocode-)Hierarchie
Abbildung der Hierarchie
• SupportedGeocodes()
<geocodeHierarchy>
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Prozesse für
Abbildung Geocode ↔ Geometry
• ReturnGeometry(Geocode geocode)
 Liefert Geometrie für passendes Feature
• ReturnGeocode(Geometry geometry)
Liefert Geocode für Geometrie
Verschneidung von Geometrie mit SDI-Features
ISO=“TR” 
Intersect? Crosses? Overlaps? Within? Touches?
Für welche Ebene?
• ReturnGeocode(Geometry geometry, Int levelFilter,
Geocode ancestorFilter [opt], String de9im [opt])
 Komplexe Verschneidungsoperationen möglich
Prozesse fürs Traversieren der Hierarchie
• ReturnChildren(Geocode parent)
 Liefert untergeordnete Regionen
• ReturnParent(Geocode child)
 Liefert übergeordnete Region
• Traverse(Geocode origin, String xpath)
Beliebiges traversieren der Hierarchie analog zu XPath
Knotentests basierend auf Attributen
Achsentests analog zu XML-Bäumen
HASC_2=“TR.AY”
Weitere Prozesse
• ReturnAdjacent(Geocode origin)
 Liefert räumlich benachbarte Objekte (Prädikat: touches)

Zusammenfassung
Anwendungsprofilgruppe
Parameterdefinition mittels XML Schema
<xs:simpleType name="de9imType">
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[012TtFf*]{6}"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
Fortschritt Referenzimplementierung
• Typdefinition (XML Schema) 
• XML Beans  (ohne GML Geometrie)
• Implementierung in Java Verwendung GeoTools
• GDI: PostGIS oder Shapefile (konfigurierbar)
• Implementiert gegen GeoTools-Process Interface
• SupportedGeocodes 
• ReturnGeometry 
• ReturnGeocode 
• ReturnParent 
• ReturnChild 
• Traverse 
• ReturnAdjacent  (nur intersect, Punkt/Linien-Geometrien lierfern null)
• Wrapping in WPS Framework 
Diskussion
• Pro:
o Fokussierung auf das Wesentliche (Hierarchie Verwaltungseinheiten)
o Starke Kohäsion, klare Abgrenzung, schlanke Schnittstellen
o Vermeidung von OGC Filter, GML
o Kleine XML Schema, leicht einzubinden
o Implementierung als GeoTools-Prozesse
o Unterstützung Shapefile, GeoJSON, WKT, WKB, GML
• Kontra
o Kein Standard
o Nicht OGC konform
o Überstrapazierung WPS?
Ausblick
• Kapselung als WPS Prozesse
o Deegree?
o 52North?
o Zoo?
o GeoServer?
• Anwendung / Validierung im TRIDEC Projekt (FP7)
o Tsunami-Frühwarnsystem (Demonstrator) für Mittelmeerregion
• Anwendung / Validierung im DEWS Projekt (FP6)
o Tsunami-Frühwarnsystem (Demonstrator) für Indischen Ozean
Matthias Lendholt lendholt@gfz-potsdam.de
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ www.gfz-potsdam.de
http://www.dews-online.org
http://www.tridec-online.eu

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AGIT 2011: WPS Anwendungsprofilgruppe für Geocodes

  • 1. WPS Anwendungsprofilgruppe für Geocodes Matthias Lendholt Deutsches GeoForschungsZentrum
  • 2. Übersicht • Hintergrund • Motivation, Problemstellung • Überlegung: Neues WPS Anwendungsgebiet • Entwurf Anwendungsprofilgruppe • Aktueller Stand der Referenzimplementierung • Ausblick
  • 3. 3 Hintergrund Raumbezug in Tsunami-Frühwarnung Mapping: Simulationsvorhersagen  Verwaltungseinheiten Abbildung: Lendholt, M. (2011) Tailoring spatial reference in early warning systems to administrative units. Earth Science Informatics, 4 (1), 7-16, Springer. doi:10.1007/s12145-010-0075-y
  • 4. 4 Ermittlung des Gefährdungsgrads von Verwaltungseinheiten +  Simulationsergebnisse - Ankunftszeit - Wellenhöhe Gebietskörperschaften (Landkreise, Provinzen, …) Gefährdete Gebiete  Standard-GIS-Operation (Verschneidung)
  • 5. Problemstellung • Adressierung von Gebietskörperschaften mit Geocodes o Innerhalb der Komponenten o Common Alerting Protocol (CAP) o Emergency Data Exchange Language (EDXL) • Geocodes stehen im Vordergrund • Features, Feature ID, FeatureTypes sind irrelevant • Traversierung der Hierarchie: o Welche Landkreise gehören zu einem Bundesland o Zu welchem Bundesland gehört ein Landkreis • Mapping Geocode zu Geometrie und umgekehrt  Implementierung von Services?
  • 6. WPS • WPS: Web Processing Service • Generischer Dienst für Geodatenprozessierung • Eingabe  Verarbeitung  Ausgabe • Typische Anwendungsfälle (klassiche GIS Operationen): o Buffering o Filtering o Intersect, Overlaps, Crosses, … • Registrierte Anwendungsprofile sollen standardisierte Operationen (mit genormten Methoden-Signaturen) bereitstellen
  • 8. Idee WPS Anwendungsprofile für den standardisierten Zugriff auf mit/durch Geocodes hierarchisierte Geodaten. Fokus auf Objekthierarchie  Feature-API tritt in den Hintergrund
  • 9. Entwurf Anwendungsprofilgruppe • Prozess für Darstellung der Hierarchie • Prozesse für Abbildung Geocode ↔ Geometry • Prozesse für Traversierung der (Geocode-)Hierarchie
  • 10. Abbildung der Hierarchie • SupportedGeocodes() <geocodeHierarchy> <gcap:hierarchyLevel level="0"> <gcap:realName>NAME_0</gcap:realName> <gcap:primaryGeocodeStandard>ISO2</gcap:primaryGeocodeStandard> <gcap:geocodeStandard>ISO</gcap:geocodeStandard> </gcap:hierarchyLevel> <gcap:hierarchyLevel level="1"> <gcap:realName>NAME_1</gcap:realName> <gcap:primaryGeocodeStandard>HASC_1</gcap:primaryGeocodeStandard> <gcap:geocodeStandard>PLAKANO</gcap:geocodeStandard> <gcap:geocodeStandard>FIPS</gcap:geocodeStandard> </gcap:hierarchyLevel> <gcap:hierarchyLevel level="2"> <gcap:realName>NAME_2</gcap:realName> <gcap:geocodeStandard>HASC_2</gcap:geocodeStandard> </gcap:hierarchyLevel> </geocodeHierarchy>
  • 11. Prozesse für Abbildung Geocode ↔ Geometry • ReturnGeometry(Geocode geocode)  Liefert Geometrie für passendes Feature • ReturnGeocode(Geometry geometry) Liefert Geocode für Geometrie Verschneidung von Geometrie mit SDI-Features ISO=“TR”  Intersect? Crosses? Overlaps? Within? Touches? Für welche Ebene? • ReturnGeocode(Geometry geometry, Int levelFilter, Geocode ancestorFilter [opt], String de9im [opt])  Komplexe Verschneidungsoperationen möglich
  • 12. Prozesse fürs Traversieren der Hierarchie • ReturnChildren(Geocode parent)  Liefert untergeordnete Regionen • ReturnParent(Geocode child)  Liefert übergeordnete Region • Traverse(Geocode origin, String xpath) Beliebiges traversieren der Hierarchie analog zu XPath Knotentests basierend auf Attributen Achsentests analog zu XML-Bäumen HASC_2=“TR.AY”
  • 13. Weitere Prozesse • ReturnAdjacent(Geocode origin)  Liefert räumlich benachbarte Objekte (Prädikat: touches) 
  • 15. Parameterdefinition mittels XML Schema <xs:simpleType name="de9imType"> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[012TtFf*]{6}"/> </xs:restriction> </xs:simpleType>
  • 16. Fortschritt Referenzimplementierung • Typdefinition (XML Schema)  • XML Beans  (ohne GML Geometrie) • Implementierung in Java Verwendung GeoTools • GDI: PostGIS oder Shapefile (konfigurierbar) • Implementiert gegen GeoTools-Process Interface • SupportedGeocodes  • ReturnGeometry  • ReturnGeocode  • ReturnParent  • ReturnChild  • Traverse  • ReturnAdjacent  (nur intersect, Punkt/Linien-Geometrien lierfern null) • Wrapping in WPS Framework 
  • 17. Diskussion • Pro: o Fokussierung auf das Wesentliche (Hierarchie Verwaltungseinheiten) o Starke Kohäsion, klare Abgrenzung, schlanke Schnittstellen o Vermeidung von OGC Filter, GML o Kleine XML Schema, leicht einzubinden o Implementierung als GeoTools-Prozesse o Unterstützung Shapefile, GeoJSON, WKT, WKB, GML • Kontra o Kein Standard o Nicht OGC konform o Überstrapazierung WPS?
  • 18. Ausblick • Kapselung als WPS Prozesse o Deegree? o 52North? o Zoo? o GeoServer? • Anwendung / Validierung im TRIDEC Projekt (FP7) o Tsunami-Frühwarnsystem (Demonstrator) für Mittelmeerregion • Anwendung / Validierung im DEWS Projekt (FP6) o Tsunami-Frühwarnsystem (Demonstrator) für Indischen Ozean
  • 19. Matthias Lendholt lendholt@gfz-potsdam.de Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ www.gfz-potsdam.de http://www.dews-online.org http://www.tridec-online.eu