geoinformatik & gis-frameworks · 3 © geocom frameworks kommerziell, google & co., open...
TRANSCRIPT
© Geocom 2
Geoinformatik
Definition
Kurze Geschichtsübersicht
What‘s so special about GIS?
Geodaten
..und was man damit machen kann
GIS in der Enterprise-Welt
Integration
Desktop
Web/Mobile/Cloud
Agenda (I)
© Geocom 3
Frameworks
Kommerziell, Google & Co., Open Source
Entwickler
Herausforderungen & Spezialitäten
Projekte mit GIS
British Petroleum
upc Cablecom
GEONIS
MISTRA Trassee
Agenda (II)
© Geocom 4
Christoph Spörri
Bereichsleiter Entwicklung
Seit 4 Jahren bei Geocom
Server
C#/Java
42 Jahre
Burgdorf
Sailing, Jogging, Hiking
christoph.spoerri at geocom.ch
Andry Joos
Stv. Bereichsleiter Entwicklung
Seit 9 Jahren bei Geocom
Desktop/Expertensysteme
C#/.NET & Delphi
31 Jahre
Bern/Liebefeld
Events, Demoszene, Mountain
Bike
andry.joos at geocom.ch
Die Vortragenden
Vorstellung
© Geocom 5
Unternehmen
Geocom gehört zu den führenden Anbietern von
Geoinformationssystemen und ist Teil der Esri
Gruppe.
Dank hoher Innovationskraft, ausgewiesener
Fachkompetenz und langjähriger
Projekterfahrung geniesst das Unternehmen weit
über den deutschsprachigen Raum hinaus einen
hervorragenden Ruf.
Ver- und Entsorgungsunternehmen, öffentliche
Hand, Industrie, Telekommunikation.
Development
15 Entwickler, vom
Praktikanten, Junior bis hin zum
erfahrenen Senior ein gut
durchmischtes Team.
Wir arbeiten wo immer möglich
agil nach Scrum. Die
Entwicklung findet komplett in
Burgdorf statt.
Geocom Informatik AG
Vorstellung
© Geocom 6
• Die Geoinformatik ist die Lehre von Wesen und Funktion geografisch-
raumbezogener Information (Geoinformation) und ihrer Bereitstellung
in Form von Geodaten. Sie bildet die wissenschaftliche und
datentechnische Grundlage für Geoinformationssysteme (GIS).
• Allen Anwendungen der Geoinformatik gemeinsam ist der eindeutige
Raumbezug.
• Geodaten speichern zum Zweck der Informationsgewinnung
strukturierte codierte Angaben zur quantitativen und qualitativen
Beschreibung von natürlichen oder definierten Objekten der realen
Welt.
• Die Geoinformatik beschäftigt sich mit der rechnergestützten
Auswertung der gespeicherten (Geo)-Information über bestimmte
(mathematische) Regeln und Anweisungen, die die codierten Angaben
über die Erde deuten.
Definition Geoinformatik1
1 nach Wikipedia.org
© Geocom 7
Kurzversion
Rechnergestütze Bearbeitung und Verarbeitung von
raumbezogenen Daten.
Definition Geoinformatik
Zwei wichtige Begriffe
GIS = Geoinformationssystem
Geodaten = Daten mit Raumbezug
© Geocom 8
Kurzversion
Rechnergestütze Bearbeitung und Verarbeitung von
raumbezogenen Daten.
Definition Geoinformatik
Zwei wichtige Begriffe
GIS = Geoinformationssystem
Geodaten = Daten mit Raumbezug
Geoinformationssysteme (GIS), Geographische
Informationssysteme oder Räumliche
Informationssysteme (RIS) sind Informationssysteme
zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und
Präsentation geografischer Daten.
Geoinformationssysteme umfassen die dazu benötigte
Hardware, Software, Daten und Anwendungen.
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Karten mit Geodaten
• Vor 15000 Jahren:
Höhlenmalereien mit
Wanderrouten von Beutetieren
• 1854:
Karte mit Cholerafällen in
London
• Beginn des 20. Jahrhundert:
Erste Karten mit mehreren
„Layers“, d.h. Themen
Geoinformationssysteme
• In den 60ern:
Erste Kartenerstellungs-applikationen, inkl.
einem „richtigen“ GIS (Kanada) für die
Ermittlung der Kapazität des Landes
• In den 80ern:
Entstehung von kommerziellen
Produzenten von GIS-Software (Esri,
Intergraph, CARIS)
• In den 90ern:
Die GIS-Industrie wächst aufgrund der
starken Nachfrage.
• Ende des 20. Jahrhunderts:
GIS-Technologie und Internet wachsen
zusammen, Normierungen und Standards
entstehen.
Geschichte der Geoinformatik
© Geocom 11
Geodaten sind Daten wie alle anderen auch: Die Informatik
verarbeitet sie in der gewünschten Weise – was ist denn nun speziell
daran?
• Geodaten haben einen Raumbezug
• Die Visualisierung auf Karten ist optisch ansprechend
• Beliebige Daten können geografisch aufbereitet werden und somit
mit GIS verarbeitet, analysiert, in Bezug gebracht und angereichtet
werden
Geodaten sind überall
What‘s so special about GIS?
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Marketing – Archäologie – Logistik – Kartografie –
Städteplanung – Ressourcenmanagement – Kriminologie –
Vermessung – Katasterpläne – Luftbilder –
Grundstücksverwaltung – Umwelt – Geologie –
Gefahrenbeurteilung – Verkehrsplanung – Touristik –
Freizeitplanung – Routenplanung – Bauwesen –
Lawinenschutz – Versorgungsnetze –
Entsorgungsnetze – Stromnetz –
Gasversorgung –
Versicherungen –
Topografie –
…
Geodaten sind überall
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Vektordaten
• Geometrien (Shape)
• 0D: Punkte
• 1D: Linien
• 2D: Flächen
• 2+1D: Flächen + Attrib. Höhe
• 2,5D: Surfaces
• 3D: Körper
• 4D: Temporale Information
• Attribute mit Sachinformationen
Rasterdaten
• Rasterdaten beschreiben die
Objektgeometrie durch digitale
Bilder, wie etwa Luft- sowie
Satellitenaufnahmen aber auch
eingescannte Karten etc.
Geodaten: Womit arbeitet man als Entwickler
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Vektordaten
• Geometrien (Shape)
• 0D: Punkte
• 1D: Linien
• 2D: Flächen
• 2+1D: Flächen + Attrib. Höhe
• 2,5D: Surfaces
• 3D: Körper
• 4D: Temporale Information
• Attribute mit Sachinformationen
Rasterdaten
• Rasterdaten beschreiben die
Objektgeometrie durch digitale
Bilder, wie etwa Luft- sowie
Satellitenaufnahmen aber auch
eingescannte Karten etc.
Geodaten: Womit arbeitet man als Entwickler
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Vektordaten
• Geometrien (Shape)
• 0D: Punkte
• 1D: Linien
• 2D: Flächen
• 2+1D: Flächen + Attrib. Höhe
• 2,5D: Surfaces
• 3D: Körper
• 4D: Temporale Information
• Attribute mit Sachinformationen
Rasterdaten
• Rasterdaten beschreiben die
Objektgeometrie durch digitale
Bilder, wie etwa Luft- sowie
Satellitenaufnahmen aber auch
eingescannte Karten etc.
Spezialitäten
• Topologien (Nachbarschaftsbeziehungen)
• Netzwerke (Routing, Tracing, …)
• Vermassung
• …
Geodaten: Womit arbeitet man als Entwickler
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• Regierungstellen (download)
• Datendienste (Google, WMS)
• Daten mit Geobezug
TBD Daten: Was sind Geodaten, woher
1 Platz für Fusszeilen
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Kostenlose Daten
• Open Street Map (Crowd Sourcing)
• Regierungsstellen
• Geodienste
$$$$
• Verwaltung
• Kommerzielle
Wo bekommt man Geodaten?
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• Die meisten Datenbestände
haben einen räumlichen
Bezug
• Adressen
• Bezug auf ein Lineares
System
• Geocodierung
• Einbindung von GPS
• Digitalisierung
• Scannen
Eigene Daten
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Formate:
- TIN
- 2.5 D
- LIDAR
Verwendung
- Darstellung
- Analyse
- VR
3D in GIS (Eine neue Welt)
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Zeigen wo was ist
Daten auf Karten visualisieren um Orte zu finden, welche die
gesuchten Eigenschaften haben und um Muster zu erkennen.
Zeigen wo wie viel ist
Die Visualisierung von Daten ergibt schnell ein Bild über die Dichte
von bestimmten Elementen.
Beispiel Stadtplanung: In welchen Quartieren leben tendenziell mehr
Rentner, welche Quartiere haben eine grössere Dichte an
Einzelhaushalten
Analyse und Auswertung:
Was kann man mit GIS tun?
© Geocom 22
Abbilden von Mengen
Mengen werden in Karten abgebildet um Orte zu finden, welche
gewissen Kriterien entsprechen um damit weiterarbeiten zu können.
Beispiel Marketing: Ein Hersteller von Kinderkleider will Postleitzahlen
von Orten finden wo viele junge Familien mit hohem Einkommen
leben.
Analyse und Auswertung:
Was kann man mit GIS tun?
© Geocom 23
Herausfinden was in der Nähe ist
Ausgehend von Punkten auf einer Karte kann man mit GIS
herausfinden welche «Points of Interest» in der Nähe oder über
bestimmte Kriterien verbunden sind.
Beispiel Versorgung: Nach einem Rohrbruch muss die Frischwasser-
versorgung unterbrochen werden. Aufgrund der definierten
Netzwerke der Wasserversorgung kann mit einer Netzverfolgung
festgestellt werden, welche Haushalte vom Unterbruch betroffen sind.
Analyse und Auswertung:
Was kann man mit GIS tun?
© Geocom 24
Visualisieren von Veränderung
Mit Einbezug einer zeitlichen Komponente kann ein eine Veränderung
in einem Gebiet über einen definierten Zeitraum beobachtet werden.
Beispiel Meteorologie: Die Wege eines Hurrikans können
eingezeichnet und verfolgt werden um eine Voraussage zu
ermöglichen wo in Zukunft weitere Hurrikane auftreten könnten.
Analyse und Auswertung:
Was kann man mit GIS tun?
© Geocom 25
Routing
Was ist der schnellste oder kürzeste Weg von A nach B, unter
Berücksichtigung von beliebigen Restriktionen und Einflüssen.
Beispiel Logistik: Ein Disponent kann mit Hilfe von GIS schnell und
direkt reagieren, wenn die A1 mal wieder dicht ist und seine LKW-
Fahrer um das Hindernis herumlenken oder die Aufträge anders
zuordnen, damit kein Zeitverlust durch Stau entsteht.
Analyse und Auswertung:
Was kann man mit GIS tun?
© Geocom 26
Analyse und Auswertung:
Praxis – simples Routing mit Google
<script type="text/javascript« src="http://maps.googleapis.com/maps/api/js?sensor=true"></script>
<script type="text/javascript">
var user; var directionsDisplay = new google.maps.DirectionsRenderer();
var directionsService = new google.maps.DirectionsService();
function calcRoute(endLat, endLng)
{
var start = user;
var end = new google.maps.LatLng(endLat, endLng);
var request = { origin: start.toString(),
destination: end.toString(),
travelMode: google.maps.DirectionsTravelMode.DRIVING };
directionsService.route(request, function(response, status) {
if (status == google.maps.DirectionsStatus.OK) {
directionsDisplay.setDirections(response);
} else { alert("Route calc was not successful for the following reason: " + status); }
});
}
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Integration in ein
Enterprise-System ist immer
wichtiger
Nutzung für
- Kundensupport
- Marketing
- Auskunft System
- Asset Management
GIS in der Enterprise-Welt
© Geocom 31
Wie verlinke ich die Daten:
- Mit einer ID
- Mit einer Adresse Geocodierung
- Lineares Referenz System (z.B. Km entlang Strasse)
- Koordinaten mit GPS erfassen
Wie integriere ich GIS?
© Geocom 32
• Expertensysteme mit umfangreichen Analyse-, Editier- und
Präsentationsfunktion
• Datenproduktion
• Spezialisierte GIS-Anwendungen
• Produktion der Daten für Web-Anwendungen
• Desktopsysteme haben eine lange Tradition
• Desktop-GIS immer wie weniger wichtig (ausser eben für
Expertensysteme & Produktion)
Desktop
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• Im Web vor allem für Routing und Auskunft
• Immer mehr auch ins Web 2.0 integriert (Hiking Routes, etc.)
• Integration mit Mobilen Devices
Web / Mobile
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• Could ist das Framework für viele der Web-Anwendungen
• GIS Bereich das Sharing der Daten im Vordergrund
Cloud
Desktop
Publishing
Web Map
Feature Service
Tiled Map Service
© Geocom 35
• Kommerzielle Frameworks vs. Open Source Frameworks
• Komplette Frameworks für alle Bereiche vs. spezialisierte Frameworks
• Einsatzbereiche
• Desktop, Fat-Client
• Web, Mobile
• Services, Cloud
• Java, C#/.Net
• Datenbanken für Geodaten
Frameworks für Entwickler
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Autodesk hat eine ganze Serie von Applikationen entwickelt, welche
die Anforderungen von GIS in der AutoCAD-Software integrieren.
Esri entwickelt seit 30 Jahren GIS-Software und ist der führende
Anbieter. Komplette Suite mit allem was es für GIS braucht, inkl.freie
Daten und Online.
Intergraph und Smallworld sind weitere bekannte Namen im
kommerziellen GIS-Markt. Die Lösungen von Intergraph wurden als
offenes System umgesetzt. Smallworld ist hauptsächlich im Industrie-
und Kommunikationsmarkt bekannt.
Kommerziell
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ESRI Inc. (Environmental Systems
Research Institute) ist ein US-
amerikanischer Softwarehersteller
von Geoinformationssystemen
(GIS). Das in Redlands in
Kalifornien ansässige und
vollständig im Privatbesitz
befindliche Unternehmen wurde
1969 von Jack Dangermond
gegründet.
Esri1
1 Ja, wir sind etwas voreingenommen (Geocom ist Teil von Esri Deutschland)
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Was sind die Möglichkeiten
- Viele API frei nutzbar (non-commercial)
- Kommerzielle Optionen erhältlich
Funktionen
- Vor allem Darstellung und Routing
- Analytische Funktionen nehmen zu
Web (Google, Bing, etc.)
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Libraries:
• Gdal: c++ Library zum Lesen/Schreiben von GIS-Formaten
• JUMP: Java Library für GIS-Funktionen
• Gispython: Python mit einigen GIS-Libraries
Desktop
• GRASS: Voll ausgebautes GIS, vorallem für Forschungszwecke
• Qgis: Einfach zu Bedienendes Desktop GIS
Server:
• Mapserver
• geoserver
Open Source
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Als Entwickler kommt man
täglich mit dem gesamten
Ablauf und allen Teilbereichen
in Berührung:
• Datenbanken
• Visualisierung/Grafik
• Geometrie/Math
• Usability
• Workflows
• Analysen
• …
Enorme Datenmengen:
Anzeige einer Karte kann
hunderttausende Datenbank-
zugriffe bedeuten.
Inhomogene Daten müssen
zusammengebracht werden
(Koordinatensysteme,
Codierungen, …)
Interaktion mit anderen
Systemen (SAP, Business-
Systeme oder spezialiserte
Fachanwendungen)
Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation
Herausforderungen für Entwickler
© Geocom 42
• Geometrien, 2D, 3D, …
• Datenmengen- und arten
• Spatial-Features von Datenbanken
• Visualisierungen, Farben
• «Maps are beautiful»
Alle modernen, «fancy» Technologien und
Methodiken können im GIS-Umfeld
angewendet werden; Desktop bis hin zu
Cloud und Mobile mit allem was dazu
gehört.
Spezialitäten für Entwickler
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Wir stellen kurz ein paar Projekte vor, welche interessante
Entwicklungen beinhalten und beispielhaft für GIS stehen.
Projekte
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GEONIS Applikationsframework
• Produkt der Geocom
• Konfiguration durch Fachspezialisten via XML/SQL
• Vielseitig einsetzbar
Die Herausforderung für Entwickler liegt darin, basierend auf der Esri-
Technologie ein Allround-Framework zu erstellen und vor allem auch
unterhalten, das für Nicht-Entwickler an- und verwendbar.
GEONIS
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GEONIS Core & Solutions
GEONIS Solutions
GE
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GEONIS Core
GEONIS
Desktop
ArcGIS
ArcGIS Desktop ArcGIS Mobile ArcGIS Server
Geo Data Base
GEONIS
Server
GEONIS
Mobile
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• Mischumgebung (historisch) mit Delphi, C#/.Net 3.5, Java
• Ca. 2500 Units resp. Klassen (LOC-Counting ist ausstehend)
• 80% Legacy Code
• 5% Unit-Tested
• Build-System auf Basis Jenkins/SVN, inkl. InstallShield
• Code ist 0 – ca. 10 Jahre alt
• Basiert auf ArcObjects von Esri (.Net, COM)
GEONIS
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• GIS für Raffinerie in Deutschland
• Dokumentation von Rohrleitungen
• Asset Management für Tanks und Gebäude
• Desktop- und Web-GIS-Arbeitsplätze
British Petroleum
© Geocom 48
• Grösster Kabelkommunikationsprovider der Schweiz
• Mehrsprachige Lösung: Deutsch, Französisch, Italienisch
und Englisch in der gleichen Umgebung
• Seit 2003: Netzinformationssystem (Trasse /Kabel)
kombiniert mit AND, Cablescout und SAP
• Seit 2006: Web-GIS-Applikation
für externe Dienstleister
• Seit 2009: Mobile, Online-Lösung für
Service-Techniker
upc cablecom
© Geocom 49
• Individualentwicklung für die gesamtschweizerische
Strasseninstandhaltung inkl. Pavement Management
System
• Zentral betriebene Serverlösung zur Nutzung für
astra und Kantone via Web-Browser
• Umfassende für Datenedition, Validierung,
Stapelverarbeitung und Reporting
MISTRA Trassee
© Geocom 50
Weiterführende Links und Lesestoff
• www.gis.com Einführung und Übersicht (von Esri)
• de.wikipedia.org/wiki/Geoinformationssystem
• GIS Lounge Essentials http://gislounge.com/gis-essentials/
• GIS Applikationen und Frameworks
http://gislounge.com/gis-software-applications/
• http://www.esri.com / http://www.geocom.ch / www.arcgis.com
• http://freegis.org/ Freie Tools & Daten
• http://wiki.gis.org GIS Wiki
Links & Ressourcen
© Geocom 51
Bezugsquellen Geodaten
• Maps und Daten http://www.maps.ethz.ch/map_catalogue-switzerland/
• Bundesgeoportal http://www.geo.admin.ch/
• Geographic Catalogue http://www.geocat.ch/
• FreeGIS GeoDaten http://freegis.org/database/?cat=1
• GeoCommunity http://data.geocomm.com/
• Freie SwissTopo-Daten http://www.swisstopo.admin.ch/[...]/products/freeproducts.html
• ArcGIS.com http://www.arcgis.com/
Links & Ressourcen