internet-gis mit freier software · e-commerce server store charge models and handle order and...
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Steinbeis TransferzentrumGeoinformatik Rostock
Geographische Informationssysteme (GIS)mit freier Software und freien Diensten
Dr. Peter KorduanUniversität Rostock
Institut für Management ländlicher RäumeProfessur für Geodäsie und Geoinformatik
2GIS mit Freier Software und Diensten
Inhalt� Überblick
� GIS und Geodaten� Internet-GIS� Komponenten� Technologien und Funktionen
� Standardisierung
� OGC, WMS, WFS� Freie Software
� Resourcen und Unternehmen� MapServer� Geodatenbank� Desktop-GIS� Server� Clients� Bibliotheken
� Freie Daten und Dienste
� OpenStreetMap Projekt� Portale mit freien WMS
� Kostenfreie Anwendungen und API‘sfür Internet-GIS
� Google Maps API� Anwendungsbeispiele
� FIS-RO mit OpenLayers� Kvwmap mit phpMapScript� Online-Tracking mit Ruby On
Rails und Google Maps API
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3GIS mit Freier Software und Diensten
Geo-Informationssystem (GIS)� rechnergestütztes System� besteht aus Hardware, Software, Daten und Anwendungen� Genutzt für:
� Erfassung� Verarbeitung� Analyse und � Präsentation
� Ausprägungen, z.B.� Kommunales IS (KIS)� Land-IS (LIS)� Netz-IS (NIS)� Umwelt-IS (UIS)� Raum-IS (RIS)� Fach-IS (FIS)
� Bezeichnet:� Technologie� Produkte� Vorhaben zur Bereitstellung
von Geodaten
4GIS mit Freier Software und Diensten
Geodaten� Beschreibung von räumlicher Ausgestaltung und/oder Position von
Objekten im Raum� Geometrie (Lage) – Topologie (Relation)� Geometrische Elemente
� Punkte, Linien, Polygone in Vektorform� Pixel in Rasterform
� Koordinatensysteme� Bezugsflächen:
Ebene, Kugel, Ellipsoid� Projektion - Transformation
� Metrik� Primär
z.B. Koordinaten, (x,y,z), (lat,lng)� Sekundär, z.B. Adressen
� Formate� Vektordaten (Zahlen und Text)
Sachdaten, Metadaten, Geo-DB� Rasterdaten (Bilder)
� Ebenenmodell -Überlagerung
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5GIS mit Freier Software und Diensten
Verweise zu GIS
Prof. Ralf Bill
http://www.geoinformatik.uni-rostock.de
6GIS mit Freier Software und Diensten
Merkmale von Internet-GIS� Auch: Web-GIS, Online-GIS, Web Mapping, Map Server� GIS – verfügbar über oder nutzt das Internet� Eingeschränkte Funktionalität gegenüber Desktop-GIS� Vorwiegend für Auskunft und Präsentation� Zunehmend für verteilte Erfassung� Viele Nutzer - Zugriffsbeschränkung� GUI in der Regel in einem
Internet Browser� Verteilte Datenhaltung� Performance hängt von
Übertragungsrate undDatenformat ab
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7GIS mit Freier Software und Diensten
Preliminary considerations� Difference between Internet GIS and ordinary GIS?
� Geodatenzugriff – und in Zukunft auch die Prozessierung - via Internet� Viele Nutzer greifen auf die selben Daten zu zur gleichen Zeit� Kombination von Datenverarbeitung und -analyse mit Kommunikation� Kein Konsens darüber was ein Internet GIS leisten muss� Unterscheidung in Funktionalität und Technologie ist sinnvoll
� Requirements and Restrictions� What would you do with Internet GIS?� Who should use it, or for whom is it for (access-, use constraints)� Runtime behaviours� Preferred Internet browser und OS� Required browser settings and/or extensions (Plug-in, Script-
enablement)� Consider Costs for Client und Server Licenses� Data formats and exchange interfaces� Requirements rising; constant is that the situation is changing
8GIS mit Freier Software und Diensten
Client-Server Architecture
� Based on Internet -> Based on Client and Server� Request and Response
� New process for each request� Multi user ability� Stateless Application
� Multiple Tiers� Cascading services
� Data transfer rate depend on the size of data� Size depends on geodata type and format
� Power demands can be distributed between client and server� thin and fat client and server
Client
Server
Data
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9GIS mit Freier Software und Diensten
Server and Clients� Server
“An application program or the computer where it is running, thataccepts connections in order to service requests by sending backresponses.”
� Client“A client accesses a (remote) server by some kind of network, send requests and get responses.” e.g. web-, e-mail-, database clients
� Web Server“A program (or the computer) that is responsible for accepting HTTP requests from clients and serving them HTTP responses along with optional data contents, usually Web pages such as HTML or XML documents and linked objects like images or even maps”
� Web Client“A Web client can establish a connection to a Web server to send HTTP requests and to display or work with the content of returned documents. Some clients can run scripts including the web page.”
10GIS mit Freier Software und Diensten
Server types I� Map Server
Deliver raster maps and related thematic information, specialized for users needs. The MapServer renders the map images and can send additionally a client including the map and functionality to interoperate with the map. A MapServer can also work as a web service.
� Feature ServerDeliver vector data especially in XML format including the geometry and attributive data of feature objects
� Database ServerProvide thematic data. Can send spatial data too, if spatial extension for the data base management system is available. Connection over ODBC/JDBC
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11GIS mit Freier Software und Diensten
Server types II� File Server
Provide files for downloads. Such files containing images, metadata, geo data, in different formats or common office documents.
� E-Commerce ServerStore charge models and handle order and obtain operations for geospatial data sets and products.
� Application ServerExecutes programs for geodata processing (analysis) and deliver the results.
� Terminal ServerAssume all computational work in a client server connection. Exchange only screen data, keyboard input or mouse events with clients.
12GIS mit Freier Software und Diensten
Server types III� Service Registry Server
Register web services, e.g. WMS, WFS, … and enable the retrieval for it. Including Metadata it is called a Metadata Server
� Authentication ServerHandle authentication of users and may know different method for that.
� Authorization ServerStore information about what registered user can have access for. User will be authorized related to spatial, thematic and temporal constraints.
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13GIS mit Freier Software und Diensten
Web Service� Enables a standardized invocation of programs in a network.� Supports interoperable Machine to Machine interaction.� Example: Web Map Service
Response map images of a given extent, layer name, spatial reference system, image format …
� Learn more in Part II - Lesson 1
http://www2.demis.nl/wms/wms.asp?wms=WorldMap&REQUEST=GetMap&VERSION=1.1.1&SERVICE=WMS&LAYERS=Bathymetry,Countries,Topography,Hillshading,Builtup%20areas,Coastlines,Waterbodies,Inundated,Rivers,Streams,Railroads,Highways,Roads,Trails,Borders,Cities,Settlements,Spot%20elevations,Airports,Ocean%20features&SRS=EPSG:4326&FORMAT=image/png&bbox=101,8,111,24&width=200&height=320
Request Response
14GIS mit Freier Software und Diensten
Clients – Web Browser� Browser
� Internet Explorer� FireFox� Opera� Safari
� Plug-Ins and Add-Ons� Adobe PDF, SVG� Greasemonkey
- Greasemap
see: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_web_browsers
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15GIS mit Freier Software und Diensten
Other Clients� Database Clients
� phpMyAdmin� MySQL Client� pgAdminIII� phpPgAdmin
� Desktop Internet-GIS� uDig� ArcGIS� Quantum GIS
� Terminal Clients� Microsoft Terminal Server Client mstsc� Citrix Clients
� Mobile Clients� Mobile Cell phone, Personal Digital Assistant (PDA), Smart phone,
Tablet PC’s
16GIS mit Freier Software und Diensten
dynamisch -Client
Geodaten werdenan Client über-tragen:•JavaScript•VBScript,•DHTML•SVG•Plug-In•ActiveX•Java-Applets
Statisch
Internetanwen-dung wird vorge-fertigt:•clickable mapsmit Interaktion•Zoomstufen, Pan •ausgewählte Sachinformation
dynamisch -Server
Geodaten werden auf dem Server in ein Webformat umgewandelt:•Scripts php,asp•CGI•Java-Servlets•ActiveX•diverse API´s
Geodatenmanagement
Übersicht nach Technologie
Geodaten-server
Zur Nutzung über Netzwerk/Internet mit dyn. Client auf der Server oder Nutzerseite:•WMS - Verteilte Geodaten•GML•Spatial SQL
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17GIS mit Freier Software und Diensten
Internet und GIS
Internet-Client(Browser)
Web-BrowserJava ClientActiveX-Client
HTMLJava-ScriptActiveXASP
Gängiges Client-Server-Konzept
Internet-Server(Web-Server)
GIS-Server
Map-Server
DB-Server
GIS-Erweiterungen
Terminal-Server
Middlew
are
18GIS mit Freier Software und Diensten
Komponenten mit Freier Software
VorlagenHTML
<?php
HTML, SVGJavaScript
ServerClient
Auskunftmapbender, chameleonJUMP, uDig
HTML, Java
Vektorgrafik
Printmedium
Benutzerdaten
MySQL
GeometriePostGIS
shp
Kartenlayout
PHP-MapScript
Apa
che
Web
Ser
ver
DB-EditorphpMy(Pg)Admin
HTML, JavaScript
Inte
rnet
(T
CP
-IP
) S
SL
GDALOGRProj4
www.freegis.org!
degree
GRASS
GeoServer
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19GIS mit Freier Software und Diensten
Übersicht nach Funktionalitäten
Einfache Dar-stellung / Mapping• Zoom, Pan • mehrere Layer• Sachdaten-abfrage• Suche • etc.
Geodatenmanagement
Auskunftssysteme Editoren
Analytische BerechungenErgebnisse von analytischen Diensten auf Basis von Geoinforma-tionen• Image-, Feature-Metadienste• Routing, Geocoding
GeometriedatenHinzufügen und Ändern von Geodaten • GIS Clients• DesktopGIS• mobile Geräte
SachdatenEditieren der Sachdaten über Internet oder mobile Geräte• Datenbank-anwendungen
20GIS mit Freier Software und Diensten
Verweise zu Internet-GIS� Geoinformation im Internet
� P. Korduan, M.L. Zehner
� Web Mapping� T. Mitchell
� WebGIS mit Freier Software� WhereGroup
� GIS for Web Developers� S. Davis
� Visualisieren von Geodaten mit SVG im Internet� N. Ueberschär,
A. M. Winter
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21GIS mit Freier Software und Diensten
Schnittstellenproblematik
Prog 1
Prog 2
Prog n
Prog 1
Prog 2
Prog n
EinheitlicheSchnittstelle
Für jedes Programmn-1 Schnittstellen
Für jedes Programmnur eine Schnittstelle
22GIS mit Freier Software und Diensten
Opengeospatial Consortium (OGC)
� Gegründet 1994
� Internationale, freiwillige, auf Konsensausgerichtete, Not-for-profit Standardisierungsorganisation
� 260+ Mitglieder aus Industrie, Regierungen und Wissenschaft
OGC MissionOGC Mission
Our core mission is Our core mission is to deliverto deliverinterface interface
specificationsspecificationsthat are openly that are openly
available for global available for global use.use.
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23GIS mit Freier Software und Diensten
OGC Web Service Specifications� WMS (Web Map Service 1.3)
� Zugriff auf Kartenbilder (GIF/PNG/JPG)� WFS (Web Feature Service 1.0.0)
� Zugriff auf Vektor-Geodaten (GML)� WCS (Web Coverage Service 1.0.0)
� Zugriff auf Raster-Geodaten� WCAS (Web Catalogue Service)
� Zugriff/Recherche auf Metadaten (XML/ISO 19115)� WGS (Web Gazetteer Service)
� Suche nach Raumeinheiten über geographisches Namensgut� WCTS (Web Coordinate Transformation Service-Draft)
� Transformation zwischen Bezugssystemen� WTS (Web Terrain Service-Draft)
� Erzeugung von 3D-Geländeansichten� Web Pricing and Ordering Service (Draft)� GML (Geography Markup Language 3.0)Quelle: www.opengeospatial.org - Stand 3-2005 und A. Poth und J. Fitzke (2002)
24GIS mit Freier Software und Diensten
Web Browser
Viewer Client
MapServer
MapServer
MapServer
MapServer
inte
rnet
Web Map Servers
http://ceoware2.ccrs.nrcan.gc.ca/cubewerx/cubeserv/cubeserv.cgi?version=1.1.0&service=wms&request=GetMap&bbox=-72.478366,40.108703,-55.746366,50.135369&width=500&height=300&srs=EPSG:4326&layers=L7O_B743:CEOWARE2&format=image/gif&transparent=TRUE&exceptions=application/vnd.ogc.se_inimage&styles=default
http://wms.cits.rncan.gc.ca/cgi-bin/cubeservcubeserv.cgi?version=1.1.0&service=wms&request=GetMap&bbox=-72.478366,40.108703,-55.746366,50.135369&width=500&height=300&srs=EPSG:4326&layers=ROUTE_1:BNDT/NTDB-250K&format=image/gif&transparent=TRUE&exceptions=application/vnd.ogc.se_inimage&styles=default
http://ceoware2.ccrs.nrcan.gc.ca/cubewerx/cubeserv/ cubeserv.cgi?version=1.1.0&service=wms&request=GetMap&srs=EPSG:432 6&bbox=-80.279475,43.082972,79.281178,43.682405&width =500&height=300&layers=L7O_B743:CEOWARE2&format=image/gif&transparen t=TRUE&exceptions=application/vnd.ogc.se_inimage&styles=d efault
http://wms.cits.rncan.gc.ca/cgi-bin/cubeserv.cgi?version=1.1.0&service=wms&request=GetMap&srs=EPSG:432 6&bbox=-80.279475,43.082972,79.281178,43.682405&width =500&height=300&layers=ROUTE_1:BNDT/NTDB-250K&format=image/gif&tran sparent=TRUE&exceptions=application/vnd.ogc.se_inimage&styles=d efault
Quelle: ms_ogc_workshop
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25GIS mit Freier Software und Diensten
WMS GetFeatureInfo� Abfrage des Layers Rivers an der Position 250, 125
� URL in die Datei R:\WMS\WMS_GetFeatureInfo_Request.txt speichern� Inhalt in Adresszeile eines Browserfensters kopieren und Abfrage starten� Ergebnis im Browser ansehen und unter
R:\WMS\WMS_GetFeatureInfo_Response.<format> speichern.� Modifizieren Sie die Abfrageposition x und y für eine anderen Abfrageposition� Geben Sie einen anderes Ausgabeformat an.
http://127.0.0.1/cgi-bin/mapserv.exe?map=/ms4w/apps/ms_ogc_workshop/service/config.map&version=1.1.1&service=WMS&request=GetFeatureInfo&srs=EPSG:4326&bbox=-80,-90,180,90&format=image/png&layers=land_shallow_topo_2048,rivers&width=600&height=500&query_layers=rivers&x=329&y=93&radius=10&info_format=html
26GIS mit Freier Software und Diensten
WFS GetFeature� Eine GetFeature Anfrage ausführen
� URL in die Datei WFS_GetFeature_Request.txt unter R:\WFS\ speichern� Inhalt in Adresszeile eines Browserfensters kopieren und Abfrage starten� Ergebnis in R:\WFS\WFS_GetFeature_Response.xml speichern und diese
Datei im Internet Explorer ansehen.� Welche Flüsse befinden sich in diesem Gebiet?
http://127.0.0.1/cgi-bin/mapserv.exe?map=/ms4w/apps/ms_ogc_workshop/service/config.map&version=1.0.0&service=WFS&request=GetFeature&TypeName=rivers&BBox=0,40,15,60
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27GIS mit Freier Software und Diensten
WFS GetFeature
� Ohne Filter
� Mit Filterencoding (FE)
http://localhost/cgi-bin/mapserv.exe?map=/ms4w/apps/ms_ogc_workshop/service/config.map&version=1.0.0&service=WFS&request=GetFeature&typename=rivers&filter=<Filter><PropertyIsEqualTo><PropertyName>NAME</PropertyName><Literal>Rhine</Literal></PropertyIsEqualTo></Filter>
http://127.0.0.1/cgi-bin/mapserv.exe?map=/ms4w/apps/ms_ogc_workshop/service/config.map&version=1.0.0&service=WFS&request=GetFeature&TypeName=rivers&BBox=0,40,15,60
28GIS mit Freier Software und Diensten
WMS Profil GeoMV� Muss angeboten werden für
� EPSG:2398Gauß-Krüger 3°Streifen, KrassowskiEllipsoid, Streifen 4.
� EPSG:2399Gauß-Krüger 3°Streifen, KrassowskiEllipsoid, Streifen 5.
� EPSG:31468Gauß-Krüger 3°Streifen, Bessel Ellipsoid, Streifen 4.
� EPSG:31469Gauß-Krüger 3°Streifen, Bessel Ellipsoid, Streifen 5.
� EPSG:25832UTM (ETRS89) Zone 32 Nord.
� EPSG:25833UTM (ETRS89) Zone 33 Nord.
� Optional� EPSG:4326, WGS 84, geographische
Koordinaten
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29GIS mit Freier Software und Diensten
Rechtliche HinweiseVeröffentlichung von Geo- und Sachdaten� Auch digitale kartographische Produkte unterliegen dem
Urheberrechtsgesetz� Der Erwerb eines solchen Produkts gewährleistet lediglich den
Zugang zum Medium � Ein GIS dient zur Verarbeitung, Verknüpfung und letztlich auch
zur Verwendung von Geodaten� Dies bedeutet einen rechtlichen Eingriff ins Urheberrecht� Die Speicherung auf einem MapServer ist nicht durch § 53
UrhG (Vervielfältigung zum privaten und sonstigen eigenen Gebrauch) gedeckt
� Der Lizenzvertrag muss eine Klausel beinhalten, die die Speicherung auf Netzbasierten Servern erlaubt
� Nutzungsrechte müssen in einem Lizenzvertrag geregelt werden
30GIS mit Freier Software und Diensten
Was ist Freie Software nach GPL� Quellcode muss offen beziehbar
sein� Darf, muss aber nicht gekauft
werden� Darf kopiert und verbessert werden� Änderungen sind auch unter GPL zu
stellen� Hersteller übernimmt keine
Garantien� Orientiert sich an offenen Standards � Oft schlechter dokumentiert aber
besserer Support
http://www.gnu.de/
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31GIS mit Freier Software und Diensten
Creative Commons
� Standardlizenzverträge� Für beliebige Werke deren Schutz sich aus
Urheberrecht ableiten lässt� starke Abstufung der Freiheitsgrade von völligem
Vorbehalt der Rechte bis verzicht auf Urheberrecht� Rechtemodule
32GIS mit Freier Software und Diensten
Creative Common Lizenztypen� Aktuelle Lizenzen
� Neuere Lizenten
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33GIS mit Freier Software und Diensten
Kosten eines Internet GIS
Zusätzlich zur Datenbereitstellung:� einmalige Anschaffungskosten
� Hardware des Servers � Serverbetriebssystem � Mapserver-Software / InternetGIS-Client� Personalkosten und Systeminstallation
� wiederkehrende laufende Kosten� fortlaufender Produktionssupport � Programmaktualisierungen � Netzwerkanbindung� Personalkosten für Unterhaltung.
34GIS mit Freier Software und Diensten
Funktionalität / Technologie vs. Kosten
� Abwägungsprozess zur KostenoptimierungWelche Funktionalitäten sind nötig?
� Aktualisierungsintervalle: statisches oder dynamisches System
� Hoher Einsatz von Technologien für Analysefunktionen
� Einsatz freier Software als Alternative,allerdings größerer Aufwand in Umsetzung und Anpassung an das System
� Erhebliche Kosteneinsparung auf Clientseite
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35GIS mit Freier Software und Diensten
Vorteile von Freier Software
� Keine Kosten für Softwarelizenzen� Dienstleistung statt Software� Gute Grundlage für maßgeschneiderte Anpassung� Wiederverwendbarkeit, Investitionsschutz� Fördert lokale Infrastruktur von Dienstleistungen� Schnellere Fehlerbehebung� Nachvollziehbarkeit, gläserne Verwaltung� Unterstützung von offenen Standards� Selbstregulierung der Softwareentwicklung ersetzt
Verwaltungsaufwand
36GIS mit Freier Software und Diensten
Auswahl von Resourcen
� SourceForge.net� allgemein
� OSGeo.org� Geo-spezifisch
� FreeGIS.org� von FOSSGIS e.V.� deutschsprachig
� MapTools.org� Hosted by DM Solutions Group� MS4W, FGS
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37GIS mit Freier Software und Diensten
Auswahl an Unternehmen
� OSGeo – www.osgeo.org / Vancouver, Canada� Unterstützt die Entwicklung von qualitativ hochwertiger
Open Source Software im Geoinformatikbereich� Unterstützt kollaborative entwickelte Projekte
� Refractions – www.refractions.net / Victoria, USA� PostGIS, uDig, MapServer
� DM Solutions Group – www.dmsolutions.ca / Ottawa, Canada� MapTools.org� MS4W, FGS, Chameleon
� Camptocamp – www.camptocamp.com / Schweiz, Frankreich� Expertise, Projektentwicklung, Schulung, Support� CartoWeb, MapFish, Spatial Data Integrator, GeoExt
� Where Group – www.wheregroup.com / Bonn� lat/lon - www.lat-lon.de
� Zusammenarbeit mit Geographisches Institut der Universität Bonn� Java Framework deegree, www.deegree.org� Vollständig an OGC und ISO/TC 211 orientiert� OGC Web Services, Clients und Security Components
� STZ Geoinformatik Rostock – http://www.auf.uni-rostock.de/gg/steinbeis� Internet-GIS kvwmap für kommunale Anwendungen, www.kvwmap.de� Institut am Lehrstuhl für Geodäsie und Geoinformatik Rostock
� GDI-Service Rostock, www.gdi-service.de
38GIS mit Freier Software und Diensten
Programme� Geospatial Database
� PostGIS� Server
� UMN-MapServer� GeoServer� deegree Server
� Clients
� OpenLayers� Mapbender� kvwmap� deegree client� ka-Map� Chameleon� gmaps
� MapTools und Bibliotheken
� GeoRuby� OGR� GDAL� GEOS� Proj4� Spatial Data Integrator (SDI)
ETL (Extract, Transform, Load) für Geodaten
� Metadatenmanagement
� GeoNetwork� Tkme
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39GIS mit Freier Software und Diensten
PostgreSQL mit PostGIS
� Hinzufügen der Prozedural Language plpgsql
� Hinzufügen der PostGIS Erweiterung
� Zusätzliche Typen� Tabellen anlegen für die Speicherung der Informationen
über die Geometriespalten� Zusätzliche Funktionen
� Einlesen der Koordinatenreferenzsysteme
# createlang plpgsql [yourdatabase]
# psql -d [yourdatabase] -f postgis.sql
# psql -d [yourdatabase] -f spatial_ref_sys.sql
40GIS mit Freier Software und Diensten
� Man unterscheidet verschiedenen Typen
� Vollständige Liste und Beschreibung unter:http://postgis.refractions.net/docs/ch06.html
Funktionen in PostGIS
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41GIS mit Freier Software und Diensten
Tabellen in PostgreSQL
� Bei neuen Datenbanken leer� Bei PostGIS Erweiterungen sind
die Tabellen geometry_columnsund spatial_ref_sysvorgeschrieben
42GIS mit Freier Software und Diensten
Geometrie in PostGIS
� Geometrieobjekte sind in PostGIS eine Untergruppe der vom OGC spezifizierten „Simple Feature“
� 2 Formen zur Darstellung von Geometrie nach OGC-Spezifikation� Well-Known Text (WKT)� Well-Known Binary (WKB)
� Beispiele:� POINT(0 0)� LINESTRING(0 0,1 1,1 2)� POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1))� MULTIPOINT(0 0,1 2)� MULTILINESTRING((0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4))� MULTIPOLYGON(((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1,2 1,2 2,1 2,1 1)), ((-1 -1,-1 -2,-2
-2,-2 -1,-1 -1)))� GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING((2 3,3 4)))
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43GIS mit Freier Software und Diensten
Geometrie in PostGIS II
� OGC fordert auch die interne Speicherung der SRID der Geometrie
� Zur Umwandlung können folgende Funktionen verwendet werden:� bytea WKB = asBinary(geometry);� text WKT = asText(geometry);� geometry = GeomFromWKB(bytea WKB, SRID); geometry =
GeometryFromText(text WKT, SRID);
� Eine gültige Eingabe nach OGC ist:
44GIS mit Freier Software und Diensten
Geometriespalten anlegen
� Eine normale Tabelle muss existieren� SQL-Statement zum anlegen der Tabelle:
� Beispiele:
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45GIS mit Freier Software und Diensten
Geometriespalten anlegen II
� Definition der Tabelle nach derGeometriespaltenerweiterung
� Es sind 3 Bedingungen hinzugefügt worden� Alle Geometrien müssen vom gleichen Typ sein und die SRID
haben, die in geometry_column Tabelle für diese Geometriespalte steht
46GIS mit Freier Software und Diensten
Geometrie Indizieren
� GIST-Index erzeugen
� Vorschlag für Indexname:tabelle_spalte_gist
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47GIS mit Freier Software und Diensten
Quantum GIS
48GIS mit Freier Software und Diensten
� Desktop Anwendung mit Internet Anbindung� Vollständig in Java und unter LGPL� Built with Eclipse Rich Client (RCP)� Kann auch stand-alone genutzt werden� Erweiterungen mit RCP “plug-ins”� Als Erweiterung in existierenden
RCP Anwendungen� Unterstützt Standards wie
WMS, WFS, WCS sowieGeoRSS, KML und Tiles
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49GIS mit Freier Software und Diensten
Jump
Darstellung von PostGIS Layern eines entfernten Serverszusammen mit lokalen ESRI-Shape Dateien in JUMPSoftware: JUMP Unified Mapping Plattform: http://www.jump-project.org
50GIS mit Freier Software und Diensten
Nutzung von EDBS2WKT und JUMP
Software: EDBS2WKT http://62.153.231.87/alk/edbs2wkt/
JUMP Unified Mapping Plattform: http://www.jump-project.org
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51GIS mit Freier Software und Diensten
UMN-MapServer
http://mapserver.gis.umn.edu/download
Quellcode für Linux-Distributionen
Quellcode für Linux-Distributionen
Binaries for Mac OS
Linux RPM Packet
Linux Installer mit allemwas man braucht
Demo Anwendung
52GIS mit Freier Software und Diensten
Funktionen
� Programm, welches Karten nach bestimmten Anforderungen erstellt und ausliefert
� Interaktion über URL mit Formularen oder Java-Applets
Quelle: Fuepasz, http://www.carto.net/~fuerpass/icc2001-fuerpass.pdf
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53GIS mit Freier Software und Diensten
Funktionen
Raster-karten
HTML-Vorlage
Übersichts-grafik
Funktions-schlatflächen
Maßstabs-leiste
Fonts
Sachdaten(Tabellen)
Legende
Symbole
Vektor-daten
Navigations-schlatflächen
Projektion
54GIS mit Freier Software und Diensten
Funktionen� Vektor Format Unterstützung: SHP, ArcSDE, PostGIS,Oracle� Raster Formats supported (8-bit only): TIFF/GeoTIFF, GIF, PNG, ERDAS,
JPEG and EPPL7 � Quadtree Indizierung für Shape-Dateien � Voll anpassungsfähige vorlagengestützte Ausgabe� Feature Auswahl über Wert, Punkt, Fläche oder anderes� TrueType Font Unterstützung� Unterstützung für gekachelte Raster und Vektordarstellung� Automatische Legenden und Maßstabsgenerierung� Maßstabsabhängige Darstellung von Zeichnungselementen und
Ausführung von Anwendungen� Thematische Kartendarstellung durch Klassenbildung mit logischen und
regulären Ausdrücken � Objektbeschriftung mit Kollisionsbehandlung� on-the-fly Konfiguration über URL‘s� on-the-fly Kartenprojektion
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55GIS mit Freier Software und Diensten
Arbeitsweise des UMN-MapServer
1. CGI - Common Gateway Interface
2. OGC-MapServer
3. Funktionenbibliothek für andere Programme
56GIS mit Freier Software und Diensten
Get und PostGethttp://www.server.de/adressen.php?mitarbeiter_id=1&action=Anzeigen
http://www.gis-server.de/cgi-bin/mapserver?map=karte.map&layer=gebaeude&layer=kataster&mode=browse&zoom=2
<img src="/cgi-bin/mapserver?map=karte.map&layer=strassen&layer=gebaeude&layer=kataster&mode=browse&zoom=2”>
POST<html><head><title>Beispiel Post</title></head><body><form method="post" action="adressen.php"><select name=„mitarbeiter_id"><option value="1">Korduan</option><option value="2">Bill</option><option value="3">Zehner</option>
</select><input type= "submit" name= "action" value="Anzeigen">
</form></body></html> <?php echo adresseAnzeigen($mitarbeiter_id); ?>
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57GIS mit Freier Software und Diensten
MapServer- liest TEMPLATE (karte.html)- ersetzt Platzhalter im TEMPLATE<input type="image" src="[img]">
- liefert karte.html an WebServer aus
Ablauf einer Kartenanfrage an MapServerBrowser- sendet Anfrage (http://www.adresse.de/cgi-bin/mapserver?map=karte.map&...&...)
MapServer- liest Map-Datei (karte.map)
…WEB
TEMPLATE karte.htmlIMAGEPATH „D:\webserver\tmp\“IMAGEURL „/tmp/“
END…LAYER
NAME „ALK“DATA „flurstuecke“
…- erzeut und schreibt Karte nach IMAGEPATH
WebServer- empfängt die Anforderung- ruft mapserver auf- übergibt Parameter
WebServer- sendet karte.html an Browser- sendet Bild von Karte an Browser- sendet Bild von Legende etc.
Browser- empfängt Internetseite karte.html mit eingebetteter Karte und Formular - stellt Seite dar mit Funktionen zum Navigieren und Abfragen- karte.html enthält Anfrage (http://www.server.de/cgi-bin/mapserver?parameter=wert&...&..)
58GIS mit Freier Software und Diensten
Platzhalter im HTML-Template
Platzhalter fürLegende
Platzhalter für Maßstab
Platzhalter für Karte
Menü für Rasterkartenim Hintergrund
Auswahl von Themen
Schalter für Zoom
Umschalter auf Abfragemodus
Platzhalter für Referenzkarte
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59GIS mit Freier Software und Diensten
HTML-Template Formular
60GIS mit Freier Software und Diensten
Bentzeroberfläche im Client
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61GIS mit Freier Software und Diensten
Öffentlicher MapServer der Stadt Halle
http://halgis.halle.de/scripts/mapserv.exe
62GIS mit Freier Software und Diensten
MapFile Aufbau� Blöcke
SCHLÜSSELWORTInhalt
END� Deklarationen
SCHLÜSSELWORT WERTMögliche Wertetypen:� Schüssel (Konstanten)
STATUS On� Zeichenketten
NAME „ALK“� Zahl [Zahl…]
COLOR 0 255 0� Verschachtelung
LAYERCLASS
…END…
END� Farben als RGB Werte
255 0 0 Rot0 255 0 Grün0 0 255 Blau
MAPNAME KommunaleInternetGISDemo
EXTENT 4503828 5992705 4514813 6001570SIZE 500 500SHAPEPATH "/www/server/KGIS-Demo/data"
WEBTEMPLATE kreis.htmIMAGEPATH "/www/server/preMap/tmp/"IMAGEURL "/tmp/"
END
LEGENDSTATUS ONLABEL
COLOR 0 0 0END
END
REFERENCESTATUS ONIMAGE „graphics/uebersicht.png“SIZE 200 135EXTENT 4503828 5992705 4514813 6001570 COLOR -1 -1 -1OUTLINECOLOR 255 0 0
END
LAYER NAME "ALK"DATA „flurstuecke“STATUS ONTYPE LINECLASSNAME "ALK-ALB"COLOR 0 0 0TEMPLATE "alk-alb_tablebody.htm"
ENDHEADER "alk-alb_tableheader.htm"FOOTER "tablefooter.htm"
ENDEND
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63GIS mit Freier Software und Diensten
Layer� LAYER - Sektion
� Reihenfolge beachten: Der letzte Layer wird zuerst ausgegebenNAME <name> Bezeichnung des LayersDATA <Dateiname> Dateiname der Shapedatei relativ zu SHAPEPATHSTATUS <ON|OFF|DEFAULT> Darstellung der LayerTYPE <POINT|LINE|POLYGON> Art der Datenorganisation und Darstellung des LayerGROUP <gruppenname> Bezeichnung der Gruppe zu der der Layer gehört
Beispiel:LAYER
NAME „Flurstuecke“GROUP „Kataster“
ENDLAYER
NAME „Gebaeude“GROUP „Kataster“
ENDLAYER
NAME „Landschaftsschutzgebiete“GROUP „Umwelt“
END
…&layer=Flurstuecke&layer=Gebaeude&…
64GIS mit Freier Software und Diensten
Klassendefinitionen� Class - Sektion
� nur innerhalb von Layern� Definition der Darstellung eines Layers� Einschränkung der Darstellung von Layern (nur
Teile)� Bildung von Klassen für thematische
Kartographie� Klassen werden nacheinander gezeichnetEXPRESSION <Ausdruck>
Angabe des Ausdrucks, der die Klasse einschränkt
Beispiele:EXPRESSION „Müritz“
Ausdruck entspricht Wert in CLASSITEMEXPRESSION ([Art] eq „Klarwasser“ and [SIZE] > 15)
Logische Verknüpfung von Ausdrücken über mehrere Spalten
EXPRESSION „^A“gilt für alle die mit A anfangen
EXPRESSION „/./“trift für alle Werte in CLASSITEM zu
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65GIS mit Freier Software und Diensten
Rasterdaten� LAYER (TYPE RASTER)
� Unterscheidung in unterstützte Formate für das Einlesen (Input) und das Ausgeben (Output) von Rasterdaten
LAYERNAME <Name> DATA <Bildname.typ> vollständiger Dateiname mit DateiendungTYPE RASTER Besondere Layerdefinition vom TYPE Raster…
ENDBildkataloge� Verortung der georeferenzierten Bilder über Shapefile� Koordinaten der Bilder in Shapefile, Dateinamen in .dbf-DateiTILEINDEX <Shapedatei> Shape welches die Koordinaten und
Dateinamen der Bilder enthältTILEITEM <Spaltenname> Spalte mit dem Dateinamen
66GIS mit Freier Software und Diensten
Beschriftung
� LABEL – SektionBeispiel:
LAYERNAME „Straßenbeschriftung“GROUP „Beschriftung“TYPE ANNOTATION…CLASSITEM „Strassenname“LABELITEM „Strassenname“ Spaltenname mit Inhalt für BeschriftungCLASS
LABELTYPE BITMAP Typ der Textausgabe, hier BitmapSIZE NORMAL Größe der TextausgabeCOLOR 0 0 0 Farbe der BeschriftungPOSITION CR Position der Beschriftung, siehe KastenBUFFER 5 Abstand um den Text bis zur nächsten BeschriftungPARTIALS TRUE Text am Rand abschneiden/weglassenMAX|MINSIZE <n> Max/minimale Größe, die der Text haben soll
ENDEND
END
UL
CL
LL
CR
LC
CC
UC UR
LR
Auto, XYMögliche Position-ierungsangabenfür Label
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67GIS mit Freier Software und Diensten
Schnittstelle für weitere Formate - GDAL/OGR
YesNo VRT - Virtual Datasource
YesNo U.S. Census TIGER/Line
YesNo UK .NTF
YesNo SDTS
YesYesPostgreSQL
YesYesOracle Spatial
YesNo ODBC
YesNo OGDI Vectors
No No Microstation DGN
YesYesMapinfo File
YesNo IHO S-57 (ENC)
No YesGML
YesNo FMEObjects Gateway
YesYesESRI Shapefile
YesNo Arc/Info Binary Coverage
Georeferenz-ierung
ErstellungFormat NameGDAL - Geospatial Data Abstraction LibraryBibliothek zur Übersetzung von verschiedenen Rasterformaten
OGR ist Bestandteil von GDAL und ist eine Simple Featruesopen soruce Library in C++, die das Lesen und teilweise das Schreiben von verschiedenen Vektorvormaten unterstützt.
68GIS mit Freier Software und Diensten
Einbindung von MapInfo-Datei mit OGR
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69GIS mit Freier Software und Diensten
Erweiterungen� Werkzeuge für die Entwicklung von Anwendungen
� Chameleon, MapServer Workbench, AveiN!, MapLab� Serverseitige Erweiterungen
� MapScript� MapBender� MapStorer� Chameleon� gMap� ka-map� kvwmap
� Clientseitige Erweiterungen� Mapplet� PMapper� Rosa Applet� Jbox
70GIS mit Freier Software und Diensten
MapServer Workbench� Tool zur Erzeugung von Web-Anwendungen auf der Basis von
UMN-MapServer http://msworkbench.sourceforge.net
� Freeware
� Basiert auf tcl/tkPlattform-unabhängig
� Auch für Windows
� Zum Erstellen vonAnwendungen mit Application Wizard
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71GIS mit Freier Software und Diensten
AveiN!� Die MapServer Erweiterung für ArcView GIS
kommerzielles Produkt www.terrestris.de/gis/avein.html
72GIS mit Freier Software und Diensten
MapLab
� von DM Solution - Eine Internet Map Werkstatt� für Windows und Linux� kommt komplett mit Apache, MapScript und
RosaApplet� FreeWare,
www.dmsolutions.on.ca/techserv/maplab.html
MapEdit MapBrowser GMapFactory
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73GIS mit Freier Software und Diensten
Weitere Werkzeuge
� Shapelib� Bibliothek shplib (shpdump, shpinfo,shpcreate,shpadd,
dbfdump,dbfinfo,dbfcreate,dbfadd)
� MapServer Werkzeuge� shptree, shptreevis
� GDAL-Bibliothek� Gdaltindex#gdaltindex tileindex IMAGE index.shp luftbilder/*.tif
74GIS mit Freier Software und Diensten
GeoServer
� Basiert auf Java� Web Feature Server liefert GML über WFS� Funktioniert auch als WMS� Über Internetoberfläche konfigurierbar� Enthält Beispielclients
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75GIS mit Freier Software und Diensten
deegree
� Basiert auf Java� Unterstützt vor allem OGC Standards
76GIS mit Freier Software und Diensten
OpenLayers – FIS RO
http://sla.niedersachsen.de/raumordnung/openlayers/Naturschutz.php
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77GIS mit Freier Software und Diensten
Implementierung in Kreisverwaltungen im MV
78GIS mit Freier Software und Diensten
Anwendung für Bebauungsplanung
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79GIS mit Freier Software und Diensten
Hinterlegte aktuelle Luftbilder
80GIS mit Freier Software und Diensten
Flurstückssuche
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81GIS mit Freier Software und Diensten
Graphische Flurstückssuche
82GIS mit Freier Software und Diensten
Flurstücksdatenanzeige
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83GIS mit Freier Software und Diensten
ALB-Auszug Form 30
84GIS mit Freier Software und Diensten
Raumordnungskataster Landesregierung MV
ArcGIS
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85GIS mit Freier Software und Diensten
Einbindung Daten ROK in das Geodatenportal der Kreise
86GIS mit Freier Software und Diensten
Umsetzung des Geometrie-Editors
Geometrische Operationen auf Basis anderer Layer
-Abfrage ein oder mehrerer Datensätze des Basis-Layers-Absenden eines XMLHttpRequests mit der aktuellen Geometrie (path1), den Abfragekoordinaten und den Parametern des zweiten Layers-Server: Geometrieabfrage im angegebenen Bereich, Vereinigung mit der aktuellen Geometrie und Zurücksenden der Ergebnisgeometrie -Auf Client wird path1 aktualisiert und dargestellt
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87GIS mit Freier Software und Diensten
Mietpreisspiegel
http://www.hvbexpertise.de
88GIS mit Freier Software und Diensten
http://www.bundeswahlleiter.de/wahlen/europawahl2004/informationen/ergebnisse
Wahlergebnisse
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89GIS mit Freier Software und Diensten
Interaktive topographische Karten
http://www.carto.net/papers/svg/tuerlersee
90GIS mit Freier Software und Diensten
Kartenportal der Landes MV
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91GIS mit Freier Software und Diensten
GDAL und OGR
92GIS mit Freier Software und Diensten
Geo-Erweiterungen für Rails� GeoRuby –
GeoRuby provides data types intended to hold datareturned from PostGIS and the Spatial Extensions of MySql. The data model roughly follows the OGC Simple Features for SQL specification, althoughwithout any kind of advanced functionalities (such as geometric operators or reprojections). The libraryinputs and outputs EWKB, HexEWKB and EWKT. A recent version also includes input and output of GeoRSS and KML. The latest versions have addedsupport for reading and writing ESRI shapefiles.
� YM4R/GM - Einfache Einbindung von Google und Yahoo!Maps in Rails über Google Map API v2
� Kartenaktualisierung über AJAX und RJS� Beinhaltet JS-Erweiterungen z.B. zum Lesen von
WMS� YM4R/Mapstraction – Mapstraction Bibliothek� YM4R - Helpers für Google Maps geocoding API und
Yahoo! Maps Building Block API's: Geocoding, Traffic, Map Image, Local Search v3
� command-line tools, Tiles Generator
� http://ym4r.rubyforge.org/tutorial_ym4r_georuby.html
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93GIS mit Freier Software und Diensten
Spatial Data Integrator (SDI)
� ETL (Extract, Transform, Load) für Geodaten� Entwickelt von Camptocamp� Basiert auf Talend Open Studio (TOS)� Geo Components für Input, Output, Transformation� Nutzt GeoTools und
Java Topology Suite
94GIS mit Freier Software und Diensten
GeoNetwork
� Dezentralisierte Kataloganwendung� Verwaltung von räumlichen Resourcen über das Web� Metadateneditierung und Suche� Integriert interaktiven Web Map Viewer
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95GIS mit Freier Software und Diensten
� Ziel des OSM Projektes = Schaffung einer freien Weltkarte zur kostenlosen Nutzung von Geodaten
� Geodaten werden durch die Community (Freiwillige) selbst erhoben → alle Rechte an den Daten liegen bei der Community
� Erstellen von Weltkarten und Ableiten von Spezialkarten aus den Geodaten möglich
� Kern des Projektes = Datenbank mit geographischen Daten (derzeit noch im Aufbau)
� Lizenz: „Creative Commons Attribution Share Alike 2.0“ (dt.: „Namensnennung unter gleichen Bedingungen“)
01.02.2010 95
OpenStreetMap (OSM)
96GIS mit Freier Software und Diensten
Entstehungsgeschichte und Organisation von OSM� 2004: Steve Coast ruft das OpenStreetMap-Projekt ins Leben
� 2006: erste größere Gebiete werden kartographiert;Gründung der OpenStreetMap Foundation
� Finanzierung des Projektes durch Spenden und freiwillige Zahlungen von Projektmitgliedern
� Betriebskosten (Strom, Datenverkehr etc.) übernimmt eine englische Universität
� OSM Foundation = Gremium zur Entscheidungsfindung und Verantwortungsträger für das Projekt
� weltweit haben derzeit ca. 100.000 Leute einen OSM-Account
� Organisation und Kommunikation der aktiven Mitglieder über Mailinglisten und Webforen
� Treffen für gemeinsame Aktionen in lokalen Gruppen (MappingWeekend/Mapping Partys)
� Treff der lokalen Gruppe Rostock immer am zweiten Montag des Monats im „Plan B“
01.02.2010 96© 2009 UNIVERSITÄT ROSTOCK | AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT
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97GIS mit Freier Software und Diensten
Geocoding und Routing mit OpenRouteService
98GIS mit Freier Software und Diensten
Beispiel: RollstuhlroutingVerfügbarkeit von Daten fürRollstuhlfahrer in Deutschland
Abb.2: Verfügbarkeit von Daten für das Rollstuhlfahrer-Routing
01.02.2010 98© 2009 UNIVERSITÄT ROSTOCK | AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT
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