Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Hochschule Mainz - University of Applied Sciences

Intelligente Datenerfassung, Haltung und Bereitstellung innerhalb der Öffentlichen Verwaltung

Ziel des Projektes ist es, eine Linked Data Infrastruktur am Bundesamt für Kartographie und Geodäsie anhand von einigen ausgewählten Datenbeständen aufzusetzen und zu integrieren. Hierbei sollen Ontologien für Datenstandards definiert und Best Practices für die semantische Integration in der Praxis ausgetestet werden.
Motivation und Ziele: 

Das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie ist die zentrale Instanz für die Bereitstellung von Geodaten in der Bundesrepublik Deutschland. Aktuell sind dies die typischen OGC Formate (Open Geospatial Consortium) wie GML (Geography Markup Language) oder auch Shapefiles, entweder als direkte Downloads oder als Webservices (WMS, WFS), als Open Data bzw. kostenpflichtiges Produkt. Desweiteren wird ein Prozess der Standardisierung von Geodaten beispielsweise von der Europäischen Kommission mit der INSPIRE Initiative angestrebt und innerhalb der nächsten Jahre umgesetzt, welche eine Harmonisierung der europäischen Datenformate auf einer syntaktischen Ebene erreichen will. Der Trend hierbei - nicht nur in der öffentlichen Verwaltung, sondern in verschiedenen anderen Communities - geht jedoch dahin, Geodaten als LinkedData unter den Prinzipien des 5-Sterne Open-Data-Modells bereitzustellen.

Ziel des Projektes ist es daher, das BKG beim Aufbau einer Linked Data Infrastruktur zu unterstützen und die Integration von verschiedenartigen Daten mit weiteren Linked Data Datenrepositorien zu entwickeln. Auf Basis von Anwendungsfällen mit spezifischen Daten die vom BKG verwaltet werden, soll eine semantische Integration von Geodaten exemplarisch durchgeführt werden. Hierbei sollen die Rückkonvertierbarkeit in die jeweiligen Ausgangsformate gewährleistet bleiben und die Ergebnisse der Konvertierung auf einer Karte visualisiert werden können. Mögliche Anreicherungen der integrierten Geodaten sollen geprüft und, entsprechend markiert, ebenfalls für den Endbenutzer verfügbar gemacht werden. Dies soll es dem BKG ermöglichen, zum einen eine Integrationsplattform für die Bereitstellung von Linked Data zu entwickeln und zum anderen die Vorteile einer semantischen Integration anhand von Beispielkarte/Beispielservices zu zeigen.

Aktivitäten: 

Nachdem im Jahr 2019 geeignete Daten für die semantische Integration von den Landesbehörden und der Bundesbehörde ausgewählt wurden, wurden diese im Frühjahr 2020 analysiert, Verfahren für ihre Integration erarbeitet und die Integration durchgeführt. Ontologien welche für eine weitere Verwendung aus XML Schemas extrahiert wurden, wurden dem Arbeitskreis Architektur zur Bewertung vorgelegt mit dem Ziel diese in Zukunft in der GDI-DE für die verschiedenen Landesbehörden als Standard zur Verfügung zu stellen. 

Die Daten wurden in einen am BKG bereitgestellten Triple Store integriert welcher zur Publikation aller in linked data umgewandelten Daten am BKG dienen soll. Seit Mai ist dieser unter http://ld.gdi-de.org/graphdb erreichbar. Da für die Bereitstellung von Geodaten bisher keine Anbindungen zu Triple Stores in konventioneller Software existieren und sich dies auch aufgrund der Unterschiedlichkeit der Technologien sich auf absehbare Zeit möglicherweise nicht ändern wird war es ein Anliegen des Projektes hierfür entsprechende Softwares und Services zu entwickeln. Diese resultierte in die folgenden Softwarepakete:

- Der SemanticWFS: Eine Javawebanwendung welche es ermöglicht Inhalte von Triple Stores als FeatureCollections zur Verfügung zu stellen. Diese Anwendung nutzt die von der OGC definierte OGC API Features Schnittstelle und den von der OGC vordefinierten Web Feature Service Standard.  Dadurch wird es dem BKG ermöglicht eigene FeatureCollections auf Linked Data zu definieren und diese so zur Verfügung zu stellen, dass diese von traditioneller GIS Software angezeigt und verarbeitet werden kann. Zusätzlich stellt die Webanwendung ein standardisiertes Webinterface für den Webbrowser zur Verfügung. 

GeoPubby : Ein Linked Data Frontend zur Anzeige von Instanzen im Linked Data Graph des BKG. Das Linked Data Frontend wurde von einem vorherigen Projekt Pubby erweitert und bietet Exportmöglichkeiten für mehr als 15 Geodatenformate, sowie die Möglichkeit Instanzen in verschiedenen Koordinatenreferenzsystemen herunterzuladen.

SPARQLUnicorn QGIS Plugin: Ein QGIS Plugin um SPARQL Queries auf Linked Data Graphen auszuführen, Geodatenlayer anzureichern und Datne nach RDF zu konvertieren. Das Plugin unterstützt den Benutzer bei der Erstellung von Queries, zeigt dem Benutzer bereits existierende Konzepte mit Geobezug an und kann Daten zur Integration in ein Linked Data Repository vorbereiten. 

SemanticImporter : Ein Importertool für Geodaten in den Triple Store des BKG. Das Tool welches mit einem rudimentären Webinterface ausgestattet ist erlaubt das hochladen von Geodaten, die Definition von mappings zu Linked Data Vokabularien und das Abspeichern dieser Mappings. Die Mappings können - sofern exportiert - ebenfalls im SPARQLUnicorn QGIS Plugin zur Vorbereitung von Geodaten für Linked Data verwendet werden. Im Importer werden ebenfalls Provenance Informationen und weitere Vokabularien die für die Beschreibung von Metadaten erforderlich sind angereichert, sodass diese von den vorher genannten Tools berücksichtigt werden können

Nach der Integration der im Projekt benannten Datensätze und der Bereitstellung wurde eine Verlängerung des Projektes mit Arbeiten im Bezug zur Erfassung von Zeit im Bezug zu den Geodaten, einer Verbesserung der Provenance, einer Verbesserung des Benutzerinterfaces und der Erprobung der neuen Softwareinfrastruktur durch außenstehende Benutzer in Form eines Hackathons beschlossen. Das neue Projekt läuft von September 2020 bis August 2021.

Eckdaten

Zeitraum:     01.09.2019 - 31.08.2020
Kooperation:
  • – Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG)
Titelbild:
  • Grafik: i3mainz

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