Resource Oriented Future for Geospatial Data


Published on

This talk introduces to several buzz words appearing in the context of SDI. After detailing some of the better known acronyms they are put into an architectural context and related to the Resource Oriented Architecture (ROA).

The legacy definition of a Spatial Data Infrastructure (SDI) is an infrastructure to provide interactively connected access to spatial data and metadata using software tools. In more recent definitions of SDI it translates into "Spatial Data on the Internet". The main reason for this shift in perspective is that there is no need to define a separate infrastructure for spatial data if a perfectly well organized infrastructre is already in place (the Internet and the Web).

In the last section ROA concepts are mapped to current Web and Internet technologies and a perspective of the evolution of SDI is given.

Published in: Technology, Travel
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Total views
On SlideShare
From Embeds
Number of Embeds
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Resource Oriented Future for Geospatial Data

  1. 1. Introduction to the Ressource Arnulf Christl Oriented Architecture
  2. 2. Download ...this slide set and other stuff at: On slide share the next slide links to the  YouTube video.  Please fast forward to ~ minute 26Download:­oriented­future_arnulf­christl.odp (pdf)See also article on: Introduction to Semantic Web Technology and Geodata (pdf)YouTube video: SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 2 / 45
  3. 3. Arnulf Christl, Geospatial Systems Architect ● Member of OGC Architecture Board  ● OSGeo President ● OpenStreetMap advocate My alter ego Seven is an Ex­BorgSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 3 / 45
  4. 4. Introduction ● Hypes ● SDI, SOA, SOAP, ESB, ROA, RESTful ● Architecture Models: RM­ODP View Points ● The components of the ROA  ● The Internet and the Web  ● RESTful, REST, Linked Open Data, ROA ● ...and how it all might come togetherSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 4 / 45
  5. 5. Why? Imagine you have data (population statistics)  and want to show them in a map.  Total | Male | Female | Unknown What do you need to do?SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 5 / 45
  6. 6. ETL, process, present● Get the spatial data somewhere (hopefully)● Download it (or > use a service)● Transform it to your system (or > interoperate)● Process your data to fit with the spatial data● Configure your system (cartography, etc.)● PresentSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 6 / 45
  7. 7. Then the spatial data changes! What do you need to do? Go back and over again... Awww, Snap!SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 7 / 45
  8. 8. But lets Imagine that... every geometry has a URL...                   ...and you simply link your data to it. ...and if anything changes you are                                         automagically notified.  Sounds like Alice in Wonderland?SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 8 / 45
  9. 9. Hypes Geospatial Data Infrastructure ● The core idea goes back to the 90ies of the last  Millennium (no ubiquitous Internet yet) ● Paradigm change from desktop to  client­server architectures (...before that it was called the Mainframe,        now we call it the Cloud...)     SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 9 / 45
  10. 10. Hypes Service Oriented Architecture (SOA) ● Fairly loose concept, lots of room for   interpretation ● Software­centric (!) ● Single Point of Access (one single URL) ● OGC Standards WMS, WFSSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 10 / 45
  11. 11. Hypes Enterprise Service Bus  ● Buzzword ● Many proprietary / closed solutions ● High potential for Vendor­Lock­In ● Came to some fame in the geospatial domain  because of early INSPIRESmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 11 / 45
  12. 12. Enterprise Service Bus SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 12 / 45
  13. 13. Internet & Web (2.0) ? ?SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 13 / 45
  14. 14. Hypes SOAP ● Just a similarity of name with "SOA" ● Basics: Remote Procedure Call & Messaging ● Message­oriented ● Client requires description (WSDL) ● Technology­ and Service­centric ● W3C Standard (several of them, and dying out)SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 14 / 45
  15. 15. Hypes RESTful ● Core idea: Everything is the representation of a  resource  ● Data (not technology) centric ● Web­centric: Implements HTTP correctly ● No official encoded standard (yet – but  increasing usage all the same) ● Optimized scalableSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 15 / 45
  16. 16. IT­Architectures RM­ODP ● Refrence Model – Open Distributed Computing ● Model to describe software architectures ● Developed in the mid 90s (US DoD) ● ISO Standard ● Applicable in enterprise systems (B.I.G.) ● Separation in so called "View Points"SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 16 / 45
  17. 17. RM­ODP View Points People ● Enterprise View Point (organization) ● Business View Point (processes, work flows) ● Information View Point (data schema, ROA) ● Computational View Point (services, SOA) ● Technology View Point (technology, software,  SOAP, RESTful APIs, etc.) TechnologySmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 17 / 45
  18. 18. Basics of the ROA I. ● The Resource Orientied Architecture (ROA) is  an information modell.  ● It is not a distinct technology...  ● ...but Web technology (HTTP + URLs) are  currently the best fit  ● The ROA describes conditions in which the  Web works optimally.SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 18 / 45
  19. 19. Basics of the ROA II. ● All data is designed in resources.  ● Data can be delivered in different ways.  ● Each delivery is simply a different   representation of the same resource  ● The representation is the form of the content ● The separation of form and content is crucial.  Immeasurably important!  (We do have heard this before: think HTML and CSS)SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 19 / 45
  20. 20. Basics of the ROA III. Looking at geospatial data as a resource, it can come  in a variety of representations:  ● A map image (OGC WMS, tile, static, PNG) ● OGC Capabilities Document (XML) ● Metadata (in an ISO profiel, as HTML­file, etc.)  ● Coordinates (GML, KML, WKT, Shape, etc. ) ● Legend image (PNG) ● and so on...SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 20 / 45
  21. 21. Map Image­bin/germany­wms? VERSION=1.1.1&REQUEST=GetMap&SERVICE=WMS&LAYERS=Topographie,Topographie,Staatsgrenze,Bundeslaender,Staedte,Postleitzahlbereiche,Postleitzahlen,Bahnlinien,Fluesse,Strassen&STYLES=,,,,,,,,,&SRS=EPSG:4326&BBOX=7.05,50.69004999999999,7.161,50.78995&WIDTH=500&HEIGHT=450&FORMAT=image/png&BGCOLOR=0xffffff&TRANSPARENT=TRUE&EXCEPTIONS=application/vnd.ogc.se_xml SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 21 / 45
  22. 22. Legend­bin/mapserv?  map=/home/data/germany/ endGraphic&layer=Topographie&format=image/pngSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 22 / 45
  23. 23. OGC Capabilities Document­bin/germany­wms?REQUEST=GetCapabilities&SERVICE=wms&VERSION=1.1.1SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 23 / 45
  24. 24. metadata (e.g. INSPIRE) SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 24 / 45
  25. 25. Raw Geospatial Data (yummy)<?xml version=1.0 encoding="ISO­8859­1" ?>  <wfs:~FeatureCollection     xmlns:wfs="!"      <gml:featureMember>        <Postleitzahlbereiche>          <gml:polygonProperty>            <gml:Polygon srsName="epsg:31467">             <gml:outerBoundaryIs>             <gml:LinearRing>             <gml:coordinates>             3365496.566430,5624978.448441            3365521.124423,5625013.908323             3365458.518013,5624832.944095    [...]           3365502.496403,5624908.664231              3365531.735324,5624963.958282              3365496.566430,5624978.448441              </gml:coordinates>             </gml:~LinearRing>             </gml:outerBoundaryIs>            </gml:Polygon>          </gml:polygonProperty>          <gid>3695</gid>          <oid>15223704</oid>          <plz99>53111</plz99>          <item_plz>53111</item_plz>        </Postleitzahlbereiche>      </gml:featureMember>  </wfs:FeatureCollection></pre> SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 25 / 45
  26. 26. Any Geospatial DataSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 26 / 45
  27. 27. The Internet● DNS (Domain Name System)● Internet Protocol Suite● TCP/IP, TLS● HTTP● URL Human error● ...● Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) SpamSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 27 / 45
  28. 28. Domain Name System de  Country code: "de" is Deutschland (Germany) tum  Domain: Technical University of Munich bv  Sub domain: Bauingenieur­ und Vermessungswesen rtg  Sub domain: runder Tisch GIS e.V www  ...superfluous leftover from the 90s  index.php Document (in this case a script that will dynamically create an HTML document). More (ugly) parameters the script needs:  option=com_content&task=view&id=535&Itemid=9&Itemid=110 As a link:  This Link is opaque but still delivers the same  document.SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 28 / 45
  29. 29. Web sites  can have different  adresses (URL)SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 29 / 45
  30. 30. The Flexibility of the DNS The private Web site of the author can be reached through  any of the following (and maybe more) unique URL: SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 30 / 45
  31. 31. HTTPHyptertext Transfer Protocol knows four basic operations:  ● Get HTTP is the Application  Protocol of the Internet.  ● Put The Web is the  ● Post Application. ● DeleteThese are sufficient to read, write, update and delete. Voila: CRUD. SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 31 / 45
  32. 32. The Web is: Documents <html xmlns="" xml:lang="de­de" lang="de­de"> <head> <meta http­equiv="content­type" content="text/html; charset=utf­8" /> <meta name="robots" content="index, follow" /> <meta name="description" content="Die Seite informiert über die  Studienangebote, die Forschungseinrichtungen und Organisation  der Fakultät für Bauingenieur­ und Vermessungswesen der  Technischen Universität München" /> <style type="text/css" style="display:none"> […] </style> </head> <body> <a href=""><img src="http://.../tum_logo.gif"  alt="TUM" width="227" height="117" /></a> [...] Willkommen an der Fakultät für Bauingenieur­ und Vermessungswesen [...] </body>  </html>SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 32 / 45
  33. 33. HTTP URI – Links The most important aspect of the Web are links. Links are  always directed graphs (relationships): Subject >>> Relation >>> Object Metaspatial >>>    Link >>> Scrum Alliance <a href="">Scrum Alliance</a> Coincidence? Geospatial data has similar relations... postal code  <  >  is neighbour of  <  > postal code county <  > contains <  > townSmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 33 / 45
  34. 34. Resource Description Framework The RDF (Resource Description Framework) format  (which is a standard) implements these directed relations  in so called triples.  ● Geospatial data can be transformed into RDF  notation. But this does not help much (yet).   ● More interesting (right now) is the association of  spatial data with other data using RDF. SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 34 / 45
  35. 35. The Web – Links Linked Geodata: 2011, Seoul, KoreaArnulf Christl35 / 45
  36. 36. Problem! The Instability of the Web:  <html> <head> <title>404 Not Found</title> </head> <body> <h1>Not Found</h1> <p>The requested URL /asdfg was not found on this server.</p> <hr> <address>Apache Debian Server at Port 80</address> </body> </html> But the solution is already contained within HTTP!SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 36 / 45
  37. 37. HTTP Status Codes ● Informational 1xx  ● Successful 2xx (200 OK) ● Redirection 3xx (301 Moved Permanently) ● Client Error 4xx (404 not found) ● Server Error 5xx (500 internal server error) http://www.rfc­ 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 37 / 45
  38. 38. Web 2.0 Concepts● Technology: REST­architectures allows simple,  flexible creation, update and searching of data.● Process: Updating metadata can be automatized  using GeoRSS.● Content: Data belongs in open buckets so that  ontologies can grow on them.● Ontologies are creaed by communities actually  using things (tagging, rating: "+1 and like")SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 38 / 45
  39. 39. Technology: Using REST  Four Concepts Four properties: ● the Ressource ● Addressability ● her name (URL) ● Statelessness ● her representation ● Connectedness ● her links (relationships) ● IdempotenceThe corresponding architectur model is the Resource Oriented Architecture (short: ROA).SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 39 / 45
  40. 40. Linking Geo und Meta DataGeospatial data is always also metadata:kml ­ Keyhole Markup Language (OGC)xml ­ eXtensible Markup Language (W3C)rss ­ Really Simple Syndication (W3C)rdf ­ Resource Description Framework (W3C) This can be so much more because it is all linked!SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 40 / 45
  41. 41. Web 2.0!SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 41 / 45
  42. 42. Denmark 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 42 / 45
  43. 43. The Five Stars for Linked Open DataFrom an idea by Tim Berners Lee:  make your stuff available on the Web (whatever format) under  ★ an open license make it available as structured data (e.g., Excel instead of  ★★ image scan of a table) ★★★ use non­proprietary formats (e.g., CSV instead of Excel) use URIs to identify things, so that people can point at  ★★★★ your structured data (make data adressable) ★★★★★ Link your data with other data to create new information 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 43 / 45
  44. 44. Summary● The Web "Operating System" is the Internet● The Web is based on HTTP● The Web is a gigantic App(lication)● The API of the Web is RESTful● The ROA is the architecture model of the Web● Geospatial data is important! Software is just an  (exchangeable) tool and comes and goes. SmartKorea 2011, Seoul, Korea Arnulf Christl 44 / 45
  45. 45. Many thanks for  your patience! September 2012 Beijing, China The annual Conference on Free and Open Source Software for Geospatial Dieser Foliensatz darf zu jedem Zweck und kopiert, weiterverwendet und verändert werden. Siehe auch: Copystraight. Copyright: Arnulf Christl 2010Download:  Foliensatz:­oriented­future_arnulf­christl.odp (pdf) Artikel: (pdf)  45 / 45