Mit dem Open Geospatial Consortium (OGC) Web Processing Service (WPS) wurde die Möglichkeit geschaffen OpenGIS Web Service (OWS) konforme Operationen in Geodaten-infrastrukturen (GDI) bereitzustellen. Eine Standardisierung der Operationen erfolgt auf Basis von registrierten Anwendungsprofilen, welche genormte Schnittstellen bereitstellen und somit Wiederverwendbarkeit und Austauschbarkeit der Services in einem definierten Einsatzbereich ermöglichen. Basierend auf dem Anwendungsbeispiel in einem Tsunami-frühwarnsystem Verwaltungseinheiten bezüglich ihrer Gefährdung zu klassifizieren und bei der Erzeugung von Warnnachrichten mittels Geocodes zu referenzieren, erfolgt in diesem Artikel die Spezifikation einer Gruppe von WPS-Anwendungsprofile um einheitlich auf mit Geocodes behaftete Geodaten zuzugreifen, diese zu traversieren und ein Mapping zwischen Geocode und Geometrie herzustellen. Hierbei wird der Einsatzbereich des WPS-Standards dahingehend erweitert, nicht nur Prozessierungsdienste abzubilden, sondern auch standardisierte Zugriffsmethoden, vergleichbar mit Interfaces in Programmiersprachen, auf bestehende GDIs zu ermöglichen. http://zeigertelegraph.gfz-potsdam.de/wp-content/uploads/2011/07/agit2011_lendholt_wps_geocodes.pdf

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

7. Erweiterung WPS Einsatzgebiet
Standardisierte
Schnittstellen
(Aspekte, Interfaces)

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)


14. Zusammenfassung
Anwendungsprofilgruppe

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