Zugl.: Zürich, Techn. Hochsch., Diss., 2008. / Literaturverz.

Der Wandel der Industriegesellschaften von gestern hin zu Informationsgesellschaften ist allgemein bekannt. Die Anwendung moderner Kommunikationsmittel und neuer Technologien gehören bereits zum Alltag. Die Wichtigkeit von Geoinformationen als Wirtschaftsgut und Informationsressource ist in Politik und Gesellschaft ebenfalls angekommen. Das Geoinformationswesens stellt einen wachsenden Markt dar, der die Zukunft von Arbeit und Wohlstand zukünftig mit sichern kann. Der Aufbau der Geodateninfrastruktur im Freistaat Sachsen befindet sich noch am Anfang. Trotzdem sind bereits viele Aktivitäten im IT-Bereich durch eGovernment Projekte erfolgreich umgesetzt worden. Auch eine Vielzahl an Bestrebungen auf kommunaler Ebene haben den Prozess weiter voran gebracht. Durch die Gründung der gdi.initiative.sachsen ist eine weitere positive Entwicklung beim Aufbau der Geodateninfrastruktur in Sachsen möglich. Dem Hauptziel des einfachen Zugangs zu Geodaten und einem transparenten Geoinformationswesen kommt man schrittweise näher. Die Diplomarbeit gibt einen Überblick über das Geoinformationswesen und die vorhandenen Aktivitäten in Sachsen. Eine so umfassende Betrachtung des gesamten Bereiches lag bisher noch nicht vor. Die in der Aufgabenstellung geforderte detaillierte Datenerhebung konnte aufgrund des begrenzten, zeitlichen Umfangs nicht durchgeführt werden. Für diese ausstehende umfangreiche Ist-Erhebung beschreibt die Arbeit anzuwendende Methoden und nutzbare Datenquellen. Die Erstellung eines Portals des Geoinformationswesens in Sachsen und die Einbindung vorhandener Komponenten als Grundlage für eine umfassende Analyse sollte dabei Ziel sein. Die Diplomarbeit stellt somit die Diskussionsgrundlage für die weiteren Aktivitäten dar. Ein besonderes Augenmerk wurde auch auf vergleichbare Erhebungen anderer Bundesländer gelegt. Aus den Ergebnissen lassen sich Ziele und Thesen für die Untersuchungen im Freistaat Sachsen ableiten. Da eine detaillierte Ist-Analyse eine enge Kommunikation aller Akteure erfordert, würde automatisch der Aufbau einer Geodateninfrastruktur in Sachsen beflügelt. Darüber hinaus könnte die viel geforderte Transparenz des Geoinformationswesens und der Verwaltung Wirklichkeit werden. Die technischen und organisatorischen Voraussetzungen sind weitestgehend geschaffen, sodass dem erfolgreichen Aufbau einer Geodateninfrastruktur im Prinzip nichts entgegensteht.

Die Zusammenführung von Geodaten auf Basis homologer Objekte ist ein wichtiger Teilprozess zur Wissensgenerierung aus verfügbaren Geoinformationen. Forschungen im Bereich der digitalen Geodatenfusion gibt es bereits seit Anfang der 80er Jahre. Das Aufgabenspektrum umfasst dabei die Aktualisierung, Veränderungsdetektion, Informationsanreicherung und Integration verfügbarer Datensätze. Gleichzeitig vollzieht sich seit Ende der 90er Jahre ein Paradigmenwechsel hin zum Aufbau dienstebasierter Geoinformationslandschaften auf Basis serviceorientierter Architekturen (SOA). Dieser wird insbesondere durch die Entwicklung einer Geodateninfrastruktur (GDI) im öffentlichen Sektor forciert und bildet einen Schwerpunkt der aktuellen Forschung im Bereich Geoinformatik. Innerhalb dieser interoperablen Strukturen kann ein entscheidender Informationsmehrwert durch die Kombination thematisch verwandter Ressourcen geschaffen werden. Die Fusion von Daten wird daher einen zentralen Bestandteil zukünftiger Entwicklungen im Bereich Web-basierter Anwendungen darstellen. Zur Bereitstellung von Geodaten in einer GDI hat das Open Geospatial Consortium (OGC) bereits zahlreiche Standards veröffentlicht. Darüber hinaus eröffnet die Entwicklung des Web 2.0 weitere, oftmals Community-gestützte, Möglichkeiten zur Bereitstellung von Geodaten außerhalb standardisierter GDI. Die Verarbeitung dieser Geodaten kann durch die Einführung des OGC Web Processing Service (WPS) realisiert werden. Diese Schnittstellenspezifikation ermöglicht die Verlagerung von Geoprozessierungsfunktionalitäten in eine GDI und trägt somit zur Ablösung monolithischer Geoinformationssysteme (GIS) durch verteilte dienstebasierte Strukturen bei. Für die Umsetzung komplexer Prozesse wie einer Geodatenfusion ist die Verfügbarkeit, Interoperabilität und Verkettung beteiligter Dienste von entscheidender Bedeutung. Nach der Einführung in Grundlagen von GDI und Geodatenfusion werden in dieser Arbeit Systemarchitektur und Bestandteile einer dienstebasierten Geodatenfusion konzipiert. Im Anschluss erfolgt die Beschreibung einer proof-ofconcept Implementierung wesentlicher Bestandteile unter Nutzung des 52°North WPS-Framework. Gegenstand der Implementierung ist die Fusion von Straßendaten der Modelle ATKIS (Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem) und OSM (OpenStreetMap) durch einen Feature- und Attributtransfer. Die Metadatenverarbeitung, Generalisierung und Evaluierung im Kontext einer dienstebasierten Geodatenfusion stellen weitere Teilaspekte dieser Arbeit dar. / The conflation of spatial data is one important task concerning the generation of knowledge from available geo-information. Research in this domain has been carried out since the early 80s and incorporates updating, change detection, enhancement and integration of spatial data. At the same time a paradigm shift leads towards service-oriented Architectures (SOA) in the field of geoinformation science. In the public sector this change is promoted by the developement of spatial data infrastructures (SDI). Especially whithin these interoperable structures, the combination of thematically comparable ressources can be used to enhance available spatial information. The conflation of data in general represents a core component of future research on web-based applications. The Open Geospatial Consortium (OGC) has already published various standards for spatial data dissemination. In addition, the Web 2.0 developement offers the possibility of user-generated spatial data beyond standardized SDI. The conflation of institutional- and community-provided datasets can be realized by the introduction of the OGC Web Processing Service (WPS). The WPS interface offers geoprocessing capabilities within SDI and thus helps distributed serviceoriented environments to replace monolithic Geographic Information Systems. Availibility, interoperability and chaining of services are crucial for implementing complex processes, such as conflation. After an introduction to the fundamentals of SDI and conflation, a servicebased architecture for geodata conflation will be developed within this thesis. The proof-of-concept implementation is realized using the 52°North WPS and exercises the conflation of street data. For this purpose, the data models ATKIS (Authoritative Topographic Cartographic Information System) and OSM (OpenStreetMap) were applied to perform a transfer of attributes and features. Other important aspects of this thesis related to service-based conflation include the processing of metadata, generalization and evaluation.

Over the past decade, the public awareness and availability as well as methods for the creation and use of spatial data on the Web have steadily increased. Besides the establishment of governmental Spatial Data Infrastructures (SDIs), numerous volunteered and commercial initiatives had a major impact on that development. Nevertheless, data isolation still poses a major challenge. Whereas the majority of approaches focuses on data provision, means to dynamically link and combine spatial data from distributed, often heterogeneous data sources in an ad hoc manner are still very limited. However, such capabilities are essential to support and enhance information retrieval for comprehensive spatial decision making. To facilitate spatial data fusion in current SDIs, this thesis has two main objectives. First, it focuses on the conceptualization of a service-based fusion process to functionally extend current SDI and to allow for the combination of spatial data from different spatial data services. It mainly addresses the decomposition of the fusion process into well-defined and reusable functional building blocks and their implementation as services, which can be used to dynamically compose meaningful application-specific processing workflows. Moreover, geoprocessing patterns, i.e. service chains that are commonly used to solve certain fusion subtasks, are designed to simplify and automate workflow composition. Second, the thesis deals with the determination, description and exploitation of spatial data relations, which play a decisive role for spatial data fusion. The approach adopted is based on the Linked Data paradigm and therefore bridges SDI and Semantic Web developments. Whereas the original spatial data remains within SDI structures, relations between those sources can be used to infer spatial information by means of Semantic Web standards and software tools. A number of use cases were developed, implemented and evaluated to underpin the proposed concepts. Particular emphasis was put on the use of established open standards to realize an interoperable, transparent and extensible spatial data fusion process and to support the formalized description of spatial data relations. The developed software, which is based on a modular architecture, is available online as open source. It allows for the development and seamless integration of new functionality as well as the use of external data and processing services during workflow composition on the Web. / Die Entwicklung des Internet im Laufe des letzten Jahrzehnts hat die Verfügbarkeit und öffentliche Wahrnehmung von Geodaten, sowie Möglichkeiten zu deren Erfassung und Nutzung, wesentlich verbessert. Dies liegt sowohl an der Etablierung amtlicher Geodateninfrastrukturen (GDI), als auch an der steigenden Anzahl Communitybasierter und kommerzieller Angebote. Da der Fokus zumeist auf der Bereitstellung von Geodaten liegt, gibt es jedoch kaum Möglichkeiten die Menge an, über das Internet verteilten, Datensätzen ad hoc zu verlinken und zusammenzuführen, was mitunter zur Isolation von Geodatenbeständen führt. Möglichkeiten zu deren Fusion sind allerdings essentiell, um Informationen zur Entscheidungsunterstützung in Bezug auf raum-zeitliche Fragestellungen zu extrahieren. Um eine ad hoc Fusion von Geodaten im Internet zu ermöglichen, behandelt diese Arbeit zwei Themenschwerpunkte. Zunächst wird eine dienstebasierten Umsetzung des Fusionsprozesses konzipiert, um bestehende GDI funktional zu erweitern. Dafür werden wohldefinierte, wiederverwendbare Funktionsblöcke beschrieben und über standardisierte Diensteschnittstellen bereitgestellt. Dies ermöglicht eine dynamische Komposition anwendungsbezogener Fusionsprozesse über das Internet. Des weiteren werden Geoprozessierungspatterns definiert, um populäre und häufig eingesetzte Diensteketten zur Bewältigung bestimmter Teilaufgaben der Geodatenfusion zu beschreiben und die Komposition und Automatisierung von Fusionsprozessen zu vereinfachen. Als zweiten Schwerpunkt beschäftigt sich die Arbeit mit der Frage, wie Relationen zwischen Geodatenbeständen im Internet erstellt, beschrieben und genutzt werden können. Der gewählte Ansatz basiert auf Linked Data Prinzipien und schlägt eine Brücke zwischen diensteorientierten GDI und dem Semantic Web. Während somit Geodaten in bestehenden GDI verbleiben, können Werkzeuge und Standards des Semantic Web genutzt werden, um Informationen aus den ermittelten Geodatenrelationen abzuleiten. Zur Überprüfung der entwickelten Konzepte wurde eine Reihe von Anwendungsfällen konzipiert und mit Hilfe einer prototypischen Implementierung umgesetzt und anschließend evaluiert. Der Schwerpunkt lag dabei auf einer interoperablen, transparenten und erweiterbaren Umsetzung dienstebasierter Fusionsprozesse, sowie einer formalisierten Beschreibung von Datenrelationen, unter Nutzung offener und etablierter Standards. Die Software folgt einer modularen Struktur und ist als Open Source frei verfügbar. Sie erlaubt sowohl die Entwicklung neuer Funktionalität durch Entwickler als auch die Einbindung existierender Daten- und Prozessierungsdienste während der Komposition eines Fusionsprozesses.

The ever increasing demand of our information society for reliable Geographic Information (GI) is the moving power for the development and maintenance of Spatial Data Infrastructures (SDI). Consequently, an SDI works to full benefit of its users if the SDI data collection is accessible and can be efficiently used by all users in spatial problem solving and decision-making. Current development and use of SDI focuses on handling geospatial data entirely by means of information technology. Thereby, low awareness seems to be paid to a user-friendly and understandable presentation of geospatial data. Based on the understanding that GI is the result of human geospatial information processing, it is argued that cartography is essential in the SDI context in order to achieve the objectives of SDI. Specifically, the thesis aimed at exploring the concept of user-oriented map design in relation to SDI and elaborating a methodology for creating effective cartographic representations for SDI relevant user types. First of all, the SDI concept, its objectives and principles are explored using the example of the current European SDI initiatives as to the human aspect of an SDI. Secondly, in order to determine the role and task of cartography in the SDI context, the conceptual framework of contemporary cartography is reviewed to provide the theoretical and technological framework for a user-oriented map design. Given this, the SDI environment is assessed in relation to cartography with respect to the services providing access to the SDI data collection. Further, an SDI map production framework is elaborated utilising Spiess’ concept of the graphic filter as a model for the transformation of SDI data into useful cartographic representations. Besides, the map design strategy by Grünreich provides the starting point for developing the process of map production. The main tasks are detailed and justified taking into consideration the semiotic-cognitive and action-related concepts underpinning contemporary cartography. The applied research encompasses a case study which is performed to implement and, thus, evaluate the proposed methodology. It starts from a use case scenario where an international spatial planning team requires getting familiar with the overall geographic characteristics of a European cross-border area. Following the process steps of user-oriented map design in the SDI environment, a map design specification is elaborated and implemented under real world conditions. The elaborated methodology for creating user-friendly and understandable cartographic representations of geospatial data in the SDI environment is based on theoretical and technological foundation of contemporary cartography. Map design in the SDI context, first of all, means to establish a graphic filter that determines the parameters and rules of the cartographic transformation process to be applied. As both an applied art and engineering the design of the graphic filter is a creative process developing a map design solution which enables SDI users to easily produce their map. It requires on the one hand an understanding of map use, map user and map use situation, and on the other hand insight into the data used as the source. The case study proves that the elaborated methodology is practicable and functional. Cartographic reverse engineering provides a systematic and pragmatic approach to the cartographic design task. This way, map design solutions can be built upon existing cartographic experience and common traditions as suggested by the INSPIRE recommendation for portrayal. The resulting design solution constitutes a prototype of a European Reference Map at medium scale built upon existing cartographic experience and common traditions. A user-friendly, understandable and comparable presentation of geospatial data in Europe would support the human and institutional potential for cross-border cooperation and collaboration. Besides that, the test implementation shows that tools are available which make it technically feasible and viable to produce a map from geospatial data in the SDI data collection. The research project raises awareness to the human aspect of SDI inherit in its objective to support end users to derive GI and knowledge from the geospatial data gathered in the SDI data collection. The role and task of cartography in the SDI context is to contribute to the initiation, creation, and maintenance of portrayal services to facilitate a comprehensive access to the underlying geospatial data by means of a user-friendly and understandable graphic interface. For cartography to take effect in the SDI development and use, cartographic design knowledge has to be made explicit and operational. It is the responsibility of cartographic professionals to prepare the map design. The wide range of map use contexts requires a great flexibility of design variants depending on the dimension of human-map interaction. Therefore, the design of the maps needs to be user-driven to enable an efficient map use in the user’s task. Besides their function as a graphic interface, maps facilitate a common understanding of the depicted geographic features and phenomena when sharing GI between SDI users. In other words, map design can be regarded a measure to establish interoperability of geospatial data beyond the technical level. The research work is in the scope of communication cartography, a research domain seeking to deepen the understanding of the role of cartographic expressions when understanding and communication of GI is involved. / Der wachsende Bedarf unserer Wissensgesellschaft an zuverlässigen Informationen über räumliche Strukturen und Sachverhalte ist die treibende Kraft bei Aufbau und Einsatz von Geodateninfrastrukturen (GDI). Eine Geodateninfrastruktur wirkt zum vollen Nutzen der Gesellschaft, wenn die Daten in der GDI zugänglich sind und effektiv für Erkenntnis- und Entscheidungsprozesse genutzt werden können. Die gegenwärtige Entwicklung von GDI setzt auf moderne Informationstechnologien bei der Geodatenverarbeitung. Dabei, wird einer bedarfsgerechten und nutzerfreundlichen Präsentation von Geodaten in ansprechender visueller Form wenig Aufmerksamkeit zuteil. Da Geoinformation erst durch die Interaktion des Nutzers mit den Geodaten entsteht, ist es Aufgabe der Kartographie, bedarfsgerechte Kartendarstellungen zu gestalten und an der Schnittstelle zwischen einer Geodateninfrastruktur und ihren Nutzern bereitzustellen. Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, eine Methodik für den Kartenherstellungsprozess in einer GDI-Umgebung zu entwickeln und beispielhaft zu erproben. Zunächst, werden Konzept, Ziele und Prinzipien von Geodateninfrastruktur beispielhaft anhand der Europäischen GDI-Initiativen dargestellt und hinsichtlich des Bedarfs an kartographischen Darstellungen untersucht. Danach wird, ausgehend von der Forderung nach verständlichen und gut interpretierbaren Geoinformationen, die Rolle der Kartographie im GDI-Kontext bestimmt. Dabei werden zunächst Funktion und Aufgaben der Kartographie sowie die tragenden Konzepte und Grundlagen einer nutzerorientierten Kartengestaltung dargelegt. Der Vergleich der bestehenden Geodatenzugangsdienste zur Funktion der Kartographie ergibt eine Lücke, die es zu schließen gilt, um den Nutzeranforderungen gerecht zu werden. Dazu wird der Gesamtprozess für die Herstellung von Karten im GDI-Kontext beschrieben. In diesem Prozess kommt dem Graphikfilter von Spiess (2003) besondere Bedeutung als Modell eines wissensbasierten Systems zur Aufstellung und Umsetzung von kartographischen Gestaltungsregeln zu. Den Ausgangspunkt für die Ausarbeitung der Teilprozesse bieten die von Grünreich (2008) vorgeschlagenen Teilaufgaben der Kartographie im Rahmen der GDI. Mittels eines Anwendungsfalls im Europäischen Kontext wird der vorgeschlagene Gesamtprozess erprobt. Dieses Beispiel geht davon aus, dass eine internationale Planungsgruppe im Zuge der Konzeption einer grenzüberschreitenden Verkehrsverbindung eine anschauliche Beschreibung der Landschaft in Form einer einheitlich gestalteten und flächendeckenden Karte benötigt. Durch Anwendung des kartographischen Reverse Engineering anerkannt gut gestalteter Karten werden die Vorgaben für die Kartengestaltung ermittelt. Einschließlich der Anwendung auf konkrete GDI-Daten wird der zuvor entwickelte Herstellungsprozess ausgeführt und diskutiert. Die entwickelte Methodik für den Kartenherstellungsprozess in der GDI-Umgebung basiert auf den semiotisch-kognitiven und handlungstheoretischen Konzepten der modernen Kartographie. Kartengestaltung im Kontext von Geodateninfrastrukturen bedeutet die Entwicklung eines Graphikfilters, der eine optimale bedarfsgerechte Visualisierung der Geodaten mittels nutzerspezifischer Parameter und Gestaltungsregeln ermöglicht. Wie das Fallbeispiel zeigt, ist es die durch die entwickelte Methodik möglich, brauchbare und nützliche Kartendarstellungen zu gestalten. Die Anwendung des kartographischen Reverse Engineering erlaubt es, Kartendarstellungen zu entwickeln, die - wie von INSPIRE empfohlen - bewährten kartographischen Erfahrungen und allgemeinen Traditionen entsprechen. Das Ergebnis des Anwendungsfalls ist ein Prototyp einer Europäischen Referenzkarte im Maßstab 1: 250,000. Die einheitliche und somit vergleichbare Darstellung über Grenzen hinweg unterstützt das Planungsteam in seiner Arbeit. Die praktische Umsetzung der Karte zeigt zudem, dass funktionsfähige Werkzeuge und Technologien für die regelbasierte Kartenherstellung aus GDI-Daten vorhanden sind. Die Dissertation trägt dazu bei, das Bewusstsein für den menschlichen Aspekt der Nutzung einer Geodateninfrastruktur zu schärfen. Der Beitrag der Kartographie zur Nutzung der Geodaten einer GDI besteht in der Initiierung, Gestaltung und Pflege von Darstellungsdiensten, da die Nutzbarkeit der Geodaten am besten gewährleistet ist, wenn die Gestaltungsmethoden der Kartographie angewendet werden. Dabei liegt es in der Verantwortung der Kartographen, die nutzerseitigen Aspekte dieser graphischen Schnittstelle unter Berücksichtigung der modernen kartographischen Konzepte zu betreuen. Gemäß INSPIRE-Richtlinie werden auf Karten gestützte Informationen bei zahlreichen Tätigkeiten verwendet. Für eine effektive visuelle Informationsverarbeitung durch den Nutzer ist daher eine nutzerorientierte Kartengestaltung in Abhängigkeit von der geplanten Interaktion (z.B. Kommunikation oder Analyse) unerlässlich. Neben der Funktion als Schnittstelle machen kartographische Darstellungen räumliche Strukturen verständlich. Daher ist die Kartenherstellung im GDI-Kontext eine Maßnahme, um Interoperabilität von Geodaten über die technische Ebene hinaus auf menschlicher Ebene zu ermöglichen. Die Relevanz dieser Forschungsarbeit liegt im Bereich der Kommunikationskartographie, die die Effektivität und Verbindlichkeit der Kommunikation über räumliche Strukturen und Sachverhalte zu vertiefen sucht.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2008

Over the past decade, the public awareness and availability as well as methods for the creation and use of spatial data on the Web have steadily increased. Besides the establishment of governmental Spatial Data Infrastructures (SDIs), numerous volunteered and commercial initiatives had a major impact on that development. Nevertheless, data isolation still poses a major challenge. Whereas the majority of approaches focuses on data provision, means to dynamically link and combine spatial data from distributed, often heterogeneous data sources in an ad hoc manner are still very limited. However, such capabilities are essential to support and enhance information retrieval for comprehensive spatial decision making. To facilitate spatial data fusion in current SDIs, this thesis has two main objectives. First, it focuses on the conceptualization of a service-based fusion process to functionally extend current SDI and to allow for the combination of spatial data from different spatial data services. It mainly addresses the decomposition of the fusion process into well-defined and reusable functional building blocks and their implementation as services, which can be used to dynamically compose meaningful application-specific processing workflows. Moreover, geoprocessing patterns, i.e. service chains that are commonly used to solve certain fusion subtasks, are designed to simplify and automate workflow composition. Second, the thesis deals with the determination, description and exploitation of spatial data relations, which play a decisive role for spatial data fusion. The approach adopted is based on the Linked Data paradigm and therefore bridges SDI and Semantic Web developments. Whereas the original spatial data remains within SDI structures, relations between those sources can be used to infer spatial information by means of Semantic Web standards and software tools. A number of use cases were developed, implemented and evaluated to underpin the proposed concepts. Particular emphasis was put on the use of established open standards to realize an interoperable, transparent and extensible spatial data fusion process and to support the formalized description of spatial data relations. The developed software, which is based on a modular architecture, is available online as open source. It allows for the development and seamless integration of new functionality as well as the use of external data and processing services during workflow composition on the Web. / Die Entwicklung des Internet im Laufe des letzten Jahrzehnts hat die Verfügbarkeit und öffentliche Wahrnehmung von Geodaten, sowie Möglichkeiten zu deren Erfassung und Nutzung, wesentlich verbessert. Dies liegt sowohl an der Etablierung amtlicher Geodateninfrastrukturen (GDI), als auch an der steigenden Anzahl Communitybasierter und kommerzieller Angebote. Da der Fokus zumeist auf der Bereitstellung von Geodaten liegt, gibt es jedoch kaum Möglichkeiten die Menge an, über das Internet verteilten, Datensätzen ad hoc zu verlinken und zusammenzuführen, was mitunter zur Isolation von Geodatenbeständen führt. Möglichkeiten zu deren Fusion sind allerdings essentiell, um Informationen zur Entscheidungsunterstützung in Bezug auf raum-zeitliche Fragestellungen zu extrahieren. Um eine ad hoc Fusion von Geodaten im Internet zu ermöglichen, behandelt diese Arbeit zwei Themenschwerpunkte. Zunächst wird eine dienstebasierten Umsetzung des Fusionsprozesses konzipiert, um bestehende GDI funktional zu erweitern. Dafür werden wohldefinierte, wiederverwendbare Funktionsblöcke beschrieben und über standardisierte Diensteschnittstellen bereitgestellt. Dies ermöglicht eine dynamische Komposition anwendungsbezogener Fusionsprozesse über das Internet. Des weiteren werden Geoprozessierungspatterns definiert, um populäre und häufig eingesetzte Diensteketten zur Bewältigung bestimmter Teilaufgaben der Geodatenfusion zu beschreiben und die Komposition und Automatisierung von Fusionsprozessen zu vereinfachen. Als zweiten Schwerpunkt beschäftigt sich die Arbeit mit der Frage, wie Relationen zwischen Geodatenbeständen im Internet erstellt, beschrieben und genutzt werden können. Der gewählte Ansatz basiert auf Linked Data Prinzipien und schlägt eine Brücke zwischen diensteorientierten GDI und dem Semantic Web. Während somit Geodaten in bestehenden GDI verbleiben, können Werkzeuge und Standards des Semantic Web genutzt werden, um Informationen aus den ermittelten Geodatenrelationen abzuleiten. Zur Überprüfung der entwickelten Konzepte wurde eine Reihe von Anwendungsfällen konzipiert und mit Hilfe einer prototypischen Implementierung umgesetzt und anschließend evaluiert. Der Schwerpunkt lag dabei auf einer interoperablen, transparenten und erweiterbaren Umsetzung dienstebasierter Fusionsprozesse, sowie einer formalisierten Beschreibung von Datenrelationen, unter Nutzung offener und etablierter Standards. Die Software folgt einer modularen Struktur und ist als Open Source frei verfügbar. Sie erlaubt sowohl die Entwicklung neuer Funktionalität durch Entwickler als auch die Einbindung existierender Daten- und Prozessierungsdienste während der Komposition eines Fusionsprozesses.

Die Zusammenführung von Geodaten auf Basis homologer Objekte ist ein wichtiger Teilprozess zur Wissensgenerierung aus verfügbaren Geoinformationen. Forschungen im Bereich der digitalen Geodatenfusion gibt es bereits seit Anfang der 80er Jahre. Das Aufgabenspektrum umfasst dabei die Aktualisierung, Veränderungsdetektion, Informationsanreicherung und Integration verfügbarer Datensätze. Gleichzeitig vollzieht sich seit Ende der 90er Jahre ein Paradigmenwechsel hin zum Aufbau dienstebasierter Geoinformationslandschaften auf Basis serviceorientierter Architekturen (SOA). Dieser wird insbesondere durch die Entwicklung einer Geodateninfrastruktur (GDI) im öffentlichen Sektor forciert und bildet einen Schwerpunkt der aktuellen Forschung im Bereich Geoinformatik. Innerhalb dieser interoperablen Strukturen kann ein entscheidender Informationsmehrwert durch die Kombination thematisch verwandter Ressourcen geschaffen werden. Die Fusion von Daten wird daher einen zentralen Bestandteil zukünftiger Entwicklungen im Bereich Web-basierter Anwendungen darstellen. Zur Bereitstellung von Geodaten in einer GDI hat das Open Geospatial Consortium (OGC) bereits zahlreiche Standards veröffentlicht. Darüber hinaus eröffnet die Entwicklung des Web 2.0 weitere, oftmals Community-gestützte, Möglichkeiten zur Bereitstellung von Geodaten außerhalb standardisierter GDI. Die Verarbeitung dieser Geodaten kann durch die Einführung des OGC Web Processing Service (WPS) realisiert werden. Diese Schnittstellenspezifikation ermöglicht die Verlagerung von Geoprozessierungsfunktionalitäten in eine GDI und trägt somit zur Ablösung monolithischer Geoinformationssysteme (GIS) durch verteilte dienstebasierte Strukturen bei. Für die Umsetzung komplexer Prozesse wie einer Geodatenfusion ist die Verfügbarkeit, Interoperabilität und Verkettung beteiligter Dienste von entscheidender Bedeutung. Nach der Einführung in Grundlagen von GDI und Geodatenfusion werden in dieser Arbeit Systemarchitektur und Bestandteile einer dienstebasierten Geodatenfusion konzipiert. Im Anschluss erfolgt die Beschreibung einer proof-ofconcept Implementierung wesentlicher Bestandteile unter Nutzung des 52°North WPS-Framework. Gegenstand der Implementierung ist die Fusion von Straßendaten der Modelle ATKIS (Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem) und OSM (OpenStreetMap) durch einen Feature- und Attributtransfer. Die Metadatenverarbeitung, Generalisierung und Evaluierung im Kontext einer dienstebasierten Geodatenfusion stellen weitere Teilaspekte dieser Arbeit dar. / The conflation of spatial data is one important task concerning the generation of knowledge from available geo-information. Research in this domain has been carried out since the early 80s and incorporates updating, change detection, enhancement and integration of spatial data. At the same time a paradigm shift leads towards service-oriented Architectures (SOA) in the field of geoinformation science. In the public sector this change is promoted by the developement of spatial data infrastructures (SDI). Especially whithin these interoperable structures, the combination of thematically comparable ressources can be used to enhance available spatial information. The conflation of data in general represents a core component of future research on web-based applications. The Open Geospatial Consortium (OGC) has already published various standards for spatial data dissemination. In addition, the Web 2.0 developement offers the possibility of user-generated spatial data beyond standardized SDI. The conflation of institutional- and community-provided datasets can be realized by the introduction of the OGC Web Processing Service (WPS). The WPS interface offers geoprocessing capabilities within SDI and thus helps distributed serviceoriented environments to replace monolithic Geographic Information Systems. Availibility, interoperability and chaining of services are crucial for implementing complex processes, such as conflation. After an introduction to the fundamentals of SDI and conflation, a servicebased architecture for geodata conflation will be developed within this thesis. The proof-of-concept implementation is realized using the 52°North WPS and exercises the conflation of street data. For this purpose, the data models ATKIS (Authoritative Topographic Cartographic Information System) and OSM (OpenStreetMap) were applied to perform a transfer of attributes and features. Other important aspects of this thesis related to service-based conflation include the processing of metadata, generalization and evaluation.

Die INSPIRE-Richtlinie der Europäischen Kommission trat 2007 in Kraft. Sie setzt den rechtlichen Rahmen für den Aufbau von Geodateninfrastrukturen und fördert damit die Interoperabilität und die gemeinsame Nutzung von Geodaten über Staatsgrenzen und Fachdisziplinen hinweg. Die Umsetzung von INSPIRE ist für deutsche Behörden verpflichtend. Dank INSPIRE sind Geodateninfrastrukturen in Bund und Ländern inzwischen als Aufgabe der Verwaltung anerkannt. Ihr Betrieb ist durch Gesetze oder Verordnungen nachhaltig gesichert. Allerdings erfolgt die Nutzung von INSPIRE-transformierten Daten derzeit noch nicht in dem Umfang wie erhofft. Die Europäische Kommission und die Geodateninfrastruktur Deutschland haben Maßnahmen eingeleitet, um dem entgegenzuwirken. Die gemeinsame Nutzung von Geodaten wird durch unterschiedliche Lizenzbedingungen erheblich beeinträchtigt. Sowohl innerhalb von Europa als auch innerhalb von Deutschland gibt es erhebliche Unterschiede bei den Gebühren für Geodaten. Der Bund hat für seine von INSPIRE betroffenen Geodaten im Geodatenzugangsgesetz festgelegt, dass sie grundsätzlich geldleistungsfrei über INSPIRE-konforme Dienste bereitgestellt werden.

Der Wandel der Industriegesellschaften von gestern hin zu Informationsgesellschaften ist allgemein bekannt. Die Anwendung moderner Kommunikationsmittel und neuer Technologien gehören bereits zum Alltag. Die Wichtigkeit von Geoinformationen als Wirtschaftsgut und Informationsressource ist in Politik und Gesellschaft ebenfalls angekommen. Das Geoinformationswesens stellt einen wachsenden Markt dar, der die Zukunft von Arbeit und Wohlstand zukünftig mit sichern kann. Der Aufbau der Geodateninfrastruktur im Freistaat Sachsen befindet sich noch am Anfang. Trotzdem sind bereits viele Aktivitäten im IT-Bereich durch eGovernment Projekte erfolgreich umgesetzt worden. Auch eine Vielzahl an Bestrebungen auf kommunaler Ebene haben den Prozess weiter voran gebracht. Durch die Gründung der gdi.initiative.sachsen ist eine weitere positive Entwicklung beim Aufbau der Geodateninfrastruktur in Sachsen möglich. Dem Hauptziel des einfachen Zugangs zu Geodaten und einem transparenten Geoinformationswesen kommt man schrittweise näher. Die Diplomarbeit gibt einen Überblick über das Geoinformationswesen und die vorhandenen Aktivitäten in Sachsen. Eine so umfassende Betrachtung des gesamten Bereiches lag bisher noch nicht vor. Die in der Aufgabenstellung geforderte detaillierte Datenerhebung konnte aufgrund des begrenzten, zeitlichen Umfangs nicht durchgeführt werden. Für diese ausstehende umfangreiche Ist-Erhebung beschreibt die Arbeit anzuwendende Methoden und nutzbare Datenquellen. Die Erstellung eines Portals des Geoinformationswesens in Sachsen und die Einbindung vorhandener Komponenten als Grundlage für eine umfassende Analyse sollte dabei Ziel sein. Die Diplomarbeit stellt somit die Diskussionsgrundlage für die weiteren Aktivitäten dar. Ein besonderes Augenmerk wurde auch auf vergleichbare Erhebungen anderer Bundesländer gelegt. Aus den Ergebnissen lassen sich Ziele und Thesen für die Untersuchungen im Freistaat Sachsen ableiten. Da eine detaillierte Ist-Analyse eine enge Kommunikation aller Akteure erfordert, würde automatisch der Aufbau einer Geodateninfrastruktur in Sachsen beflügelt. Darüber hinaus könnte die viel geforderte Transparenz des Geoinformationswesens und der Verwaltung Wirklichkeit werden. Die technischen und organisatorischen Voraussetzungen sind weitestgehend geschaffen, sodass dem erfolgreichen Aufbau einer Geodateninfrastruktur im Prinzip nichts entgegensteht.