alkis und inspire - europäische vorgaben zur harmonisierung von geodaten
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ALKIS und INSPIRE - europäische Vorgaben zur Harmonisierung von Geodaten. Priv.-Doz. Dr.-Ing. Frank Gielsdorf technet GmbH. INSPIRE – Rechtliche Grundlagen. In frastructure for Sp atial I nfo r mation in the E uropean Community. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ALKIS und INSPIRE - europäische Vorgaben zur Harmonisierung von
Geodaten
Priv.-Doz. Dr.-Ing.
Frank Gielsdorf
technet GmbH
F. Gielsdorf: ALKIS und INSPIRE - europäische Vorgaben zur Harmonisierung von Geodaten 2
INSPIRE – Rechtliche Grundlagen
Infrastructure for Spatial Information in the European Community
RICHTLINIE 2007/2/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATESvom 14. März 2007
zur Schaffung einer Geodateninfrastruktur in der Europäischen Gemeinschaft(INSPIRE)
EntwurfGesetz über das Geoinformationswesen im Freistaat Sachsen
vom 7. Mai 2009
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INSPIRE – Die Intention
• Die Umweltpolitik in der EU soll integriert werden
• Probleme bestehen bei der Verfügbarkeit, Qualität, Organisation, Zugänglichkeit und gemeinsamen Nutzung von Geodaten
• Verwendung von interoperablen Geodaten über die verschiedenen Verwaltungsebenen hinweg
• In der Gemeinschaft soll eine Geodateninfrastruktur geschaffen werden
• Unterstützung der Entscheidungsfindung in der Umweltpolitik
• Kompatible Geodateninfrastrukturen, die gemeinschaftsweit und grenzüberschreitend genutzt werden können
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Interoperabilität
Interoperabilität ist die Fähigkeit zur Kombination und Interaktion verschiedener Systeme, Techniken oder Daten unter Einhaltung gemeinsamer Standards.
[Gesetzentwurf]
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Interoperabilität
Technische Interoperabilität…ist die Fähigkeit von „funktionalen Einheiten“ (typischerweise Softwarekomponenten), Informationen und Funktionen ohne Zwischenverarbeitungsschritte auszutauschen.
Semantische Interoperabilität…führt dazu, dass eine Information von verschiedenen funktionalen Einheiten gleich interpretiert wird.
Komponente A Komponente BASCIIGMLNAS…
Komponente A Komponente BPerson: „Fritz Meier“
Flurstück: „08/15“…
[GDI-DE Architektur 1.0]
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Es war einmal…
…der Leiter eines Landesumweltamtes…
GDI
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ALK und Schutzgebiet
14m
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ALK und Schutzgebiet
3.4m
4.1m
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Geometrische Harmonisierung
„Die ursprünglich im Arbeitsauftrag enthaltenen Themen „geometrische Harmonisierung an den Ländergrenzen“ und „rechtsverbindliche digitale Bereitstellung von Schutzgebietsinformationen“ konnten im Zeitraum der Realisierungsstufe 2 unter Berücksichtigung der vorhandenen personellen Ressourcen nicht bearbeitet werden.“
GDI-DE Arbeitskreis „Schutzgebietsinformationen“Modellprojekt „Bereitstellung von Schutzgebietsinformationen“
-Abschlussbericht zur Realisierungsstufe 2 –11. Juni 2008
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Das Problem
• Gesucht ist die Identität von topologischen Objekten.
• Gegeben sind geometrische Attribute (Koordinaten).
• Koordinaten sind Zufallsgrößen.
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Aufgabe
Leite aus geometrischen Attributen topologische Gegebenheiten ab.z.B. „Grenze ist identisch“ oder „Versorgungsleitung endet am Haus“
Geometrische Interoperabilität
Zwei Möglichkeiten:
1. Verbesserung der Genauigkeit σP = ± 20cm
(Luftbild σP ≈ ± 0.3m, Digitalisierung σP = ± 0.5m…5m)
2. Matching und Homogenisierung
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Teilgraphen
Knoten
Kante
Ecke
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Extraktion von Teilgraphen
Beispiel: Ecke
Adjazenzmatrix A = ITI
Knoten-Kanten-Matrix Inzidenzmatrix I
Knoten
Ka
nte
n
0010100
Knoten
Ka
nte
n
0010100
Kn
ote
n
Kanten
00
10
10
0
IT
I
AKnoten-Knoten-Matrix
Dyadisches Produkt AAAdjazenztensori
j
k
A
A
I, j, k sind die Indizes der Eckpunkte
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Geometrische Parametrisierung
Knoten
Kante
Ecke
Punkt
Gerade
Punkt-Richtung
Punkt-Punkt
X, Y
X, Y, rx, ry
nx, ny, d
XA, YA, XE, YE
Punkt-Richtungen
3 Punkte
X, Y, rA, rA, rE, rE
XA, YA, XM, YM, XE, YE
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Stochastisches Modell
Beispiel: Gerade
gegeben: Punkt-Punkt
Übergang zur Punkt-Richtungs-Darstellung mit Varianzfortpflanzung
Tdd)f( FCFCxFxxx KKRRKRKR
gesucht: Punkt-Richtung
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Wie finde ich Matching-Kandidaten
Mehrdimensionale Suchbäume
Jede Ecke besitzt 6 geometrische Parameter (x, y, rxA, ryA, rxE, ryE)…
…und kann daher als Punkt in einem 6D-Raum betrachtet werden.
Aufbau eines 64-Tree (26 = 64 „Quadranten“)
Suchen im 6D-Fenster n*logdm Vergleichsoperationen
2 * 100.000 Ecken ≈ 500.000 Vergleiche
Ergebnis: 0…n Matching-Kandidaten
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Test auf Identität
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1 und
yE
xE
yA
xA
yE
xE
yA
xA
r
r
r
r
y
x
r
r
r
r
y
x
xx
geg.: zwei Zufallsvektoren
22
22
2
21
21
1
),cov(
und
),cov(
ryE
x
xx
ryE
x
xx
ryExryEx
CC
und die dazugehörigen Kovarianzmatrizen
(singulär mit Rangdefekt 2)
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Test auf Identität
Hypothese: x1 = x2 x1 – x2 = d = 0
Prüfgröße: dTCddd ~ χ2(f=4)
FFG auf d: Cdd = Cxx1 + Cxx2
Schrankenwert: χ2s = χ2
s(f,α) für f = 4 und α = 5% χ2s ≈ 9,5
Testentscheidung: χ2 < χ2s Ecken sind identisch
χ2 > χ2s Ecken sind nicht identisch
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Matching Ergebnis
Matching: Auffinden von identischen Objekten in verschiedenen Datensätzen
- Ecken- Strecken- Geraden- Punkte- …
Searching: Auffinden von geometrischen Bedingungen innerhalb eines Datensatzes
- Rechtwinkligkeiten- Geradlinigkeiten- Parallelitäten- Parallelitäten mit Abstand- …
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Flurstücksteilung
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Streckenabhängige Korrelationen
cov(xA,xE) ≠ 0 !
Ursachen:
1. Messung nach dem Prinzip der Nachbarschaft
2. Kartierung nach dem Prinzip der Nachbarschaft
)(f),cov( , AExExAxExAEA sxx
1
ρ
s
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Homogenisierung als Ausgleichungsproblem
Geradlinigkeiten
Rechtwinkligkeiten
Parallelitäten
Kreiskontinuitäten
Identitätsbeobachtungen
Lokale Koordinaten
Strecken
28.37
35.2221.46
17.12
12.14
7.88
4.76
10.95
Membrandreiecke- 14.36 - - 20.08 -
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Gesetzentwurf der Staatsregierung
Gesetz über das Geoinformationswesen im Freistaat Sachsen
zu § 2Die Interoperabilität von Geodaten und Geodatendiensten ist eine Kernforderung der INSPIRE-RL und somit auch des Sächsischen Geodateninfrastrukturgesetzes. Nur wenn Geodaten und Geodatendienste interoperabel sind, wird deren Integration und Verwendung in einzelnen, in sich geschlossenen Arbeitsprozessen und Geschäftsabläufen sichergestellt.
Hauptziel und die Hauptfunktion einer GDI ist die interoperable Verfügbarmachungvon Geodaten über Geodatendienste in einem Netzwerk.
zu § 4 Die notwendige Interoperabilität von Geodaten und Geodatendienste im Sinne des § 3 Abs. 4 kann nur erreicht werden, wenn die Geofachdaten grundsätzlich auf einem einheitlichen und widerspruchsfreien Satz von Geobasisdaten erfasst werden.
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ALKIS und INSPIRE
• Technische Interoperabilität
• Semantische Interoperabilität
• Geometrische Interoperabilität
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Beispiel Niedersachsen
RdErl. d. MI v. 10.11.2008 - 34-23422/14Genauigkeitsverbesserung der Liegenschaftskarte
2. Genauigkeitsanforderungen
Die Liegenschaftskarte ist grundsätzlich in einer Genauigkeit von
2.1<= 0,20 m in Ortslagen und Ortsrandlagen,
2.2<= 0,50 m in Feldlagen vorzuhalten.
3. Arbeiten zur flächenhaften Genauigkeitsverbesserung der Liegenschaftskarte
3.1 Die Genauigkeit soll in einem Verfahrensschritt verbessert werden, mehrfache Lageverschiebungen sollen vermieden werden.
3.2 Die örtlichen Vermessungsarbeiten sind auf den unbedingt erforderlichen Umfang zu begrenzen.
3.3 Die Liegenschaftskarte ist vorrangig bedarfsorientiert zu verbessern.
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Beispiel Brandenburg
Prioritätenerlass II des MI vom 22.12.2006Vordringliche Arbeiten für das amtliche Vermessungswesen
5.1 Gebiete mit Zahlennachweis
In diesen Gebieten sind für jeden Grenzpunkt und für jedes eingemessene
Gebäude Vermessungskoordinaten zu bestimmen, vorrangig durch Auswertung des
vorhandenen Zahlennachweises in Verbindung mit Passpunktbestimmungen. Ziel
ist es, die Konsistenz zwischen Zahlennachweis (Vermessungsriss) und Karte
(ALK-Vermessungskoordinaten) herzustellen. Die Genauigkeit der ALK ergibt sich
aus der Qualität des vorliegenden Zahlennachweises.
Rahmenkonzept zur „Qualitätsverbesserung im Liegenschaftskataster“
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Transformationsdienste
Damit besteht der wesentliche Zweck eines Transformationsdienstes in der Sicherstellung der Interoperabilität innerhalb einer GDI. Insbesondere gehören zu den Funktionalitäten von Transformationsdiensten
die Koordinatentransformation zur Überführung von Geodaten in ein anderes Koordinatenreferenzsystem
sowie
die Schematransformation zur Überführung von Geodaten in eine andere Datenstruktur.
Geometrische Integration?