Geoinformatik & GIS-Frameworks · 3 © Geocom Frameworks Kommerziell, Google & Co., Open Source Entwickler Herausforderungen & Spezialitäten Projekte mit GIS British Petroleum

Christoph Spörri & Andry Joos

Geocom Informatik AG

Geoinformatik & GIS-Frameworks

© Geocom 2

Geoinformatik

Definition

Kurze Geschichtsübersicht

What‘s so special about GIS?

Geodaten

..und was man damit machen kann

GIS in der Enterprise-Welt

Integration

Desktop

Web/Mobile/Cloud

Agenda (I)

© Geocom 3

Frameworks

Kommerziell, Google & Co., Open Source

Entwickler

Herausforderungen & Spezialitäten

Projekte mit GIS

British Petroleum

upc Cablecom

GEONIS

MISTRA Trassee

Agenda (II)

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Christoph Spörri

Bereichsleiter Entwicklung

Seit 4 Jahren bei Geocom

Server

C#/Java

42 Jahre

Burgdorf

Sailing, Jogging, Hiking

christoph.spoerri at geocom.ch

Andry Joos

Stv. Bereichsleiter Entwicklung

Seit 9 Jahren bei Geocom

Desktop/Expertensysteme

C#/.NET & Delphi

31 Jahre

Bern/Liebefeld

Events, Demoszene, Mountain

Bike

andry.joos at geocom.ch

Die Vortragenden

Vorstellung

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Unternehmen

Geocom gehört zu den führenden Anbietern von

Geoinformationssystemen und ist Teil der Esri

Gruppe.

Dank hoher Innovationskraft, ausgewiesener

Fachkompetenz und langjähriger

Projekterfahrung geniesst das Unternehmen weit

über den deutschsprachigen Raum hinaus einen

hervorragenden Ruf.

Ver- und Entsorgungsunternehmen, öffentliche

Hand, Industrie, Telekommunikation.

Development

15 Entwickler, vom

Praktikanten, Junior bis hin zum

erfahrenen Senior ein gut

durchmischtes Team.

Wir arbeiten wo immer möglich

agil nach Scrum. Die

Entwicklung findet komplett in

Burgdorf statt.

Geocom Informatik AG

Vorstellung

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• Die Geoinformatik ist die Lehre von Wesen und Funktion geografisch-

raumbezogener Information (Geoinformation) und ihrer Bereitstellung

in Form von Geodaten. Sie bildet die wissenschaftliche und

datentechnische Grundlage für Geoinformationssysteme (GIS).

• Allen Anwendungen der Geoinformatik gemeinsam ist der eindeutige

Raumbezug.

• Geodaten speichern zum Zweck der Informationsgewinnung

strukturierte codierte Angaben zur quantitativen und qualitativen

Beschreibung von natürlichen oder definierten Objekten der realen

Welt.

• Die Geoinformatik beschäftigt sich mit der rechnergestützten

Auswertung der gespeicherten (Geo)-Information über bestimmte

(mathematische) Regeln und Anweisungen, die die codierten Angaben

über die Erde deuten.

Definition Geoinformatik1

1 nach Wikipedia.org

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Kurzversion

Rechnergestütze Bearbeitung und Verarbeitung von

raumbezogenen Daten.

Definition Geoinformatik

Zwei wichtige Begriffe

GIS = Geoinformationssystem

Geodaten = Daten mit Raumbezug

© Geocom 8

Kurzversion

Rechnergestütze Bearbeitung und Verarbeitung von

raumbezogenen Daten.

Definition Geoinformatik

Zwei wichtige Begriffe

GIS = Geoinformationssystem

Geodaten = Daten mit Raumbezug

Geoinformationssysteme (GIS), Geographische

Informationssysteme oder Räumliche

Informationssysteme (RIS) sind Informationssysteme

zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und

Präsentation geografischer Daten.

Geoinformationssysteme umfassen die dazu benötigte

Hardware, Software, Daten und Anwendungen.

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Karten mit Geodaten

• Vor 15000 Jahren:

Höhlenmalereien mit

Wanderrouten von Beutetieren

• 1854:

Karte mit Cholerafällen in

London

• Beginn des 20. Jahrhundert:

Erste Karten mit mehreren

„Layers“, d.h. Themen

Geoinformationssysteme

• In den 60ern:

Erste Kartenerstellungs-applikationen, inkl.

einem „richtigen“ GIS (Kanada) für die

Ermittlung der Kapazität des Landes

• In den 80ern:

Entstehung von kommerziellen

Produzenten von GIS-Software (Esri,

Intergraph, CARIS)

• In den 90ern:

Die GIS-Industrie wächst aufgrund der

starken Nachfrage.

• Ende des 20. Jahrhunderts:

GIS-Technologie und Internet wachsen

zusammen, Normierungen und Standards

entstehen.

Geschichte der Geoinformatik

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Geodaten sind Daten wie alle anderen auch: Die Informatik

verarbeitet sie in der gewünschten Weise – was ist denn nun speziell

daran?

• Geodaten haben einen Raumbezug

• Die Visualisierung auf Karten ist optisch ansprechend

• Beliebige Daten können geografisch aufbereitet werden und somit

mit GIS verarbeitet, analysiert, in Bezug gebracht und angereichtet

werden

Geodaten sind überall

What‘s so special about GIS?

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Marketing – Archäologie – Logistik – Kartografie –

Städteplanung – Ressourcenmanagement – Kriminologie –

Vermessung – Katasterpläne – Luftbilder –

Grundstücksverwaltung – Umwelt – Geologie –

Gefahrenbeurteilung – Verkehrsplanung – Touristik –

Freizeitplanung – Routenplanung – Bauwesen –

Lawinenschutz – Versorgungsnetze –

Entsorgungsnetze – Stromnetz –

Gasversorgung –

Versicherungen –

Topografie –

…

Geodaten sind überall

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Vektordaten

• Geometrien (Shape)

• 0D: Punkte

• 1D: Linien

• 2D: Flächen

• 2+1D: Flächen + Attrib. Höhe

• 2,5D: Surfaces

• 3D: Körper

• 4D: Temporale Information

• Attribute mit Sachinformationen

Rasterdaten

• Rasterdaten beschreiben die

Objektgeometrie durch digitale

Bilder, wie etwa Luft- sowie

Satellitenaufnahmen aber auch

eingescannte Karten etc.

Geodaten: Womit arbeitet man als Entwickler

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Vektordaten

• Geometrien (Shape)

• 0D: Punkte

• 1D: Linien

• 2D: Flächen

• 2+1D: Flächen + Attrib. Höhe

• 2,5D: Surfaces

• 3D: Körper

• 4D: Temporale Information

• Attribute mit Sachinformationen

Rasterdaten

• Rasterdaten beschreiben die

Objektgeometrie durch digitale

Bilder, wie etwa Luft- sowie

Satellitenaufnahmen aber auch

eingescannte Karten etc.

Geodaten: Womit arbeitet man als Entwickler

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Vektordaten

• Geometrien (Shape)

• 0D: Punkte

• 1D: Linien

• 2D: Flächen

• 2+1D: Flächen + Attrib. Höhe

• 2,5D: Surfaces

• 3D: Körper

• 4D: Temporale Information

• Attribute mit Sachinformationen

Rasterdaten

• Rasterdaten beschreiben die

Objektgeometrie durch digitale

Bilder, wie etwa Luft- sowie

Satellitenaufnahmen aber auch

eingescannte Karten etc.

Spezialitäten

• Topologien (Nachbarschaftsbeziehungen)

• Netzwerke (Routing, Tracing, …)

• Vermassung

• …

Geodaten: Womit arbeitet man als Entwickler

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• Regierungstellen (download)

• Datendienste (Google, WMS)

• Daten mit Geobezug

TBD Daten: Was sind Geodaten, woher

1 Platz für Fusszeilen

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Kostenlose Daten

• Open Street Map (Crowd Sourcing)

• Regierungsstellen

• Geodienste

$$$$

• Verwaltung

• Kommerzielle

Wo bekommt man Geodaten?

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• Die meisten Datenbestände

haben einen räumlichen

Bezug

• Adressen

• Bezug auf ein Lineares

System

• Geocodierung

• Einbindung von GPS

• Digitalisierung

• Scannen

Eigene Daten

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Formate:

- TIN

- 2.5 D

- LIDAR

Verwendung

- Darstellung

- Analyse

- VR

3D in GIS (Eine neue Welt)

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Zeigen wo was ist

Daten auf Karten visualisieren um Orte zu finden, welche die

gesuchten Eigenschaften haben und um Muster zu erkennen.

Zeigen wo wie viel ist

Die Visualisierung von Daten ergibt schnell ein Bild über die Dichte

von bestimmten Elementen.

Beispiel Stadtplanung: In welchen Quartieren leben tendenziell mehr

Rentner, welche Quartiere haben eine grössere Dichte an

Einzelhaushalten

Analyse und Auswertung:

Was kann man mit GIS tun?

© Geocom 22

Abbilden von Mengen

Mengen werden in Karten abgebildet um Orte zu finden, welche

gewissen Kriterien entsprechen um damit weiterarbeiten zu können.

Beispiel Marketing: Ein Hersteller von Kinderkleider will Postleitzahlen

von Orten finden wo viele junge Familien mit hohem Einkommen

leben.

Analyse und Auswertung:

Was kann man mit GIS tun?

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Herausfinden was in der Nähe ist

Ausgehend von Punkten auf einer Karte kann man mit GIS

herausfinden welche «Points of Interest» in der Nähe oder über

bestimmte Kriterien verbunden sind.

Beispiel Versorgung: Nach einem Rohrbruch muss die Frischwasser-

versorgung unterbrochen werden. Aufgrund der definierten

Netzwerke der Wasserversorgung kann mit einer Netzverfolgung

festgestellt werden, welche Haushalte vom Unterbruch betroffen sind.

Analyse und Auswertung:

Was kann man mit GIS tun?

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Visualisieren von Veränderung

Mit Einbezug einer zeitlichen Komponente kann ein eine Veränderung

in einem Gebiet über einen definierten Zeitraum beobachtet werden.

Beispiel Meteorologie: Die Wege eines Hurrikans können

eingezeichnet und verfolgt werden um eine Voraussage zu

ermöglichen wo in Zukunft weitere Hurrikane auftreten könnten.

Analyse und Auswertung:

Was kann man mit GIS tun?

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Routing

Was ist der schnellste oder kürzeste Weg von A nach B, unter

Berücksichtigung von beliebigen Restriktionen und Einflüssen.

Beispiel Logistik: Ein Disponent kann mit Hilfe von GIS schnell und

direkt reagieren, wenn die A1 mal wieder dicht ist und seine LKW-

Fahrer um das Hindernis herumlenken oder die Aufträge anders

zuordnen, damit kein Zeitverlust durch Stau entsteht.

Analyse und Auswertung:

Was kann man mit GIS tun?

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Analyse und Auswertung:

Praxis – simples Routing mit Google

<script type="text/javascript« src="http://maps.googleapis.com/maps/api/js?sensor=true"></script>

<script type="text/javascript">

var user; var directionsDisplay = new google.maps.DirectionsRenderer();

var directionsService = new google.maps.DirectionsService();

function calcRoute(endLat, endLng)

{

var start = user;

var end = new google.maps.LatLng(endLat, endLng);

var request = { origin: start.toString(),

destination: end.toString(),

travelMode: google.maps.DirectionsTravelMode.DRIVING };

directionsService.route(request, function(response, status) {

if (status == google.maps.DirectionsStatus.OK) {

directionsDisplay.setDirections(response);

} else { alert("Route calc was not successful for the following reason: " + status); }

});

}

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Integration in ein

Enterprise-System ist immer

wichtiger

Nutzung für

- Kundensupport

- Marketing

- Auskunft System

- Asset Management

GIS in der Enterprise-Welt

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Wie integriere ich GIS?

GIS Fach

ETL

GIS Fach

Option A Option B

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Wie integriere ich GIS?

GIS Fach GIS Fach

Option C Option D

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Wie verlinke ich die Daten:

- Mit einer ID

- Mit einer Adresse Geocodierung

- Lineares Referenz System (z.B. Km entlang Strasse)

- Koordinaten mit GPS erfassen

Wie integriere ich GIS?

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• Expertensysteme mit umfangreichen Analyse-, Editier- und

Präsentationsfunktion

• Datenproduktion

• Spezialisierte GIS-Anwendungen

• Produktion der Daten für Web-Anwendungen

• Desktopsysteme haben eine lange Tradition

• Desktop-GIS immer wie weniger wichtig (ausser eben für

Expertensysteme & Produktion)

Desktop

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• Im Web vor allem für Routing und Auskunft

• Immer mehr auch ins Web 2.0 integriert (Hiking Routes, etc.)

• Integration mit Mobilen Devices

Web / Mobile

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• Could ist das Framework für viele der Web-Anwendungen

• GIS Bereich das Sharing der Daten im Vordergrund

Cloud

Desktop

Publishing

Web Map

Feature Service

Tiled Map Service

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• Kommerzielle Frameworks vs. Open Source Frameworks

• Komplette Frameworks für alle Bereiche vs. spezialisierte Frameworks

• Einsatzbereiche

• Desktop, Fat-Client

• Web, Mobile

• Services, Cloud

• Java, C#/.Net

• Datenbanken für Geodaten

Frameworks für Entwickler

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Autodesk hat eine ganze Serie von Applikationen entwickelt, welche

die Anforderungen von GIS in der AutoCAD-Software integrieren.

Esri entwickelt seit 30 Jahren GIS-Software und ist der führende

Anbieter. Komplette Suite mit allem was es für GIS braucht, inkl.freie

Daten und Online.

Intergraph und Smallworld sind weitere bekannte Namen im

kommerziellen GIS-Markt. Die Lösungen von Intergraph wurden als

offenes System umgesetzt. Smallworld ist hauptsächlich im Industrie-

und Kommunikationsmarkt bekannt.

Kommerziell

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ESRI Inc. (Environmental Systems

Research Institute) ist ein US-

amerikanischer Softwarehersteller

von Geoinformationssystemen

(GIS). Das in Redlands in

Kalifornien ansässige und

vollständig im Privatbesitz

befindliche Unternehmen wurde

1969 von Jack Dangermond

gegründet.

Esri1

1 Ja, wir sind etwas voreingenommen (Geocom ist Teil von Esri Deutschland)

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Was sind die Möglichkeiten

- Viele API frei nutzbar (non-commercial)

- Kommerzielle Optionen erhältlich

Funktionen

- Vor allem Darstellung und Routing

- Analytische Funktionen nehmen zu

Web (Google, Bing, etc.)

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Libraries:

• Gdal: c++ Library zum Lesen/Schreiben von GIS-Formaten

• JUMP: Java Library für GIS-Funktionen

• Gispython: Python mit einigen GIS-Libraries

Desktop

• GRASS: Voll ausgebautes GIS, vorallem für Forschungszwecke

• Qgis: Einfach zu Bedienendes Desktop GIS

Server:

• Mapserver

• geoserver

Open Source

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Als Entwickler kommt man

täglich mit dem gesamten

Ablauf und allen Teilbereichen

in Berührung:

• Datenbanken

• Visualisierung/Grafik

• Geometrie/Math

• Usability

• Workflows

• Analysen

• …

Enorme Datenmengen:

Anzeige einer Karte kann

hunderttausende Datenbank-

zugriffe bedeuten.

Inhomogene Daten müssen

zusammengebracht werden

(Koordinatensysteme,

Codierungen, …)

Interaktion mit anderen

Systemen (SAP, Business-

Systeme oder spezialiserte

Fachanwendungen)

Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation

Herausforderungen für Entwickler

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• Geometrien, 2D, 3D, …

• Datenmengen- und arten

• Spatial-Features von Datenbanken

• Visualisierungen, Farben

• «Maps are beautiful»

Alle modernen, «fancy» Technologien und

Methodiken können im GIS-Umfeld

angewendet werden; Desktop bis hin zu

Cloud und Mobile mit allem was dazu

gehört.

Spezialitäten für Entwickler

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Wir stellen kurz ein paar Projekte vor, welche interessante

Entwicklungen beinhalten und beispielhaft für GIS stehen.

Projekte

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GEONIS Applikationsframework

• Produkt der Geocom

• Konfiguration durch Fachspezialisten via XML/SQL

• Vielseitig einsetzbar

Die Herausforderung für Entwickler liegt darin, basierend auf der Esri-

Technologie ein Allround-Framework zu erstellen und vor allem auch

unterhalten, das für Nicht-Entwickler an- und verwendbar.

GEONIS

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GEONIS Core & Solutions

GEONIS Solutions

GE

ON

IS E

lektr

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IS W

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GEONIS Core

GEONIS

Desktop

ArcGIS

ArcGIS Desktop ArcGIS Mobile ArcGIS Server

Geo Data Base

GEONIS

Server

GEONIS

Mobile

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• Mischumgebung (historisch) mit Delphi, C#/.Net 3.5, Java

• Ca. 2500 Units resp. Klassen (LOC-Counting ist ausstehend)

• 80% Legacy Code

• 5% Unit-Tested

• Build-System auf Basis Jenkins/SVN, inkl. InstallShield

• Code ist 0 – ca. 10 Jahre alt

• Basiert auf ArcObjects von Esri (.Net, COM)

GEONIS

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• GIS für Raffinerie in Deutschland

• Dokumentation von Rohrleitungen

• Asset Management für Tanks und Gebäude

• Desktop- und Web-GIS-Arbeitsplätze

British Petroleum

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• Grösster Kabelkommunikationsprovider der Schweiz

• Mehrsprachige Lösung: Deutsch, Französisch, Italienisch

und Englisch in der gleichen Umgebung

• Seit 2003: Netzinformationssystem (Trasse /Kabel)

kombiniert mit AND, Cablescout und SAP

• Seit 2006: Web-GIS-Applikation

für externe Dienstleister

• Seit 2009: Mobile, Online-Lösung für

Service-Techniker

upc cablecom

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• Individualentwicklung für die gesamtschweizerische

Strasseninstandhaltung inkl. Pavement Management

System

• Zentral betriebene Serverlösung zur Nutzung für

astra und Kantone via Web-Browser

• Umfassende für Datenedition, Validierung,

Stapelverarbeitung und Reporting

MISTRA Trassee

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Weiterführende Links und Lesestoff

• www.gis.com Einführung und Übersicht (von Esri)

• de.wikipedia.org/wiki/Geoinformationssystem

• GIS Lounge Essentials http://gislounge.com/gis-essentials/

• GIS Applikationen und Frameworks

http://gislounge.com/gis-software-applications/

• http://www.esri.com / http://www.geocom.ch / www.arcgis.com

• http://freegis.org/ Freie Tools & Daten

• http://wiki.gis.org GIS Wiki

Links & Ressourcen

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Bezugsquellen Geodaten

• Maps und Daten http://www.maps.ethz.ch/map_catalogue-switzerland/

• Bundesgeoportal http://www.geo.admin.ch/

• Geographic Catalogue http://www.geocat.ch/

• FreeGIS GeoDaten http://freegis.org/database/?cat=1

• GeoCommunity http://data.geocomm.com/

• Freie SwissTopo-Daten http://www.swisstopo.admin.ch/[...]/products/freeproducts.html

• ArcGIS.com http://www.arcgis.com/

Links & Ressourcen

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Danke für euer Interesse Danke für’s Apéro