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

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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 Presentation

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ALKIS und INSPIRE - europäische Vorgaben zur Harmonisierung von

Geodaten

Priv.-Doz. Dr.-Ing.

Frank Gielsdorf

technet GmbH

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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?