Online-Kopplung von Virtual Earth mit touristischen ... · kreis Cham verbindet nun als modernes...

13. Münchner Fortbildungsseminar Geoinformationssysteme 26. bis 28. Februar 2008 an der TU München

eContent.M@ps – das XML GeoPortal-Framework Seite 1

Online-Kopplung von Virtual Earth mit touristischen Datenbanksystemen für

den Tourismusverband Ostbayern.

Huber Stefan, Dipl.-Inf.

C+V Huber Gaberlplatz 5 93462 Lam

www.b-es.de Tel.: +49 9943 905225 Fax: +49 9943 905224 E-Mail: [email protected]

Huber Ulrich, Dr-Ing.

Landratsamt Cham Rachelstraße 6 93413 Cham

www.landkreis-cham.de Tel.: +49 9971 78-476 Fax: +49 9971 845-476 E-Mail: [email protected]

Seite 2 eContent.M@ps – das XML GeoPortal-Framework

1 Zusammenfassung Mehr Urlaub schon vorab zu Hause sehen und erleben - das ist die Motivation hinter den GeoPor-talen in Ostbayern.

Flächendeckend stellt der Tourismusverband Ostbayern den Urlaubsgästen wie auch seinen Mitgliedern Karten- und Luftbilddienste mit touristischen Informationen über Orte, Sehenswürdig-keiten, Gebäude, Wanderwege, Radstrecken, Gastgeber, Veranstaltungen uvm. als zentralen Service zur Verfügung.

Möglich wurde dies durch den Einsatz von eContent.M@ps - dem XML-GeoPortal Framework zum Aufbau moderner Mashup's basierend auf Microsoft Virtual Earth und offenen Standards wie Geo-RSS und WMS-Diensten.

Am Beispiel der GeoPortale des Tourismusverbands Ostbayern wird der Aufbau, die Skalierbarkeit sowie Zukunftspläne des Konzepts vorgestellt.

Das Beta-System ist zu finden unter http://maps.ostbayern-tourismus.de

2 Kurzvorstellung Tourismusverband Ostbayern Der Tourismusverband Ostbayern mit Sitz in Regensburg hat die Aufgabe die touristischen Angebote in Ostbayern zu vermarkten und die Angebote der untergeordneten Destinationen zu bündeln. Ostbayern ist hierbei in die Gebiete Bayerischer Wald, Oberpfälzer Wald, Bayerischer Jura, Zwischen Niederbayern Donau & Inn sowie Städte in Ostbayern untergliedert.

In den letzten vier Jahren wurden die touristi-schen Fachdaten über ein Zertifizierungs- und Qualitätssicherungsverfahren an moderne XML-Schnittstellen flächendeckend aufgebaut. Über zentrale SOAP-Webservices stehen somit in Echtzeit alle Themen wie Gastgeber, Veranstal-tungen, Gastronomie, Touren und POI’s für ge-samt Ostbayern als Datenbasis zur Verfügung.

Gespeist durch diese SOAP-Webservices werden die einzelnen Werkzeuge wie z.B. online Bu-chungssystem für Gastgeber durch eine Metasuchmaschine zusammengeführt.


Abbildung 1 Metasuchmaschine für Gastgeber unter www.ostbayern-tourismus.de (ca. 9.000 Gastgeber in Ostbayern)

3 Problemstellung und Ziele Seit Mitte 2006 hat der Tourismusverband Ostbayern begonnen seine touristischen Fachdaten kontinuierlich nach WSG-84 zu georeferenzieren. Aktuell handelt es sich hierbei um etwa 9.000 Gastgeber, 1.500 Gastronomie-Betriebe, 50.000 Veranstaltungen, 2.000 POI’s sowie knapp 900 GIS/GPS Routen. Die Inhalte werden direkt von den jeweiligen Leistungsträgern erfasst. D.h. von Landratsämtern, Tourist-Informationen, Gastgebern usw.

Ziel war es nun, eine Infrastruktur zu schaffen, welche die vorhandenen Fachdaten möglichst in Echtzeit auf eine interaktive Internet-Kartenlösung projiziert. Es sollten vor allem neuere Entwick-lungen von „globalen Internet Karten-Diensten“ wie von Google, Microsoft & Co berücksichtig werden.

Ziele des Kunden:

• Flächendeckende touristische Kartographielösung für Niederbayern und Oberpfalz

• Hierarchischer Aufbau der GeoPortale, z.B. Bayerischer Wald, Oberpfälzer Wald

• Mitglieder können eigene GeoPortale erhalten, z.b. http://maps.bayerischer-wald.de

• Zentraler Service für die Mitglieder des Tourismusverbandes Ostbayern

• „Live“ Einbindung aller Beteiligten (Verbände, Landratsämter, Tourist-Info’s, Leistungsträ-ger, Partner-Firmen)

In der Phase I wurde Anfang 2007 ein erster Prototyp mit Google Earth gestartet. Hierbei ging es vor allem darum, ersten Erfahrungen in der Darstellung touristischer Inhalte in 2D-/3D Kartenmate-rial zu sammeln. Aufgrund der relativ hohen Systemvoraussetzungen von Google Earth ist dieser Ansatz allerdings nur bedingt geeignet um ein breites Gästepublikum aller Altersschichten über das Internet anzusprechen.


Abbildung 2 Ostbayern über Google Earth erleben. z.B. unter http://www.bayerischer-wald.org/googleearth

4 Evaluierung alternativer EarthViewer In der Phase II ging es nun darum, für den Tourismusverband Ostbayern eine Internet Kartenlö-sung einzuführen, welche u.a. folgende Kriterien erfüllt:

• Günstige Volumenlizenzen trotz großer Fläche (ganz Ostbayern)

• Hohe Skalierbarkeit und Performance der Kartendienste, da viel Traffic zu erwarten ist

• Verfügbarkeit von hochauflösenden Orthofotos und Straßenkarten

• Möglichkeit der Anbindung weiterer Kartendienste wie topographische Karten

• Zeitgemäße JavaScript basierte API’s für eine einfache Integration in bestehende Projekte

• Barrierefrei hinsichtlich Plugin‘s und Browser-Kompatibilitäten zu Internet Explorer, Firefox usw.

Im Rahmen einer fachlichen Evaluierung wurden „proprietäre“ Kartenlösungen von regionalen Firmen sowie global ausgerichtete Kartendienste wie Google Maps und Microsoft Virtual Earth geprüft. Die Entscheidung fiel schnell in Richtung globaler Kartendienste: Der Lizenzpreis, die frei zugänglichen API‘s sowie die hohe Performance und Innovationssicherheit der Lösungen von Google oder Microsoft sind klare Vorteile. In letzter Instanz viel die Entscheidung zugunsten von Microsoft Virtual Earth. Der im Browser lauffähige 3D-Client sowie die für den Städtetourismus sehr attraktiven Bird’s Eye View’s (hochauflösende Schrägaufnahmen) sind bei Virtual Earth be-sondere Highlights. Dank des sehr kundenfreundlichen Lizenzmodells von Microsoft steht seit


Ende 2007 für den Tourismusverband Ostbayern und allen seinen Mitgliedern Virtual Earth als Basis-Kartentechnologie mit folgendem Kartenmaterial zur Verfügung:

Abbildung 3 Basis-Kartenmaterial in Niederbayern / Oberpfalz

Um nun eine optimale touristische Kartenanwendung aufzubauen, fehlten nun noch folgende Features die alleine über Virtual Earth nicht abgedeckt werden können:

• Anbindung der Fachdaten (Gastgeber, Veranstaltungen, POI’s, Touren usw.)

• Suchfunktionen für eine „Live“-Kartographie (z.B. heute stattfindende Veranstaltungen ent-lang einer beliebigen Route und passende freie Unterkünfte)

• Topographische Karten für eine bessere Orientierung im Gelände

5 Lösungsszenario

5.1 eContent.M@ps als Infrastrukturlösung Die Infrastrukturlösung eContent.M@ps des StartUp Unternehmens C+V Huber aus dem Land-kreis Cham verbindet nun als modernes Mashup alle Beteiligten mit Ihren individuellen Anforde-rungen.

Die Basis Kartendienste kommen aus Microsoft Virtual Earth. Fachdaten in Form von Punkt- und Polygon-Datensätzen können über Geo-RSS Feeds oder KML-Strukturen angebunden werden. Bei größeren Installationen notwendige Funktionen wie Feed-Aggregation, InMemory- oder Daten-bank-Caching/Filtering sind in eContent.M@ps standardmäßig integriert.

Beispiel GeoRSS-Feed für Gastgeber (minimal):

http://etourist.b-es.de/export/GeoRSS.ashx?ExperienceID=18

Beispiel GeoRSS-Feed für Gastgeber (mit Parameter):

http://etourist.b-es.de/export/GeoRSS.ashx?ExperienceID=18&von=01.10.2008&bis=05.10.2008&SuchArt=buchbar&Typ=Zimmer

Die integrierte Metasuchmaschine ermöglicht darüber hinaus das individuelle zusammenstellen der Fachdaten. So können entlang eines Wanderweges beispielsweise wanderfreundliche Gast-stätten oder entlang von Radwegen POI’s wie Radwerkstätten automatisch angezeigt werden.

Um die Basis-Karten aus Virtual Earth zu erweitern, werden Rasterdaten beispielsweise in Form von topographischen Karten oder Wetterkarten über OGC-WMS-Dienste standardisiert angebun-den.


Abbildung 4 Architektur von eContent.M@ps

Damit die Inhalte nun in eine Karte transportiert werden - was letztendlich die Endanwendung des Kunden im Internet darstellt - stehen eine JavaScript Library, eine komplette GeoPortal Lösung sowie ein Export-Modul zur Verfügung.

Die JavaScript Library als AddOn’s zu der API von Virtual Earth ermöglicht es touristische Karten-dienste einfacher, schnell und kostengünstig zu implementieren. So können Partner in bestehende Projekte ohne programmieraufwand Karten einbetten (z.B. eine topographische Karten mit Wan-derwegen und Gastgebern).


Über die komplett CSS-basierte Template-Engine in eContent.M@ps können auch Stand-Alone-GeoPortale wie das vorliegende Pilotprojekt unter http://maps.ostbayern-tourismus.de eingerichtet werden. Die Konfiguration erfolgt hierbei deklarativ über XML Konfigurationsdateien. Das Erschei-nungsbild der GeoPortale kann hierbei nahezu an alle Kundenwünsche angepasst werden.

5.2 Fachdaten vom Tourismusverband Ostbayern Als komponentenbasiertes XML-GeoPortal-Framework werden die Fachdaten in Echtzeit über Geo-RSS Feeds von den jeweiligen beteiligten Content-Partner abonniert. In der Theorie hört sich dies relativ einfach an. In Ostbayern hat sich die Integration allerdings als besondere Herausforde-rung erwiesen, weil die Fachdaten nicht nur Thematisch von unterschiedlichen Beteiligten erho-ben werden, sondern in einem Themengebiet wie z.B. bei Gastgeberdaten alleine über fünf unter-schiedliche Buchungs- und Reservierungssysteme im Einsatz sind. Es mussten also im Vorfeld zu diesem Projekt alle touristisch relevanten Datenbanken homogenisiert werden. Durch die Einfüh-rung von XSD-Schnittstellen als Defakto-Standards in Ostbayern konnten in die letzten Jahre diese Probleme schrittweise gelöst werden. Die zum Einsatz kommende Integrationslösung eTourist.net stammt ebenfalls von der Firma C+V Huber und basiert auf einer SOA-Architektur.

Abbildung 5 Architektur von eTourist.net

Über die eTourist.net Webservices werden im Kundenauftrag in Ostbayern mittlerweile 1.7 Mio. WS-Aufrufe pro Monat abgewickelt (Anstieg der Zugriffe um 10-15% pro Monat). Für das hier vorgestellte Kartenprojekt werden diese Webservices kontaktiert und daraus die Geo-RSS Feeds für die jeweiligen Themen erstellt. Flächendeckend stehen so im Verbandsgebiet über 100.000


Fachdaten zu allen touristischen Themen in Echtzeit zur Verfügung. Diese Inhalte werden direkt an der Stelle gepflegt wo sie entstehen: Bei Gastgebern, Veranstaltern, Tourist-Informationen, Land-ratsämtern usw.. Mittlerweile sind weit über 3.000 „Redakteure“ in dieses Projekt involviert. Details zu eTourist.net sind unter http://etourist.b-es.de zu finden.

5.3 Regionale Fachdaten der Landratsämter – ein Erfahrungsbericht aus dem Landkreis Cham

5.3.1 Ausgangssituation

Bereits die positiven Reaktionen auf die diversen GoogleEarth-Pilotprojekte (vgl. Kap. 3) vor zwei Jahren haben das Potential dieser Idee erahnen lassen. Interessant war und ist v.a. der Ansatz, vorhandenen, topaktuellen Datenbanken (hier: Gastgeber und Veranstaltungen) mit EarthViewern ad hoc einen Live-Geobezug geben zu können. Dieser Raumbezug wurde damals in GoogleEarth durch inzwischen von vielen Internetnutzern als selbstverständlich angesehene Geobasisdaten (Orthophotos, Navigationsdaten und auch DGM-Daten) realisiert. Das geschah mit einer geradezu atemberaubenden Performance. Alt gediente GIS-Anwender waren bis dato sowohl im Web- als auch im 3D-Bereich nicht gerade verwöhnt, wodurch sich dieser Eindruck in Fachkreisen noch verstärkt hatte.

Leider war es in diesen ersten Stufen noch notwendig „echte“ Geofachdaten, wie beispielsweise touristische Routeninformationen (Wanderwege, Radwege, Loipen, etc.), losgelöst von den zuge-hörigen Geodatenbanken, also statisch vorzuhalten. Diese Datenexporte konnten den Erfassungs-stand nie aktuell wieder geben, sondern waren stets nur ein Abbild eines Exportzeitpunktes.

Damit wurde der Kerngedanke einer Live-Anbindung touristischer Fachinformationen gerade dort ad absurdum geführt, wo seit Jahren über das Thema GeoWebServices leidenschaftlich debattiert wurde, nämlich bei Geoinformationssystemen und Geodatenbanken.

5.3.2 Bisherige Einschränkungen

Das geschah leider nicht ganz zu Unrecht. Zum einen war damals die Einbindung von standar-disierten GeoWebServices in die diversen EarthViewer nicht ganz trivial. Zum Anderen ist nach wie vor das geodätische Problem unterschiedlicher Raumbezüge zu lösen. Den regionalen Fach-daten der Landkreise liegt i.d.R. das bayerische Landeskoordinatensystem (Gauß-Krüger-Koordinaten) sowie das Deutsche Haupthöhennetz 1992 zu Grunde. Leider hat dieser „individuel-le“ Raumbezug recht wenig mit den weltweiten und daher WGS84-basierten EarthViewer-Lösungen zu tun. Die GeoWebServices der Landkreise hätten also neben der Einhaltung von technischen Standards auch noch „on the fly“ Kartenprojektionen und Datumsübergänge mit einer hinreichenden Genauigkeit liefern müssen. Dazu hätten diese GeoWebServices auch noch recherchierbar und analysierbar sein müssen; alles Eigenschaften, die in gängigen Profi-Desktop-GIS längst selbstverständlich waren.

5.3.3 Moderner Lösungsansatz

Daher mussten für das aktuelle Projekt neue, zeitgemäße Wege gefunden werden. Die technische Konzeptidee stammt aus dem Landkreis Cham. Es sollten die regionalen, touristischen Fachinfor-mationen getreu der allgegenwärtigen GDI-Ideologie bereitgestellt und genutzt werden können. Die Landratsämter erfassen und pflegen seit jeher diese Daten. Darüber hinaus müssten sie also


„nur noch“ entsprechende GeoWebServices mit den oben genannten Schlüsselfunktionalitäten anbieten können, was nach wie vor eine Herausforderung darstellt.

Die passenden Projektpartner waren schnell gefunden. Die Firmen ESRI Geoinformatik GmbH und Microsoft Deutschland GmbH fanden den Konzeptansatz äußerst interessant und haben die Pilot-Lösung mit eigenen Ressourcen unterstützt. Technisch wurde der Pilot durch unser einheimisches StartUp C+V Huber aus Lam umgesetzt (siehe Lösungsansatz in Kapitel 5.1).

5.3.3.1 Einbindung von standardisierten GeoWebServices

Die Einbindung von standardisierten GeoWebServices lässt sich zwischenzeitlich in Virtual Earth relativ einfach via WMS vornehmen. Eine ArcGIS Server-Installation am Landratsamt Cham sollte diesen WMS mit Daten der zentralen SDE-Geodatenbasis des Landkreises Cham versorgen und im Web verfügbar machen. Für die Pilotierung wurde von ESRI ein im Internet erreichbarer Ent-wicklungsserver als Zwischenlösung bereit gestellt.

5.3.3.2 „On the Fly“-Kartenprojektionen und -Datumsübergänge

Auch diesen Punkt kann der ArcGIS Server leisten. Die GK-Daten des Landkreises Cham werden live in WGS84-Koordinaten umgerechnet und entsprechend gerendert. Hierfür ist die Projection- und Mapping-Engine des ArcGIS Servers zuständig.

Damit kann jedoch aufgrund der bekannten WMS-Einschränkungen nur die graphische Überlage-rung, also das 2D-Mapping der Fachdaten realisiert werden.

5.3.3.3 Erweiterung um Recherche und Analyse

Die Recherchierbarkeit der Daten sollte, wie bei den rein alphanumerischen Datenbanken (Gast-geber, Veranstaltungen) auch für die geographischen Informationen mithilfe XML-strukturierter Live-Daten erfolgen.

Hierfür eignet sich die aktuelle KML-ServerObjectExtension (SOE) des ArcGIS Servers. Dabei wird ein sog. WebServiceEndpoint für KML-Clients angeboten, der wiederum von der Suchmaschine des vorliegenden Tourismusportals angesprochen und ausgewertet werden kann (vgl. 5.1).

5.3.4 Relevante Datenbestände

In einem ersten Schritt wurde das Radwegenetz des Landkreises Cham als regionale Fachdaten-quelle herangezogen. Wanderwege, Loipen und Nordik Walking Parcours werden in Kürze folgen. Neben diesen linearen Objekten gibt es natürlich noch eine Vielzahl an sog. „Points of Interest“. Diese Datenbestände stammen aus folgenden Quellen:

• GIS-Digitalisierungen via Onscreen-Verfahren oder Adressverknüpfungen.

• Erfassungen vor Ort mit einer GPS-gestützten Digitalkamera.

• Übernahme behördlicher Fachdaten (Naturdenkmäler, Geotope, u.ä.).

• Übername der POI’s der offiziellen Radkarte 1:75.000 des Landkreises Cham mit anschließen-der Lageverbesserung.


Fazit

Mit dieser kombinierten Lösung konnten die beiden gesteckten Ziele elegant erreicht werden:

1. Gleichbehandlung der aller Live-Datenbanken sowohl aus Sicht der Datenproduzenten als auch aus Sicht der Datennutzer.

Der GDI-Gedanke einer verteilten Datenhaltung kann eingehalten werden.

2. Einbindung aller Inhalte mit den originär verfügbaren Mitteln der Entwicklungsumgebungen. Weder ArcGIS Server noch VirtualEarth mussten grundlegend angepasst werden. Als Mas-

hup-Technologie für die Verknüpfung der einzelnen Werkzeuge wurde die Infrastrukturlösung eContent.M@ps als Framework eingesetzt.

5.4 Rasterdaten am Beispiel der bayerischen Vermessungsverwaltung In der vorgestellten Pilotanwendung wurden bislang zu Testzwecken die frei zugänglichen WMS-Dienste der bayerischen Vermessungsverwaltung verwendet. Hinsichtlich der Performance und Kartenqualität sind hier natürlich bei der freien Einbindung Grenzen gesetzt. Technisch werden hierbei die Einsatzmöglichkeiten aber eindrucksvoll demonstriert: Je nach Kartenzweck können in Zukunft unterschiedlichste Karten von Dritten eingebunden werden. Die WMS-Dienste können in eContent.M@ps auch hierarchisch kaskadiert aufgerufen werden. So kann z.B. während des „hineinzoomens“ in die Karte automatisch von einer TK 1:100.000 auf TK 1:50.000 umgeschaltet werden und gleichzeitig ein weiterer WMS-Dienst mit einer Schummerung und aktuellen Badesee-temperaturen überlagert werden.

Abbildung 6 Beispiel der Rasterdaten über die WMS-Dienste der bayeri-schen Vermessungsverwaltung


6 Performance Im Vorfeld wurde eContent.M@ps mit bis zu 500.000 Punktdaten pro Kartenausschnitt getestet. Dabei wurde eine maximale Verzögerung von ca. zwei Sekunden gemessen. Durch systemati-sches Clustern der Punktewolken wird die Übersichtlichkeit der Karten gewährleistet und die An-forderungen an die Leistungsfähigkeit auf dem Client-PC niedrig gehalten. Größere Punktewolken sind durch eine Mischung von InMemory- & Datenbank- Cachingalgorithmen auch möglich. Bei dem Pilotprojekt in Ostbayern (knapp 200.000 Punktdaten in der Endausbaustufe geplant) ist daher mit keinen Problemen zu rechnen. Mit den rund 1.500 redundanten GeoServern für die Basis-Kartendienste bereitgestellt über Microsoft Virtual Earth kann auch im Falle sehr hoher Zugriffzahlen bei den touristischen Internetportalen von keinerlei Performanceproblemen ausge-gangen werden.

Allgemeine mögliche Performance-Engpässe bedingt durch die verteilte Datenhaltung:

• externe WMS-Dienste von Dritten zu langsam / können ausfallen

• langsame Übertragungszeit /-Ausfall der Geo-RSS Feeds von Dritten

• langsame oder fehlerhafte Generierung der Resultsets im Geo-RSS Feed von Dritten

Durch softwareseitiges Exception-Handling potentieller Engpässe und Ausfallszenarien können die auftretenden Probleme aber gut in den Griff bekommen werden.

7 Ausblick Aktuell läuft die Evaluierung des vorgestellten Konzepts für den Einsatz der eContent.M@ps Geo-Portale mit den restlichen Regionalverbänden in Bayern. In den letzten Monaten wurden bereits XSD-Schnittstellen für die Homogenisierung der Fachdaten zwischen den einzelnen Regionalver-bänden erarbeitet. So wurden z.B. über 90 Kategorien für POI’s wie Museen, Kirchen, Parkplätze usw. für die touristische Anwendung standardisiert. Als Konzeptvorlage wurden die Erfahrungen aus dem Integrationsprojekt in Ostbayern aus Kapitel 5.2 herangezogen.

Ebenso wurden Verhandlungen zur Nutzung von topographischen WMS-Kartendiesten begonnen. Im Falle einer Übereinkunft wäre auch dieser Ansatz auf alle Regionalverbände in Bayern Über-tragbar.

Erste Kontakte zu den Kollegen in Österreich über www.geoland.at für die Nutzung deren WMS-Kartendienste laufen bereits.

Unabhängig davon sind wir derzeit auf der Suche nach weiteren Pilotprojekten und Partnern im Tourismus… Über einen Kontakt mit Ihnen würden wir uns freuen!

Abschließen zu den ersten Erfahrungen aus den Pilotprojekten in Ostbayern lässt sich festhalten, dass der Lösungsansatz über eContent.M@ps, verteilte Geodatenbanken über die offene Stan-dards (Geo-RSS / WMS-Dienste) für touristischen Internet-Kartenlösung zu verknüpfen, derzeit eine Ideallösung für alle Beteiligten darstellt.

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