| Qualität bedeutet die Eignung eines Systems zur Erfüllung geforderter Leistungen. |
Die Beschreibung der Qualität von Geodaten ist (wie aus den obigen Beispielen ersichtlich ist) ein spezieller Aspekt der Metadaten. Da Fragen der Qualität von Primär-, Sekundär- und selbst Metadaten eine zunehmend wichtigere Rolle spielen, soll dieser Aspekt hier etwas ausführlicher betrachtet werden.
Die Bedeutung der Datenqualität soll zunächst an einem einfachen Beispiel aufgezeigt werden:
| Angenommen, die beiden Punkte A und B werden (bei mehrfacher Wiederholung der geodätischen Lagemessung) beide mit dem mittleren Fehler Null und mit (ggf. unterschiedlich großen) Fehlerstreuungen sA bzw. sB gemessen. | |
Zu den qualitätsbeschreibenden Attributen von Metadaten für Geodaten zählen insbesondere:
Auch
für die Qualität von Daten gibt es bereits Vorschriften in den
Qualitätsnormen ISO 9000 - 9004 (International Standards Organisation)
5.5 Standardisierung von Geodaten
Geodaten sind in den letzten Jahren zu einem marktfähigen Produkt geworden, für das in sehr vielen Bereichen der Wirtschaft und Verwaltungen eine starke Nachfrage besteht (z.B. Geomarketing, Optimierung von Mobilfunknetzen, Umweltverträglichkeitsprüfung, Stadt- und Landschaftsplanung).
In den vergangenen Jahren haben die Produzenten von Geodaten (z.B. Landesvermessungsämter, Umweltinstitutionen, Kommunen) meist eigene Erfassungsmethoden, Attribut-Kataloge, Datentypen und Formate entwickelt, die für ihre spezielle Anwendung am besten geeignet waren.
Diese Vielfalt
war in den vergangenen Jahren durchaus sinnvoll, da alternative Wege ohne
den kontraproduktiven Zwang der Normung
erprobt werden konnten.
Mit der rasch
zunehmenden Verfügbarkeit und Nutzung von Geodaten haben sich jedoch
zunehmend Probleme als Resultat der inzwischen fast unüberschaubaren
semantischen und strukturellen Vielfalt bei Geodaten ergeben:
| L | Sehr spezielle Zielvorstellungen bei der Datenerfassung erschweren die Weitergabe und Mehrfachnutzung von Geodaten und führen letztlich zu unwirtschaftlichen Lösungen |
| L | Die vertikale Integration von Geodaten, d.h. der Datenfluß von der Erfassung bis zur Auswertung und Präsentation mit ggf. unterschiedlichen Softwaresystemen auf ggf. unterschiedlichen Rechnersystemen ist sehr schwierig und fehleranfällig |
| L | Die horizontale Integration, d.h. die Nutzbarkeit derselben Geodaten in unterschiedlichen Fachgebieten (è Planung als Querschnitts-Aufgabe) ist erschwert |
Deshalb wird
zur Zeit verstärkt an der Entwicklung und Umsetzung von Standards
für Geodaten gearbeitet. Solche Standards
gibt es für ganz unterschiedliche Bereiche (Semantik, Syntax, Metadaten,
Schnittstellen).
Hier seien nur
einige Beispiele
genannt.
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5.6 ATKIS und ALKIS als Geobasisdaten
Das Amtliche Topographisch-Kartografische Informationssystem ATKIS ist ein bundesweit in der Anwendung befindliches Geobasisdaten-System für digitale topographische Daten mit folgenden Charakteristika:
Bereits
in den 80er Jahren wurde bundesweit die Automatisierte Liegenschaftskarte
ALK entwickelt,
in der die Geometriedaten für das Liegenschaftskataster bei Erfassungsmaßstäben
von 1:500 und 1:1.000 mit Zentimeter-Genauigkeit erfasst sind. Parallel
wurde das Automatisierte Liegenschaftsbuch ALB
für die Sachdaten (z.B. Eigentümer der Liegenschaft) aufgebaut.
Beide Katastersysteme sind heute bundesweiter Standard bei den Vermessungs-
und Katasterämtern: Die Daten sind jedoch noch nicht vollständig
erfasst und die zur Erfassung, Verwaltung, Analyse und Visualisierung verwendeten
GIS (582K) sind sind von Kommune zu Kommune
unterschiedlich.
Informationstechnisch
sind ALK und ALB jedoch bereits veraltet: Eine integrierte Abfrage von
ALK und ALB ist nicht möglich; Das ALK-Datenmodell unterscheidet sich
von ATKIS-Datenmodell, so dass ein Datenaustausch nicht möglich ist;
Metadaten können in ALK und ALB nicht verwaltet werden.
Die Arbeitsgemeinschaft
der Vermessungsverwaltungen der Bundeesländer (AdV)
hat daher beschlossen, die bisherigen Komponenten ALK und ALB neu zu strukturieren
und in einem gemeinsamen Amtlichen Liegenschaftskataster-Informationssystem
ALKIS zu vereinen. Der neue ALKIS-Standard
bietet u.a. folgende Vorteile:
| J | ALKIS basiert auf einem mit ATKIS abgestimmten Datenmodell, so dass eine vertikale Integration über mehrere Maßstabsebenen hinweg möglich ist; so soll es z.B. möglich werden, ALKIS-Geometriedaten zur Aktualisierung der ATKIS-Geometriedaten zu verwenden. |
| J | Beachtung internationaler Normen, z.B. Beschreibung des Datenmodells in UML |
| J | Integrierter Zugriff auf Geometrie- und Sachdaten |
| J | Nutzerbezogenen Bestandsaktualisierung (NBA) der Daten mit einem Versionskonzept, bei dem alle Objekt-Änderungen gespeichert werden. |
An die Stelle der bisherigen
EDBS-Schnittstelle (die durch unterschiedliche Realsierungen in den Bundesländern
nicht mehr 'einheitlich' ist) tritt die neu konzipierte Normbasierte
Austauschschnittstelle NAS, die auf ISO-Standards (XML) entwickelt
wird.
Mit der Konvertierung von
ALK/ALB-Daten in das ALKIS-Modell bzw. Erfassung neuer ALKIS-Daten soll
in NRW im Jahr 2001 begonnen werden.
Digitale
Datenerfassung im Gelände mit GISPAD
GISPAD ist ein
digitales Datenerfassungssystem, das vom Institut für Geoinformatik
prototypisch entwickelt und von der con terra GmbH (Münster)
zur Praxisreife weiterentwickelt worden ist. Bei Kartierungen und Datenerfassungen
im Gelände ersetzt GISPAD die konventionellen Arbeitsmittel der Feldkarte
und des Feldtagebuches. Wesentliche Leistungsmerkmale von GISPAD sind:
Wasserwirtschaft
und Landwirtschaft im Stever-Gebiet
Im Auftrag des Ministeriums
für Umwelt, Raumordung und Landwirtschaft MURL NRW hat das Institut
für Geoinformatik digitale Daten für das Einzugsgebiet der Stever
erfaßt und mit Hilfe von GIS-Techniken analysiert, um das Gefährdungspotential
für das Oberflächenwasser durch landwirtschaftliche Einträge
von Nähr- und Schadstoffen abzuschätzen.
Da das Stever-Gebiet mit
den Halterner Stauseen als Trinkwasser-Gewinnungsgebiet für den nördlichen
Teil des Ruhrgebietes und das südliche Münsterland genutzt wird,
hat die Qualität des Rohwassers in den Fließgewässern des
Stevergebietes eine entscheidend wichtige Bedeutung.
Für das Teil-Einzugsgebiet
des Fleisenbaches sind einige vektor- und rasterbasierte Basisdaten
(44 K) im Maßstab 1:50.000 exemplarisch dargestellt. Eine besondere
Bedeutung für diese Untersuchung haben bodenphysikalische
Kennwerte (31K), wie zum Beispiel die Durchlässigkeit und die
nutzbare Feldkapazität.
Das
Datenzentrum Weser
Im Rahmen eines
vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten
Forschungsprojektes entwickelte das Institut für Geoinformatik gemeinsam
mit Arbeitsgruppen in München und Aachen das 'Datenzentrum Weser'.
Generelle Zielsetzung ist dabei die Unterstützung der Modellierung
globaler Klimaänderungen durch Verbesserung der hydrologischen Modellkomponenten.
Das Datenzentrum Weser stellt dazu digitale Basisdaten (hydrologisch-klimatologische
Meßreihen und Geodaten) über das Internet zur Verfügung.
Die Münsteraner
Arbeitsgruppe hatte zwei wesentliche Aufgaben:
| Œ | Bereitstellung von Geodaten für das Weser-Einzugsgebiet in unterschiedlichen räumlichen Auflösungen |
| Aufbau eines Web-basierten Metadaten-Informationssystems für Geodaten und Zeitreihendaten mit Recherche und Abruf der Daten über das Internet. |
Die folgende
Abbildung gibt einen Überblick
(12 K) über die im Datenzentrum Weser verfügbaren Geodaten.
DasDV-Gesamtkonzept(153 kB) beruht auf
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Interessante Internet - Adressen zu diesem Kapitel:
5. Digitale Erfassung von Geodaten
Die home page des Instituts für Geoinformatik bietet eine Kurzbeschreibung von Forschungsprojekten zur digitalen Datenerfassung: http://ifgi.uni-muenster.de
Das Heft 1 des Münsteraner Internet-Journals geoinformatik_online befaßt sich mit der 'Erfassung und Akquisition digitaler Umweltdaten': http://gio.uni-muenster.de
Einen umfassenden Überblick zu raumbezogenen Umweltdaten in Nordrhein-Westfalen erhalten Sie auf der home page des Landesumweltamtes NRW: http://www.lua.nrw.de/
Interessant ist auch ein Blick in den Umweltdaten-Katalog des Landes Niedersachsen: http://www.mu.uni-hannover.de/cgi-bin/WWW-UDK/umlenkung.sh/willkommen.sh
Seminar Skript "Data Sources for GIS" am Institut für Geography der Universität von Texas, Austin, USA: http://wwwhost.cc.utexas.edu/ftp/pub/grg/gcraft/notes/sources/sources_f.html
Das NCGIA (National Center
for Geographic Information and Analysis) "Core Curricula" für die
Geoinformatik:
http://www.ncgia.ucsb.edu/education/curricula/giscc/giscc.html
FREE access to the largest
GIS database on the Internet (laut Eigenwerbung):
http://www.gisdatadepot.com
5.1 Messung von Daten
?????
5.2 Erfassung von Daten
Seminar Skript "Global Positioning
System Overview" am Institut für Geography der Universität von
Texas, Austin, USA:
http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html
Umfangreiche Sammlung von Global Positioning System (GPS) Informationen am Center for Nondestructive Evaluation, Iowa State University: http://www.cnde.iastate.edu/gps.html
"What is GPS?" GPS-Informationen von der West Virginia Division of Environmental Protection, z.B. zur lokalen GPS Base Station und der Genauigkeit von Felddaten: http://192.243.139.248/gps/index.html
Homepage von Trimble Navigation Limited: http://www.trimble.com/
Projektbeschreibung: "CADCOS - Computer Aided Data Collection System", Institut für Geoinformatik, Universität Münster: http://ifgi.uni-muenster.de/3_projekte/cadcos/texte/cadcos.html
Online Skript: "Zugang zu Umweltinformationen - Rechtsgrundlagen" von F. Scholles, Institut für Landesplanung und Raumforschung, Universität Hannover: http://www.laum.uni-hannover.de/ilr/isv/Isv_Recht.htm
Online Skript: "Vermessung als Datenlieferant - ATKIS und ALK" von F. Scholles, Institut für Landesplanung und Raumforschung, Universität Hannover: http://www.laum.uni-hannover.de/ilr/isv/Isv_Verm.htm
Online Skript: "Daten der
amtlichen Statistik von F. Scholles, Institut für Landesplanung und
Raumforschung, Universität Hannover: http://www.laum.uni-hannover.de/ilr/isv/Isv_Stabis.htm
5.3 Metadaten für Geodaten
Homepage des "Federal Geographic Data Committee" (FGDC), USA: http://www.fgdc.gov/
Download site für den "FGDC Content Standard for Digital Geospatial Metadata -Version 2.0", Federal Geographic Data Committee , USA: http://www.fgdc.gov/Metadata/ContStan.html
Online Projektbeschreibung: "An Educational and Research Program in Support of Content Standards for Digital Geospatial Metadata" an der Universität von Wisconsin, Madison: http://www.lic.wisc.edu/metadata/metahome.htm
Seminar Skript "Metadata Primer -- A "How To" Guide on Metadata Implementation" an der Universität von Wisconsin - Madison: http://www.lic.wisc.edu/metadata/metaprim.htm
Interactive Website: Überprüfung von Metadaten nach dem FGDC-Standard (Metadata Validation Service) von P. Schweitzer (USGS): http://www-mel.nrlmry.navy.mil/mel-bin/meta-val
Online Skript: "A checklist for geodata purchases or acquisitions" von J. Ganter, Sandia National Laboratories: http://www.sandia.gov/GIS/tutrs/datachk.html
Online Skript: "Geospatial Support Staff Metadata Tutorial" vom Bureau of Land Management, Denver Federal Center, Denver, USA: http://www.blm.gov/gis/meta/barney/tut_met1.html
Online Diplomarbeit: "Konzeption, Entwurf und Umsetzung eines Metadatenmodells zur Interpretation und Verwaltung von Informationen mit geographischem Bezug" an der Fakultät für Informatik, Universität Karlsruhe: http://aragon.iitb.fhg.de/moss/publications/Diplomarbeit/Diplomarbeit.html
Online Artikel: "Fach-, raum- und zeitbezogene Katalogisierung und Recherche von Umweltinformationen auf dem Internet" präsentiert auf der Konferenz "Hypertext - Information Retrieval - Multimedia", 1997: http://ls1-www.informatik.uni-dortmund.de/HIM97/Konferenzband/Riekert/him97.htm
Online Script: "Grundzüge der Metadatenorganisation für GIS" by J. Strobl, Institut für Geographie der Universität Salzburg: http://www.sbg.ac.at/geo/agit/papers95/jstrobl.htm
Online Skript: "Meta-Informationssysteme" von F. Scholles, Institut für Landesplanung und Raumforschung, Universität Hannover: http://www.laum.uni-hannover.de/ilr/isv/Isv_Meta.htm
Projektinformation: "Metadata
/ Information about national and European digital map data - The GDDD -
Geographical Data Description Directory by MEGRIN: http://www.megrin.org/
5.4 Qualität der Geodaten
Online Skript: "Error, Accuracy, and Precision" am Institut für Geography der Universität von Texas, Austin, USA: http://wwwhost.cc.utexas.edu/ftp/pub/grg/gcraft/notes/error/error_f.html
Online Skript: "Managing Error" am Institut für Geography der Universität von Texas, Austin, USA: http://wwwhost.cc.utexas.edu/ftp/pub/grg/gcraft/notes/manerror/manerror_f.html
Online Paper: "Map Accuracy" - beschreibt die "U.S. National Map Accuracy Standards": http://www.usgs.gov/fact-sheets/map-accuracy/map-accuracy.html
Homepage der Arbeitsgruppe "Geo-Information Systems (GIS) and Theory of Errors" am Institut für Geodäsie and Photogrammetrie der ETH Zürich: http://www.gis.ethz.ch/
Online Paper: "Map Scales"
- bescheibt den Kartenmaßstab und hält Beispiele des USGS für
den Betrachter bereit: http://info.er.usgs.gov/fact-sheets/map-scales/index.html
5.5 Standardisierung von Geodaten
Hompage des Open GIS Consortiums, Inc.: http://www.opengis.org/
Online Skript: "Introduction to Interoperable Geoprocessing, Part I of the Open Geodata Interoperability Specification (OGIS)": http://www.opengis.org/guide/guide1.htm
Homepage des Projektes GISDATA
(Geographic Information Systems Data Integration and Data Base Design)
der European Science Foundation: http://www.shef.ac.uk/uni/academic/D-H/gis/gisdata.html
5.6 Beispiele aus der Praxis
Projektbeschreibung: "Metadateninformationssysteme
für das Internet", Institut für Geoinformatik, Universität
Münster:
http://ifgi.uni-muenster.de/3_projekte/bmbf-www/texte/seite1.html
Homepage vom "New York State GIS Clearinghouse" für raumbezogene Daten: http://www.ctg.albany.edu/gisny.html
Das "NOAA Environmental Services Data Directory" erlaubt eine weltweite Suche nach öffentlich verfügbaren umweltrelevanten Daten: http://www.esdim.noaa.gov/NOAA-Catalog/NOAA-Catalog.html
Interactive Website: "Spatial Metadata Interface" der West Virginia Division of Environmental Protection, Nitro, USA: http://192.243.139.248/metadata/index.html
FTP Site für US Geodata (DGMs, Landnutzung, etc) zusammengestellt durch U.S. Department of the Interior und U.S. Geological Survey: http://edcwww.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html
FTP site des "National Wetlands Inventory" für digitale Umweltdaten (USA): ftp://enterprise.nwi.fws.gov/dlgdata/
Homepage des NOAA / Climate Diagnostics Center mit El Nino bezogenen klimatologischen Daten zum herunterladen: http://www.pmel.noaa.gov/toga-tao/el-nino/climatology.html
Das "US Cartographic Data Archive" - eine Public Domain Sammlung von raumbezogenen Datensätzen, z.B. DEM, DLG und Tiger zum herunterladen: ftp://spectrum.xerox.com/pub/map/
Daten aus Montana, USA. Bereitgestellt durch das National Resource Information System der Montana State Library: http://nris.mt.gov/gis/mtmaps.html
Katalog über weltweit verfügbare Digitale Höhenmodelle von B. Gittings, University of Edinburgh: http://www.geo.ed.ac.uk/home/ded.html
Digital Chart of the World Daten Server bereitgestellt von den "Pennsylvania State University Libraries": http://www.maproom.psu.edu/dcw/
Beispieldaten vom Vermessungs-
und Katasteramt, Bochum: Online-Service: http://www.bochum.de/vermessungsamt/ver4.htm
