UMN Buchvorstellung
Einleitung
Diese Zusammenfassung zeigt einen Ausschnitt der Inhalte des Handbuches Web GIS mit dem UMN MapServer. Das Buch versteht sich nicht als Nachschlagwerk oder als vollständige Bedienungsanleitung des UMN MapServer (hier verweisen wir auf die Online Dokumentation, die demnächst um einen deutschen Bereich erweitert wird), sondern als Leitfaden und Sammlung von Informationen zu UMN MapServer im geplanten Einsatz in heterogenen GIS Infrastrukturen.
von der Architektur --> zur Karte
Einsatz von Open Source und Freie Software in der öffentlichen Verwaltung
In vielen öffentlichen Verwaltungen wird bereits Open Source-Software eingesetzt, nur weiß das keiner. Wir beziehen uns in diesem Abschnitt auf die deutsche öffentliche Verwaltung, mit einigen Beispielen aus Österreich und der Schweiz. In den USA ist der Einsatz von Freie Software Projekten in der öffentlichen Verwaltung schon etwa länger gebräuchlich. Der Einsatz von Open Source-Software wird oft lediglich auf wenige medienwirksam in Szene gesetzte "Schaukämpfe" zwischen großen Herstellern reduziert wahrgenommen, allen voran die sattsam bekannte Windows versus LINUX Diskussion.
In diesem Kapitel werden hingegen zunächst die grundsätzlichen Konzepte "Freie Software" und "Open Source" vorgestellt. Darauf aufbauend werden die Probleme und Hindernisse bei der Anwendung dieses Software Konzepts in der öffentlichen Verwaltung identifiziert und bearbeitet.
In einer Link-Liste im Anhang und auf einer gerade entstehenden Webseite: des Geo-Consortiums http://www.geo-consortium.de finden sich Beispiele von öffentlichen Verwaltungen, die bereits Freie Software einsetzen. Das Verzeichnis mit Wissens- und Know-How Seiten sowie eine Liste mit Dienstleistern rund um das Thema Open Source und Freie Software im Anhang erleichtert die Suche nach weiteren Informationen und Kompetenz.
Einführung in WebGIS und MapServer / leichte Demo auf Windows
GIS-Applikationen im Inter- oder Intranet - kurz WebGIS - machen Informationen für eine große Zahl von Anwendern zugänglich, sind Plattform-unabhängig und erfordern auf der Clientseite keine proprietäre GIS-Software - zur Anzeige der GIS-Anwendungen ist lediglich ein Internet-Browser erforderlich. Schon diese drei Aspekte verdeutlichen das immense Potential von WebGIS-Anwendungen.
Das Kapitel vermittelt einen Einblick in Konzept und Technologie, die sich hinter dem Begriff WebGIS verbergen und erklärt, an welcher Stelle der UMN "Kartenserver" in der Architektur einzuordnen ist.
Es wird ein kurzer Überblick über Funktionsweise und Funktionsumfang des UMN MapServers gegeben, veranschaulicht durch beispielhafte Links zu einigen UMN MapServer-Applikationen der weltweiten Anwender-gemeinde.
Das sich anschließende "Quick-Start-Tutorial" zeigt Schritt für Schritt anhand eines Demoprojektes, wie eine einfache UMN MapServer-Applikation unter Windows eingerichtet werden kann.
Vergleich des UMN MS mit anderen kommerziellen und freien IMS Lösungen
Auf dem GIS-Markt ist inzwischen eine große Menge von Mapservern verfügbar, die einen ähnlichen Funktionsumfang wie der UMN MapServer besitzen. Dies sind zum Einen die Produkte, die von diversen GIS-Herstellern auf Basis herkömmlicher lizenzrechtlicher Bedingungen zur Verfügung gestellt werden und zum anderen der Mapserver des Projektes deegree der Fa. lat/lon, das ebenfalls Freie Software ist. Ohne sich in den technischen Details zu verlieren werden kurz die gängigsten proprietären Mapserver vorgestellt (ESRIs ArcIMS, Autodesk MapGuide, Intergraph Geomedia) und ein genauerer Vergleich zum deegree WMS durchgeführt. Ziel dieses Vergleiches ist es nicht, die "bessere" oder "schlechtere" Software zu identifizieren, sondern grundlegende Fakten zu vermitteln, um eine objektive Produktentscheidung zu unterstützen und vor allem jene Felder zu identifizieren, in denen UMN MapServer als die empfehlenswerte Lösung erscheint.
Das Prinzip des UMN MS (Geodaten, MAP-Datei, Templates, Queries etc.)
In diesem Kapitel wird der UMN MapServer in seiner Funktion als CGI Anwendung beschrieben und die Funktionsweisen innerhalb der direkten Umgebung (WebServer, HTTP, CGI, etc.) vorgestellt. Weiterhin werden die Grundkomponenten des Mapservers vom Geodatenzugriff über die MAP-Datei bis hin zu Templates beschrieben. Es folgt eine Erläuterung der wichtigsten Sektionen der MAP-Datei anhand einer Beispieldatei, die auf der CD mitgeliefert wird. Eine fertig implementierte funktionale Anwendung wird ebenfalls vorgestellt und im Source Code bereitgestellt, so dass der Leser selbst Änderungen durchführen kann. Ein weiterer Abschnitt wird sich mit Aspekten des HTML Client, UMN MapServer Tags auseinandersetzen und detaillierter auf zwei Template-Kategorien eingehen: Query-Template mit den Möglichkeiten Abfrageergebnisse zu präsentieren - und Legenden-Template, HTML Legenden zu integrieren.
Das schnelle Erstellen einfacher Karten
Neben der Beschreibung der manuellen Konfiguration des UMN MapServer werden beispielhaft einige Softwaretools vorgestellt mit deren Hilfe Karten mit UMN MapServer Netz ins gebracht werden können. Hier finden sich das Produkt MapLab der Fa. DM Solutions, die MapServer Workbench und AveiN!, die freie UMN MapServer Erweiterung für ArcView der Fa. terrestris Mit AveiN! können GIS-Karten schnell und einfach im Intra- oder Internet veröffentlicht werden. Diese ArcView GIS©-Erweiterung dient als interaktive Schnittstelle zwischen ArcView GIS© und dem UMN MapServer. Sie erstellt die erforderlichen Dateien, um ArcView Karten in Verbindung mit dem UMN MapServer sowie dem ebenfalls frei verfügbaren Apache WebServer zu einer vollständigen WebGIS-Anwendung zusammenzusetzen. Alle Systemkonfigurationen sind über Dialogfenster so vereinfacht worden, dass praktisch keinerlei Vorwissen für die Erstellung einer Anwendung mit UMN MapServer erforderlich ist!
OGC und WMS Basis Know How
Die durch das Open GIS Consortium (OGC) spezifizierten Schnittstellen versprechen den reibungslosen Austausch von Geodaten und Zugriff auf standardisierte Dienste zwischen verschiedenen Systemen, die sowohl frei als auch kommerziell sein können. Der UMN MapServer unterstützt den Standard WMS sowohl als Server als auch als Client.
In diesem Kapitel wird eine Einführung in die Ziele und Konzepte des OGC gegeben und anhand der WMS-Spezifikation vertieft. Die Funktionsweise und Mindestanforderungen an einen OGC WMS werden detailliert erläutert und das neu durch das OGC ins Leben gerufene Programm zur Entwicklung von Konformitätstests, CITE (Conformance & Interoperability Testing Initiative) kurz vorgestellt.
OGC Dienstarchitektur Diagramm
UMN als WMS
Der UMN MapServer verfügt über eine Schnittstelle, welche die OGC Spezifikation WMS 1.1.0 implementiert. Im ersten Teil wird kurz beleuchtet, welche Anforderungen die OGC Spezifikation (Theorie siehe Kapitel: OGC und WMS Basis Know How) konkret an eine Software Architektur stellt und erklärt warum bzw. welche zusätzlichen Komponenten bei der Kompilierung und Installation eingebunden werden müssen. Zusätzlich werden Hinweise für die Fehlersuche auf unterschiedlichen Ebenen gegeben. Der Einsatz von Web Technologie erfordert Basis Know How von Betriebssystem bis Datenbank. Darin unterscheidet sich der UMN MapServer nicht von den kommerziellen Web GIS Anwendungen. Im zweiten Teil wird beschrieben, welche Einträge in der MAP Konfigurationsdatei vorgenommen werden müssen, um den UMN als WMS Dienst ansprechen zu können. Beispielhaft wird die richtige Syntax für die einzelnen WMS Requests aufgezeigt, über die auch Ebenen anderer WMS konformer Kartenserver in die MapServer-Applikation eingebunden werden können.
MapBender und UMN
Neben den Clients, die im direkten Umfeld von UMN MapServer entstanden sind und eingesetzt werden, gibt es eine Vielzahl von kommerziellen und auch freien WMS kompatiblen Clients. Die meisten Produkte beschränken sich jedoch auf die Anzeige von Karten und die Bereitstellung von Navigationswerkzeugen.
Der Einsatz von Kartenservern in der öffentlichen Verwaltung erfordert eine Benutzerverwaltung, welche die Kartenservices kapselt. Des weiteren ist es erforderlich, alle Kartenwerke zu verwalten.
Am Beispiel der WMS kompatiblen Client-Software Mapbender wird der Einsatz eines erweiterten Produktes beschrieben, dass Lösungen für diese Fragestellungen bereitstellt. Mapbender wird von der Fa. CCGIS als Freie Software Projekt betrieben und ist über die GNU Public License lizenziert.
Mapbender bietet ein offenes Benutzer-, Rechte- und Projektverwaltungs-Datenmodell sowie Konfigurations- und Administrationsoberflächen für die Bedienung. Neben komfortablerem Einstieg in die Kartenwerke können über die Rechteverwaltung zusätzliche Standard-Module integriert werden. Dazu zählen interaktive Streckenmessungen, hochqualitativer, maßstabsgerechtet Druck, Editieren von Shape Dateien oder PostGIS Datenbanken.
individuelle Anpassung auf Basis der Skriptsprache PHP. Zusammen mit der im UMN integrierten Extension "MapScript" bietet sich hier eine ideale Schnittstelle zwischen Clientsoftware und UMN-Mapserver.
Sachdatenanbindung an den UMN Mapserver
Die Anbindung von Sachdaten erhöht den Nutzen von Geoinformationssystemen erheblich. Umfangreiche Datenbestände, wie sie bereits in relationalen Datenbankmanagementsystemen (RDBMS) vorgehalten werden, liefern die Inhalte, die GIS zu leistungsstarken Informationssystemen machen. Hier werden verschiedenen Möglichkeiten der Sachdatenhaltung und -nutzung mit dem UMN Mapserver vorgestellt.
Die Fa. KARTA.GO zeigt die Umsetzung dieser Möglichkeiten mit dem Produkt karta.connect.
Neben einer kurzen Darstellung der Sachdatenhaltung in Geodatenformaten (z.B. als Attributdaten von Shapefiles oder PostGIS-Layern) liegt der Schwerpunkt auf der Sachdatenhaltung in RDBMS.
Nach einer Einführung in das Prinzip der Datenhaltung mit RDBMS werden die notwendigen Voraussetzungen zur Datenanbindung an den UMN MapServer beschrieben.
Anhand eines einfachen Beispiels mit einer MySQL-Datenbank werden sowohl die Mapserverseitigen Konfigurationen und die Voraussetzungen seitens des Systems als auch die konkrete Umsetzung erläutert. Die Fa. KARTA.GO zeigt die Umsetzung dieser Möglichkeiten mit dem Produkt karta.connect.
Ein Anhang mit Scriptbeispielen rundet dieses Kapitel ab und verweist in den Online Bereich.
Kommerzielle Lösungen mit UMN Mapserver
Kommerzielle GIS Software Anbieter und Dienstleister nutzen UMN MapServer inzwischen in umfangreichen Architekturen und Projektlösungen.
Die Fa. Infraplan bietet beispielsweise eine browserbasierte ALK/ ALB Auskunft für den UMN MapServer an. Diese Lösung bietet:
dem Nutzer eine sehr schnelle Einarbeitung,
keinen Installationsaufwand an den Auskunfts-arbeitsplätzen,
einen sehr performanten Kartendienst durch den Einsatz der UMN MapServer Technologie und
auch als PDF-Datei lokal zwischengespeichert und
Auszüge aus der ALK können auch als Shape-Datei vom Browser-Nutzer heruntergeladen werden.
Praxisbeispiele mit Schwerpunkt auf kommunalen und vernetzten Lösungen
In diesem Kapitel werden einige Beispiele zum Einsatz der Software in heterogenen Netzen beschrieben. Links auf die Dienste und Erläuterungen zu den Funktionen und Techniken zeigen den Einsatz der online Systeme.
Beispiele veranschaulichen das Spektrum der Anwendungen:
-
Die Stadtwerke Bonn setzen für das Einsatzleitstellensystem
Disponent-VX den UMN MapServer als Kartenserver ein. Die
Client-Applikation ist eine Entwicklung auf Basis der Freien Software
Mapbender und nutzt verteilte WMS Server
unterschiedlicher Hersteller als Datenquellen. -
Im Kreis Groß-Gerau wird die Intranet-Lösung
Grundstücksinformationssystem" mit UMN MapServer implementiert. -
Der Kreis Offenbach setzt für sein "Bürger GIS" den
UMN MapServer ein. http://buergergis.kreis-offenbach.de -
In der Stadt Bonn werden Teile des Kartenangebotes mit Hilfe
des UMN MapServer als WMS Server implementiert.
Fazit (Nutzen, Effizienz, Kosten, Alternativen etc.)
Der Nutzen der freien Software UMN MapServer ist gleichzusetzen mit dem Nutzen jedes kommerziellen Kartenservers.
Die Effizienz von UMN MapServer als leistungsstarker Kartenlieferant ist sehr hoch.
Die Einführung von UMN MapServer ist nicht kostenfrei, aber es entstehen keine Lizenzkosten, die an einen unbekannten Hersteller für unbekannte Zwecke abgetreten werden müssen. Die Kosten entstehen durch den Lernaufwand, der durch die Administratoren des Systems betrieben werden muss und durch die Auseinandersetzung mit anderen Bestandteilen der Gesamtarchitektur.
Es gibt eine Vielzahl von Alternativen zu UMN MapServer, auch Freie Software und Open Source Projekte. Wenn der OGC WMS Standard eingehalten wird kann z.B. ein UMN MapServer sofort "gleichberechtigt" mit einem deegree WMS in heterogenen Architekturen eingesetzt werden.
Die weitere Entwicklung von allen freien Lösungen hängt davon ab wie stark und in welchen Bereichen sich die Nutzer engagieren. Davon hängt ab in welchem Maße die Software weiterentwickelt und erweitert wird. Langfristig wird sich das bessere Produkt, bzw. besser noch - eine sinnvolle Kombination der einzelnen Komponenten durchsetzen.
Impressum
Das Handbuch Web GIS mit dem UMN MapServer wird in enger Zusammenarbeit der folgenden Firmen veröffentlicht:
- CCGIS Christl & Stamm GbR http://www.ccgis.de
- Infraplan Syscon GmbH http://www.infraplan.de
- lat/lon Fitzke / Fretter / Poth GbR http://www.latlon.de
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KARTA.GO Gesellschaft für raumbezogenes
Informationsmanagement mbH http://www.kartago.de - terrestris Paulsen & Adams GbR http://www.terrestris.de