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Auteur Peter Staub |
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Über das Potenzial und die Grenzen der semantischen Interoperabilität von Geodaten / Peter Staub (2009)
Titre : Über das Potenzial und die Grenzen der semantischen Interoperabilität von Geodaten : ein operationelles Verfahren zur Nutzung verteilter Systeme in Geodaten-Infrastrukturen Titre original : [Sur le potentiel et les limites de l'interopérabilité sémantique des données spatiales : un procédé opérationnel pour l'utilisation des systèmes distribués dans l'infrastructure de données géographiques] Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Peter Staub, Auteur Editeur : Zurich : Institut für Geodäsie und Photogrammetrie IGP - ETH Année de publication : 2009 Collection : IGP Mitteilungen, ISSN 0252-9335 num. 102 Importance : 238 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-906467-83-2 Note générale : Bibliographie Langues : Allemand (ger) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Infrastructure de données
[Termes IGN] base de données répartie
[Termes IGN] données hétérogènes
[Termes IGN] géoportail
[Termes IGN] infrastructure européenne de données localisées
[Termes IGN] infrastructure nationale des données localisées
[Termes IGN] interopérabilité sémantique
[Termes IGN] partage de données localisées
[Termes IGN] Web Feature ServiceRésumé : (Auteur) Interoperability is a key concept concerning the handling of spatial data. Existing geodata are captured, analysed, and administrated in various distributed systems. It is not reasonable to capture new datasets for every application. In fact, the use of existing datasets must be possible in a shared way. The need for sharing heterogeneous and distributed data is particularly demonstrated in active developments towards Spatial Data Infrastructures (SDI) as well as Geo-Portals in the internet. First, sharing of heterogeneous data in the context of cross-border SDI leads to new knowledge, and second, additional benefit can be achieved.
Data-sharing can be realised by applying interoperability methods. In order to reach this goal, a number of approaches, that are partially based on each other, are at hand. The spectrum reaches from file-based data-sharing to data-sharing using Geo-Webservices and standard transfer formats, and finally to model-based data-transfer with conceptual datamodels. Transfer formats can be derived automatically from conceptual datamodels. The deployment of standard formats and protocols for webservices offers a solution for only one aspect of the problem concerning interoperability. In order to be able to tap the full potential of geodata-sharing, model information concerning the desired datasets must be accessible.
The presented dissertation contributes to the realisation of semantic interoperability towards the sharing of distributed, heterogeneous geodata. Furthermore, the potential and the limitations of the method are assessed in the context of a prototype implementation and also based on practical transformation examples. Current developments in the field of SDI ask for semantic interoperability besides syntactic interoperability for data exchange. Thereby, datasets have to be integrated into an SDI what presupposes structural changes on the level of data models. From the data-use viewpoint, a number of preconditions are needed: (1) data modeling based on clearly defined conceptual schema languages, (2) semantic model transformation on the conceptual level including automatic data transformation, (3) unambiguous encoding rules and (4) standard interfaces or services for data exchange. Appropriate standards provide a fundament thereto.
The developed approach provides a model-driven Web Feature Service with semantic transformation. This combination brings out a unique feature of the presented research project. Both the concept and the implementation are based on the following three main components :
1- Extension of the OGC WFS communication protocol in order to allow for the transfer of model information and to execute semantic model transformations.
2- Development of UMLT, a conceptual language for the definition of mapping rules within transformation models.
3- Implementation of the concept in a fully functional prototype application. Appliance of the model transformation for data-sharing in the Lake Constance region.
This approach allows for semantic interoperability and the use of well-established methods for data exchange at the same time. The evaluation of the results shows that a solution for the realisation of interoperability in the context of SDI is realised. Our solution features advantages compared to format- or schema-based approaches. As a matter of fact, the above mentioned preconditions are mandatory in order to achieve semantic interoperability.
Further analysis of the concepts concerning semantic interoperability leads to the limitations of the methodology. As a result, one can distinguish between conceptual, technical, and practical characteristics of those limitations. This includes insufficient meta-interoperability, non-bijectivity of model mappings, different encoding rules, incompleteness of destination model coverage by source models and functional/specialist barriers.
The discussion of existing approaches in the field of ontologies shows that the implemented model-driven approach can be classified in an "ontology spectrum" along with other ontology-based concepts.Note de contenu : 1. Einleitung
1.1. Hintergrund, Einordnung
1.2. Motivation, Problemstellung
1.3. Zielsetzung und Hypothese
1.4. Struktur der Dissertation
2 Konzepte der Datenmodellierung und der Interoperabilitat
2.1. Semantik und Datenmodellierung
2.1.1 Der modellbasierte Ansatz
2.1.2. Formalismen - Datenbeschreibungssprachen
2.1.3. Profile
2.1.4. Fachliche Sicht
2.2. Interoperabilitat - eine Begriffsklarung
2.2.1. Allgemeines
2.2.2 Interoperabilitat im Sinne der INSPIRE-Richtlinie
2.2.3 Syntaktische und semantische Interoperabilitat
2.3. Einordnung im Ontologie-Spektrum
2.4. Die semantische Modelltransformation
2.5. Stand der Technik in Forschung und Entwicklung
2.5.1 Forschungstatigkeiten
2.5.2 Projekte
2.5.3 Defizite und Forschungsbedarf
3 Normen und Standards
3.1. Standard oder Norm?
3.1.1 Begrifniches
3.1.2. Bedeutung von Standard-Schnittstellen fur die Interoperabilitat
3.2. Normungs- und Standardisierungsgremien
3.2.1. Object Management Group (OMG)
3.2.2 Open Geospatial Consortium (OGC)
3.2.3. Internationale Normung: ISO/TC 211
3.3. Systematik von Normen und Standards
3.4. Erlauterungen zu einzelnen Normen und Standards
3.4.1 Architektur- und Metamodell-Standards
3.4.2 Modelliemngs-Normen
3.4.3 Normen und Standards zu Kodierung und Transfer
3.4.4 Normen und Standards zu Services
4 Geodaten-lnfrastrukturen
4.1. Nutzung verteilter Systeme
4.1.1 Integration in ein zentrales System
4.1.2. Interoperabilitat mittels Webservices
4.1.3. Schaffung einer Geodaten-Infrastruktur
4.2. Zweck und Aufbau von Geodaten-lnfrastrukturen
4.2..1. Charakteristika einer GDI
4.2.2. Bedeutung der Interoperabilitat fiir GDI
4.3. Nationale Geodaten-Infrastruktur der Schweiz
4.3.1. Das Geoinformationsgesetz der Schweiz
4.3.2. Das Programm e-geoch '
4.3.3. NGDI des Bundes
4.4. Nationale Geodaten-lnfrastrukturen - Beispiele
4.4..1. Deutschland: GDI-DE
4.4.2. Osterreich: geolandat
4.4.3. Spanien: Infraestructura de Datos Espaciales de Espaiia
4.4.4 Aussereuropaische Beispiele
4.5. Internationale Geodaten-lnfrastrukturen
4.5.1 INSPIRE
4.5.2 HUMBOLDT
4.5.3 ORCHESTRA
5 Der modellbasierte WFS mit semantischer Transformation
5.1. Modellbasierter Ansatz fur den Web-Zugriff auf verteilte Geodaten ,
5.1.1 Projektorganisation
5.1.2. Ausgangslage
5.1.3. Projekt-Testgebiet
5.1.4. Kombination der bestehenden Ansatze; Vergleich der Datemnodelle
5.2. Entwicklung des modellbasierten WFS mit semantischer Transformation
5.2.1. Realisierungskonzept
5.2.2. Protokoll-Erweiterungen
5.3 UMLT: ein konzeptioneller Formalismus fur semantische Transformationen
5.3.1. Entwicklung der Sprache UMLT
5.3.2. Das UMLT-Metamodell
5.3.3. Textuelle Notation: UMLT HUTN
5.3.4. Grafische Darstellung mit Aktivitatsdiagrammen
5.4 Prototypische Implementierung
5.4.1. System-Architektur
5.4.2. Nutzung des Prototypen
5.4.3. Behandlung von Identifikatoren und Assoziationen
5.4.4. Parser fiir Modellinformationen
6 Anwendungen der semantischen Transformation
6.1 Praktische Hinweise fiir semantische Transformationen mit UMLT
6.2 Prototyp-Anwendung im Forschungsprojekt
6.2.1. Quellmodelle: GG2.5. und AAA
6.2.2. Zielmodell: EuroSpecFC ? Administrative Boundaries
6.2.3. Transformationsmodelle - UMLT-Aktivitatsdiagramme
6.2.4. Bewertung der Prototyp-Anwendung
6.3 Anwendung INSPIRE Data Specification: Schutzgebiete
6.3.1. Quellmodell: Schutzgebiete aus AAA
6.3.2. Zielmodell: INSPIRE Data Specification, Protected Areas
6.3.3. Transformationsmodell AAA-INSPIRE Data Specification
6.4 Anwendung Verkehrsmonitoring
7 Diskussion der gewonnenen Erkenntnisse, Empfehlungen
7.1 Erkenntnisse aus der Forschungsarbeit
7.1.1 Modelltransformation vs Strukturumbau auf Formatebene
7.1.2. Zwang zur klaren Profilierung
7.1.3. Nutzen des mdWFS mit semantischer Transformation
7.2 Bedeutung aus Sicht der GDI-Entwicklungen
7.3 Aspekte der Normung und der Standardisierung
7.4 Zum Potenzial semantischer Interoperabilitat
7.4.1. Potenzial des entwickelten Ansatzes
7.4.2. Empfehlungen fiir die Realisierung semantischer Interoperabilitat
8 Grenzen der semantischen Interoperabilitat
8.1 Profile, Interoperabilitat und Datentransformation
8.2 Konsequenzen fiir die semantische Interoperabilitat
8.3 Grenzen der semantischen Interoperabilitat
8.4 Briickenschlag zu ontologiebasierten Ansatzen
9 Fazit und Ausblick
9.1 Zusammenfassung der Resultate
9.2 Implikationen, Ubertragbarkeit
9.3 AusblickNuméro de notice : 15461 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Thèse étrangère En ligne : http://dx.doi.org/10.3929/ethz-a-005771468 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62727 Réservation
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