Softwarekomponenten, Architektur und Anwendungsbeispiele
für ein internetfähiges geographisches Informationssystem (WebGIS)

Dr. Gunther Schmidt, Dipl.-Umweltwiss. Christian Aden, Dipl.-Umweltwiss. Lukas Kleppin, Dipl.-Umweltwiss. Ingo Lünsmann

(Stand 09.08.2010)

Hier geht es direkt zum Maperserver des Lehrstuhls für Landschaftsökologie.

 

Zusammenfassung

In der 2005 gegründeten Arbeitsgruppe WebGIS finden sich interessierte Studenten und Dozenten zusammen, um sich über die neuesten Entwicklungen, Komponenten und Anwendungsgebiete von internet-basierten Informationssystemen auszutauschen. Verschiedene laufende Diplomarbeiten haben die Einspeisung von relevanten räumlichen Daten in ein solches WebGIS mit unterschiedlicher Schwerpunktsetzung zum Inhalt. In verschiedenen abgeschlossenen oder laufenden Forschungsvorhaben wurde/wird an der Implementierung einer solchen Anwendung gearbeitet, so dass es hierzu bereits einige Erfahrungen und Umsetzungen für die Einrichtung eines solchen Systems gibt. Als Softwarekomponenten sollen in erster Linie Open Source-Produkte Verwendung finden. Ziel soll schließlich der Aufbau eines Geodaten- und GIS-Servers sein, der dazu dient, (Geo)daten unterschiedlicher Forschungsgegenstände zu sichern, zu verwalten, zu verarbeiten und zu visualisieren.

Auf dieser Homepage sollen Literaturhinweise, Links und andere Informationen für den Aufbau eines solchen WebGIS zusammengetragen werden. Außerdem werden jeweils in Form von Protokollen und im Rahmen eines Forums der Fortschritt des Informationsaustauschs dokumentiert sowie Lösungswege für einzelne Fragen und Schwierigkeiten bei der Implementierung und Installation skizziert. Außerdem ergibt sich aus unserer Zusammenarbeit mglw. das eine oder andere Diplom-Thema, das wir dann entsprechend ausschreiben können.

Wir werden auf unserem ersten Treffen nach einer Einführung von Elvis und mir eine Themenliste von verschiedenen Software-Komponenten und Systemen zusammenstellen, die dann bei den folgenden 14-tg. Veranstaltungen jeweils von einem der Teilnehmer vorgestellt werden. So soll nach und nach das Verständnis über die Zusammenhänge und Bausteine des WebGIS aufgebaut werden, um schließlich auf unserem Server selbiges mit realen Inhalten zu füllen.

Anwendungsbeispiele

Web-fähige Informationssysteme halten mittlerweile verstärkt Einzug in die Natur- und Ingenieurswissenschaften. Dies schließt nicht nur solche Anwendungen ein, die dafür gedacht sind, in Forschungsverbünden mit großem Aufwand erhobene emprische Daten einem definierten wissenschaftlichen Nutzerkreis zur Verfügung zu stellen, sondern auch Architekten und Raumplaner, denen diese Plattform zur Visualisierung und Prozessierung vielfältiger raumbezogener Daten dient, um Entscheidungsprozesse z.B. in der gemeindlichen Bauplanung oder bei der Ausweisung von Schutzflächen transparaneter und effizienter zu gestalten. Hierfür muss beim Nutzer keine spezielle GIS-Software oder ein entsprechend tiefgreifendes Wissen in der Anwendung solcher Systeme vorhanden sein. Daneben finden WebGIS-Plattformen auch verstärkt Einsatz bei kommerziellen Nutzungen, z.B. bei der Verfügbarmachung und dem Online-Verkauf von speziell auf den jeweiligen Nutzer zugeschnittenen räumlichen Sachdaten. Ein dritter Aspekt stellt die Informationsverbreitung für bildungspolitische Zwecke sowie für die Öffentlichkeitsarbeit dar. Hierzu werden räumlich verortete Daten etwa zur Beschaffenheit des Grundwassers, dem Zustand der Wälder oder den langfristigen Folgen des Treibhauseffekts oder des Einsatzes von gentechnisch veränderten Organismen leicht verständlich aufbereitet, um sie als Lehrgegenstand in Bildungseinrichtungen zu vermitteln oder der Allgemeinheit vorstellen zu können. Schließlich spielen derartige Anwendungen auch eine wichtige Rolle bei der Umsetzung von gesetzlichen Berichtspflichten etwa im Zuge der EU-Wasserrahmenrichtlinie.

 

Beispielanwendungen für verschiedene WebGIS-Entwicklungen incl. Steckbriefen zu Anlass, Inhalten und weiterführenden Links finden sich auf dem Mapserver des Lehrstuhls für Landschaftsökologie.

 

System-Architektur

Grobdarstellung von Verbindungsmöglichkeiten der Software-Komponenten

Links

Allgemeines/Übergreifendes

FreeGIS.org : Linksammlung und Kurzbeschreibung zu freier GIS-Software und frei zugänglichen Geodaten initiiert von der Intevation GmbH .
Praxishandbuch WebGIS : Eine Dokumentation zu UMN Mapserver, PostGIS, AVeiN und Mapbender sowie deren 'Umfeld' und Nutzungsmöglichkeiten im Rahmen von Geodateninfrastrukturen (GDI).

Systemaufbau

Um erst einmal eine Umgebung für die Arbeit mit dem UMN Mapserver einzurichten, kann zum Beispiel 'xampp ' verwendet werden. 'xampp ' gibt es sowohl für Windows- als auch für Linux-Systeme. Neben dem HTTP-Server sind dort auch weitere Tools wie PHP, MySQL und phpMyAdmin enthalten.

UMN Mapserver

Hier findet sich die Dokumentation von Ingo Lünsmann und Christian Aden zum praktischen Arbeiten mit dem Mapserver.
Hier das Tutorial zur Programmierrunde von Christian Aden

- Die Hauptseite mit viel Dokumentation rund um den Kartenserver. Es lohnt sich, hier mal ein Stündchen rumzustöbern, um sich einen Überblick zu verschaffen, bevor man in spezielle Themengebiete vorrückt.
- ms4w : Für die Installation der Mapserverumgebung auf dem Windows-Rechner. Zusätzlich sind dort noch weitere nützliche Tools zum Download vorhanden.
- Maplab : Eine 'Entwicklungsumgebung' zur Erstellung von WebMapping-Anwendungen auf Basis des UMN-Mapservers.
- Chameleon : Eine weitere 'Entwicklungsumgebung' (ausgefeiltere Weiterentwicklung von Maplab)
- Mapbender : Als GUI für WebGIS-Anwendungen mit vielen Funktionen!

Umweltinformationssysteme online

- Umweltatlas des LANU Schleswig-Holstein : Basis ist der UMN Mapserver
- Umweltatlas Berlin
- Umweltatlas Hessen
- Umweltatlas Rheinland-Pfalz
- Bundesweite, aktuelle Immissionsdaten online (Umweltbundesamt)
- Nationalatlas der USA
- Planetary GIS Web Server PIGWAD des US Geological Survey

PostgreSQL/PostGIS/GEOS

Die Hauptseite : Unter der Rubrik 'Docs' findet sich viele Dokumente für das post-relationale DBMS. Zu Beginn ist es sicher sinnvoll, das Tutorial, den Users Guide sowie den Administrators Guide zu studieren.
Hier befindet sich noch ein Online-Book.
PHPPGAdmin : ein HTML-PHP-Tool zur DB-Adminstration mittels eines Browsers.
PGAdmin : Ein Java-Client zur Administration von PostgreSQL.
Eine Dokumentationseite zu Projekten, die in Beziehung zu PostgreSQL stehen.
Spezifika in Bezug auf Windows und PostgreSQL (mit Installationsanleitung).

Die PostGIS-Hauptseite : Neben Downloads findet sich hier die Dokumentation zu der räumlichen Erweiterung von PostgreSQL.
GEOS-Hauptseite : Die Geometry Engine Open Source. Eine C++ Implementierung der Java Topology Suite (JTS), in der die Simple Features Specification for SQL des Open Geospatial Consortium umgesetzt ist.
e00Pg : Ein Tool zur Überführung von ESRI coverages (E00-Format) in PostgreSQL/PostGIS.

GRASS

Die Homepage des GIS-Monolithen.
Online Grass-Kurs
Die Referenz (in alter Version)
Das FreeGIS-Tutorial (zu großen Teilen GRASS)

Online-Fragebogen

- PHP-Surveyor : Freies und bei uns bereits installiertes Online-Fragebogen-Tool
- OpenSurvey Pilot : Ebenfalls freies Fragebogentool mit einigen Macken.

Kommunikationsplattformen

- WebGenesis : Eine Web-Plattform des Fraunhofer Instituts Informations- und Datenverarbeitung (IITB) zur web-basierten Kommunikation und zum Datenaustausch in Forschungsverbünden.

HTML

- Self-HTML : Das Tutorial und Nachschlagewerk zu HTML sowie verwandten Themen schlechthin.
- Phase 5 : Der HTML-Editor für Windows, den uns Thorsten vorstellte.
- Phase 5 - Tutorial
- NVU - Ein neues Web-Authoring-System
- Amaya : Noch ein viel genutzer HTML-Editor (läuft sowohl auf Linux als auch Windows).
- Und last but not least der sympatische Bluefish für Linux

PHP und MySQL

- PHP-Module : Verschiedene PHP-Versionen.
- SELF-PHP : Das aktuelle Tutorial und Nachschlagewerk zu PHP.
- MySQL : Hier gibt es MySQL in der Version 5.0 zum Download.
- PHP und MySQL : Ein Online-Tutorial zu PHP und MySQL, auch zum Download.

LaTex

- Tex4U : Guter Überblick und viele Links rund um LaTex. Für Anfänger ist unter der Rubrik Literatur vor allem interessant: die beiden .pdf-Dokumente von Manuela Jürgens (3. und 4. Link von oben) sowie das Dokument 'Diplomarbeit mit LaTex' von Tobias Erbsland (der letze Link).

Weiterhin finden sich hier auch die Links für Miktex und TexnicCenter. (Diese Homepage wird übrigens von einem Vechtaer Studenten verwaltet.)

- DANTE e.V. : Die Deutschsprachige Anwendervereinigung Tex e.V.
- LyX : Der Dokument-Prozessor, den man als "LaTex-Entwicklungsumgebung" nutzen kann. Ist für Linux konzipiert, läuft aber auch auf Windows, allerdings nicht nativ, sondern in der Cygwin-Umgebung mit X-Server.
- Kile : Noch eine LaTeX-IDE (Integrated Development Environment), die aber meines Wissens nicht auf Windows lauffähig ist (Vielleicht geht es aber auch mittels Cygwin :)).
- Gleichzeitiges Publizieren in HTML und LaTex : Hier werden auch viele Konvertierungstools und ihre Verwendung erläutert.

Tipp: Es existieren auch LaTex-Bücher in der Bibliothek. Ich empfehle das Buch von Michel Goossens et al. (1998/2002): Der LaTeX-Begleiter (die 98er Ausgabe ist ausleihbar).

 

AVEIN

- Homepage des Anbieters von AVEIN: "Die Mapserver-Erweiterung für ArcView GIS", Downloads und Dokumentationen

 

Geostatistik

Die beste Referenz zum Thema Geostatistik incl. Software findet sich auf der Seite der AI-Geostats -Gemeinde.

Ein Programm zur Verarbeitung auch von unscharfen Informationen bietet Frank Bartels mit seinem Programm FUZZEKS .

Hier die Dokumentation von Olaf Rocklage und Stephan Finkbeiner zur Verwendung des ArcGIS Geost. Analyst

 

Daten/Dateien

- GRASS GIS 5.7. GDF Schulungsunterlagen

- Praxishandbuch WebGIS