Kommunale Software und Dienstleistung für Deutschland,Österreich und die Schweiz

Vortrag zum Fachseminar 'Grünflächeninformationssysteme' am 26./27. Februar 1998 in Hannover

Ein offenes verteiltes GIS- die Fachkomponente InfraGrün (Grünmanagementsystem) - Praxisnahe Aufgabenunterstützung für das Grünflächenamt auf der Basis von Komponentensoftware

Dipl. Ing. Jürgen Rehatschek

Geschäftsführer der Firma GLOBUS-Informationssysteme GmbH

1. Einführung

Die Firma GLOBUS  Informationssysteme wurde 1996 von qualifizierten und berufserfahrenen Softwarespezialisten und Dienstleistern aus dem GIS-Bereich gegründet. Ziel der Firma ist die Erstellung und Verbreitung von GIS-Fachschalen für die technischen Ämter in den Kommunen.

Die Firma vertreibt vorrangig ihr eigenes Produkt InfraGrün, sowie Schnittstellen zur Anbindung dieses Produktes an vorhandene GIS-Umgebungen sowie nachgelagerte Aus- und Bewertungsprogramme.

Bild 1  Leistungsbild der Firma GLOBUS-Informationssysteme

Die Firma GLOBUS  Informationssysteme bietet zusätzlich zur Software auch Datendienstleistungen an. Hierbei liegt der Schwerpunkt in der Bereitstellung von Technologien zum Erstaufbau und zur Datenpflege für GIS- Systeme sowie in der Beratung und Schulung zu GIS.

Bild 2  Marktanteile der GIS-Softwareanbieter

Die Firma Intergraph ist der weltweit führende GIS-Hard- und Softwareanbieter. 52 Niederlassungen weltweit und 300 Mitarbeiter allein in Deutschland zeigen die aktuelle Präsenz der mittlerweile 28 Jahre bestehenden Firma Intergraph. In den letzten 7 Jahren wurde von 8000 Mitarbeitern weltweit ein Umsatz von über 1 Milliarde US-Dollar erwirtschaftet.  

2. Grundlagen unseres GIS-Konzeptes

Bild 3  Struktur eines offenen GIS

Für uns ist ein GIS kein starres, durch ein Produkt oder einen Softwarehersteller dominiertes System, sondern eine für die Fachaufgaben sorgfältig ausgewählte Sammlung von GIS-Fach-Komponenten, die auf der Basis von Standardschnittstellen kommunizieren und ihre Daten in GIS-tauglichen Datenbanksystemen (Datenservern) ablegen. Grundlage für ein so strukturiertes GIS ist das Betriebssystem Windows NT/95 und das Komponenten-Objekt-Modell von Microsoft (OLE Office) / Intergraph (OLE D&M/GIS).

Unsere Firma verfolgt bewußt diesen, in der Theorie der Softwareentwicklung zwar nicht neuen, jedoch jetzt erstmals auch praktisch umsetzbaren Weg, um den Fachämtern die Entscheidung über die Auswahl der für sie am besten geeigneten GIS-Komponenten zu ermöglichen, ohne dabei die Verfügbarkeit der Ergebnisse oder auch der Daten aus diesen Komponenten für andere Ämter zu gefährden.

Dieser Weg hat für beide Seiten, Stadt und Firma, wesentliche Vorteile:

-Die Stadt, z. B. das Hauptamt, ist nicht mehr dahingehend gefordert, zu einem Zeitpunkt X eine grundlegende Entscheidung zugunsten eines GIS und dort zugunsten eines Herstellers zu treffen.

-Die Firma hat den Vorteil, daß sie frei von Kompatibilitätsdiskussionen mit den Fachämtern über inhaltliche Aspekte ihrer Software sprechen, sowie die kontinuierliche Anpassung ihrer Produkte an die immer kürzer werdenden Updates der Betriebssystemumgebungen, der Office-Produkte und der Netzwerktechnologien garantieren kann.

Die von einigen Kollegen/innen teilweise sicherlich mit Recht gefürchtete Marktmacht von Microsoft hat andererseits den Vorteil, daß uns heute eine bisher nicht gekannte Zahl an Softwarestandards zur Verfügung stehen, die allesamt die Grundlage für Komponentensoftware bilden. 

Wir begrüßen daher diese Standards, die letztendlich zum Nutzen der Anwender und zum Nutzen der Softwareentwickler sind und bauen unsere Software auf Produkten auf, die konsequent diese Standards nutzen.

3. Was ist ein offenes verteiltes GIS

Geoinformationssysteme für Kommunen sind ein komplexes Geflecht von Daten- und Informationsbeziehungen, wobei die geographische Fixierung jeder Information einen Raumbezug und eine Raumaussage gewährleistet. Diese raumbezogenen Aussagen sollen die Entscheidungsträger und die Ausführenden bei der Entwicklung unseres städtischen Lebensraumes unterstützen. Geoinformationssysteme können somit die Qualität der Arbeit einer Stadtverwaltung entscheidend mitbestimmen.

GIS-Fachkomponenten müssen somit als selbstverständliches Arbeitsmittel in allen technischen Ämtern eingesetzt werden. Dies setzt voraus, daß das Verständnis von einem GIS von der Last befreit wird, ein komplexes, nur durch Fachleute bedienbares, teures und hardwaretechnisch aufwendiges System zu sein.

Vereinfacht gesagt ist ein modernes GIS kein fertig konzipiertes System mehr, sondern bildet sich aus der Gesamtheit der eingesetzten Fachkomponenten und ist damit transparent.

Damit dies funktioniert, müssen GIS-Fachkomponenten natürlich einem einheitlichen Design-Ansatz folgen.

Grundlage dieses Ansatzes sind Softwarestandardtechnologien (Industriestandards) wie das Komponenten-Objekt-Modell (COM/OLE) von Microsoft und die Empfehlungen des OPEN-GIS Konsortiums. Da die bereits genannten Standardtechnologien mittlerweile von allen großen Softwarefirmen anerkannt und in deren aktuelle Software integriert werden, ist die Chance für die praktische Durchsetzung des einheitlichen Design-Ansatzes für GIS-Fachkomponenten momentan sehr groß.

Die Akzeptanz von COM (einheitlicher und durchgehender Software-Standard vom Betriebssystem bis zur Fachapplikation) sichert allein aber noch keine kompatiblen GIS-Fachkomponenten.

Ein GIS speichert umfangreiche Informationen mit geographischem Bezug und themenbezogener sowie maßstabsbezogener Aussage. Wir benutzen hierfür die Fachbegriffe Geocodierung, Thematisierung und Generalisierung.

Bild 4  Intercity/Geomedia - Jupitertechnologie

Mittlerweile stehen uns verallgemeinerte GIS-Basis-Komponenten zur Verfügung, die über das COM-Modell und damit aus jeder modernen Programmiersprache heraus bei der Entwicklung einer GIS-Fachkomponente integrierbar sind und ein thematisches Element, z. B. einen Baum, als Einheit seiner Grafik- und Sachdaten speichern und wieder darstellen.

Intergraph ist in diesem Bereich mit seiner Jupitertechnologie und der strategischen Zusammenarbeit mit Microsoft bei der Schaffung von Standards im CAD-/GIS-Bereich momentan sicherlich führend.

Durch mittlerweile marktfähige GIS-Basis-Standardprodukte wie GeoMedia ist somit für GIS-Entwickler ein wie oben geforderter, einheitlicher Design-Ansatz praktisch realisierbar geworden.

Die objektorientierte Speicherung eines thematischen Elementes ist die Grundlage für kompatible GIS-Fachkomponenten.

Bild 5  GIS-Fachkomponentendesign InfraGrün

In der Praxis bedeutet dies, daß z. B. unsere GIS-Fachkomponente InfraGrün (Baum- und Grünflächenmanagement) das thematische Element Baum als Objekt mit definierter Grafik- und Sachdatenausprägung in einer SQL-fähigen Datenbank ablegt. Die objektorientierte Speicherung von Grafik- und Sachdaten in einen Datensatz der Datenbank ist verbunden mit der Definition von Methoden, die diese Daten lesen und darstellen können. Hierbei nutzen wir für die Implementation des Objektes Baum Basis-Komponenten aus dem Produkt GeoMedia, also COM-basierte Standards.

Wie Sie sehen, arbeiten moderne GIS-Fachkomponenten mit eigenen Datenservern und eigenen Methoden, die diese Datenserver auswerten, aber auf der Basis einheitlicher Speicher-, Kommunikations- und Zugriffsstandards. Die Anforderungen zu Daten und Aussagen, die an die Fachkomponenten gerichtet werden, werden immer durch diese direkt beantwortet, da nur die Fachkomponenten "ihre Daten" kennen und bewerten können.

Hierdurch ist sowohl eine hohe Datenkonsistenz als auch die inhaltliche Unabhängigkeit der GIS-Fachkomponenten gesichert, aber ein Zugriff auf die Fachaussagen einer anderen Fachkomponente, soweit die Rechte hierfür definiert wurden, ist jederzeit möglich.

4. Was leistet InfraGrün

InfraGrün wurde speziell für die Aufgaben der Grünbestandsverwaltung, der Grünpflege/Grünerhaltung, der Baum- und Einrichtungskontrolle und der Kosten-Leistungsrechnung entwickelt.

InfraGrün führt jedoch nicht nur den innerstädtischen Grünbestand, sondern auch die im Gemeindegebiet liegenden Biotope einschließlich einer kompletten Realnutzungskartierung und Landschaftsplanintegration.

Entsprechend unseres Softwarekonzeptes werden die thematischen Elemente Baum, Grünanlage, Grünfläche, Einrichtung, Biotop und Realnutzung als Objekte mit Grafik- und Sachdatenausprägung in SQL-fähigen Datenbanken abgelegt, verwaltet und ausgewertet. Hierbei haben wir das Client-Server-Prinzip für den Mehrnutzerbetrieb umgesetzt.

Der Nutzerarbeitsplatz, in der Regel ein PC unter Windows NT-Workstation oder Windows 95 fungiert als aktiver Client, auf dem die Benutzeroberfläche von InfraGrün läuft. Vom Client aus werden alle Datenanforderungen an den InfraGrün-Datenserver geschickt. Der Datenserver liegt in der Regel auf einem speziell im Netzwerk definierten Server-Rechner.

Der InfraGrün-Datenserver bereitet die Anforderung auf und der Client realisiert die Präsentation der Ergebnisse.

Bild 6  Geomedia- Datenserver

Der InfraGrün-Datenserver ist so konzipiert, daß er z. B. von einem GIS-Viewer wie GeoMedia angesprochen und ausgewertet werden kann und auf dieser Ebene mit anderen GIS-Servern, wie z. B. ARC-Info, Intergraph MGE, Microstation, AutoCAD oder SICAD verknüpfbar ist. Allein hieran ist zu erkennen, daß GIS-Fachkomponenten aus unterschiedlichen Systemumgebungen ihre Ergebnisse gemeinsam präsentieren können, ohne dabei ihre notwendige Eigenständigkeit aufzugeben.

Bild 7  Ausschnitt aus der Hirarchie der Datenbanken

Die thematische Ausprägung der Elemente Baum, Grünfläche, Einrichtungen, Biotope und Realnutzung kann durch den Anwender frei gestaltet werden, wobei ein Grundstock an notwendigen Informationen und Voreinstellungen (Grafik, mediale Dokumente und Sachdaten) mitgeliefert wird, der dann modifizierbar ist.

Die thematischen Elemente Baum und Einrichtung sind mit den Grünflächen, auf denen sie stehen verknüpft. Dies ermöglicht themenübergreifende Recherchen wie z. B. welche Einrichtungen auf Spielanlagen und dort auf Mulchflächen im letzten Jahr Schäden aufgewiesen haben. Bei Biotope wird besonderer Wert auf die Erfassung geschützter Pflanzen und Tiere gelegt, sowie deren Population verfolgt.

Flexibilität in den Datenstrukturen und bei den Aus- und Bewertungsmethoden waren das Ziel beim Entwurf und der Programmierung von InfraGrün.

Bild 8  InfraGrün Formulare und Datenstrukturdarstellung

InfraGrün  besitzt eine moderne, intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche, die die Windows-Standards berücksichtigt. Frei gestaltbare Formulare und Legenden erleichtern die Datenhandhabung und ermöglichen dem Benutzer individuelle Präsentationen der Sachdaten und der Kartendarstellung.

Neben der üblichen Methode zu Bestands- und Bewegungsdatenverwaltung und deren Auswertung ist eine Kosten-Leistungsrechnung integriert, die u.a. Pflegebilanzen erstellt. Auf diesem Weg können zeitnahe Stunden- und Kostenbilanzen nach Objekten und Anlagen erstellt werden, die wiederum die Grundlage für die Pflegeplanung sein können.

Weiterhin existiert ein Modul zur differenzierten Kennziffernermittlung und Kennziffernverwaltung, so daß sowohl fertige Kennziffern für die Vorkalkulation/Pflegeplanerstellung genutzt werden, aber auch eigene, individuelle Kennziffern erstellt und verwaltet werden können. Kennziffern sollen die Vergleichbarkeit von Objekten und Anlagen ermöglichen. Kennziffern sind in der Kennziffernbasis als speziell klassifizierte Werte gespeichert, oder am Element als individuelle Kennziffer abgelegt.

Alle Ergebnisse von InfraGrün können statistisch aufbereitet, als Diagramm dargestellt und innerhalb der integrierten MS-Office-Produkte weiterbearbeitet werden.

Dies trifft nicht nur für die Sachdatenauswertung zu, sondern natürlich auch für jede thematische Grafikdarstellung.

Bild 9   Benutzeroberfläche für Sachdaten- und Kartenhandhabung

Die grafische Präsentation der thematischen Elemente erfolgt legendengesteuert. Dynamische Legenden erlauben eine flexible Themenkartenerstellung. Da Grafik- und Sachdaten als Einheit verstanden werden, ist es gleichgültig, in welchem Medium (Grafik, Datentabelle, Formular) die Bestandsdaten aufgebaut oder gepflegt bzw. ausgewertet werden. Die Ergebnisdarstellung kann in allen Medien parallel abgefordert werden.

InfraGrün kann nicht nur fremde Datenserver integrieren, sondern hat auch eigene Fach-Schnittstellen, z. B. zu Bauhofabrechnungsprogrammen, Wertermittlungmethode nach KOCH und zu Vermessungsverfahren.

5. Ausblick

Schwerpunkte unserer künftigen Entwicklung sind:

-Einbinden von Windows CE in die Vor-Ort-Datenerfassung hinsichtlich Baumkontrolle und Pflegedaten

-Entwicklung von Auskunfts-Clients auf Basis von Internet-Browsern (Integration ins Internet/Intranet)

Unser Ziel ist es, künftig alle wichtigen Funktionen von InfraGrün als Komponenten bereitzustellen, die aus Containeranwendungen wie dem Internet-Browser oder eben anderen COM-basierten Fachkomponenten gestartet werden können, so daß der Nutzer für seine täglichen Aufgaben aus Standardumgebungen oder GIS-Anwendungen heraus die benötigte GIS-Unterstützung InfraGrün anfordern kann.

Bild 10  Ausblick auf die Produktfamilie InterCity

Die Firma Intergraph bietet GIS-Anwendungslösungen für verschiedene Bereiche der Wirtschaft und der Verwaltung an.

Bild 11 -  Vertikale GIS-Produktfamilien

Die Firma Intergraph propagiert die Produktfamilie InterCity als ein GIS-Paket aus Fachkomponenten für kommunale und regionale Aufgaben, wobei die Gemeinsamkeit in der GeoMedia-Basiertheit der Fachkomponenten liegt. Unsere Fachkomponente InfraGrün kann somit optimal in der Umgebung von InterCity seine Leistungsmerkmale anbieten, jedoch auch in anderen GIS-Umgebungen problemlos eingesetzt werden.

Mit InterCity erhalten die Kommunen ein attraktives und technologisch auf höchstem Niveau liegendes GIS-Angebot.

Bild 12  Komponenten aus InterCity

GLOBUS-Informationssysteme GmbH, Monreposstraße 55, 71634 Ludwigsburg

Tel.: (07141) 6439405, Fax.: (07141) 6439406