Datenbearbeitungs- und -managementsystem

Datenbearbeitungs- und -managementsysteme werden für die Bearbeitung und Verwaltung verlässlicher, strukturierter Daten verwendet, in der Regel innerhalb einer Organisation. Traditionell stützt sich dieses Muster stark auf GIS-Experten und Desktop-Bearbeitung, obwohl moderne Implementierungen die Bearbeitung im Web und auf mobilen Geräten über eine servicebasierte Architektur ermöglichen. In Bereitstellungen mit Server-Software (insbesondere Windows, Linux oder Kubernetes) unterstützt dieses Systemmuster erweiterte Datenmodelle sowie robuste Regeln für räumliche Beziehungen und Attributregeln (No-Code/Low-Code) für Qualität und Richtigkeit der Daten. Dieses Muster unterstützt jedoch auch offenere, weniger kontrollierte Datenerfassungsszenarien wie z. B. Crowdsourcing.

Ein Systemmuster für die Datenbearbeitung und das -management bietet einer Organisation einen Mehrwert durch verschiedene Merkmale. Dazu zählen u. a.:

• Verwaltung der verlässlichen Daten einer Organisation als grundlegendes System of Record
• Unterstützung der gleichzeitigen Bearbeitung durch mehrere Benutzer über Desktop-, Web- und mobile Anwendungen
• Ermöglichen einer fein abgestuften Verwaltung von Benutzern und Inhalten sowie Kontrollmechanismen für Datenqualität, Bearbeitungsautomatisierung und Nachverfolgungsfunktionen, die für die Implementierung von High-Fidelity-Daten- und IT-Governance erforderlich sind

Wenn Sie noch nicht mit ArcGIS-Systemmustern vertraut sind, lesen Sie zuerst die Einführung.

Benutzerrollen und Workflows

Die Interaktion mit Datenbearbeitungs- und -managementsystemen erfolgt am häufigsten durch die nachfolgend genannten Benutzerrollen. Bei der Verwendung des Systems kommen normalerweise die folgenden Workflow- und Task-Typen zum Einsatz:

• Editor. Editors führen Bearbeitungsvorgänge für die Daten durch, sei es durch Bearbeitung von Attributen und Geometrie für einzelne Datensätze oder durch Massenbearbeitung von Attributen. Editors können sich in ihrem Fachwissen und ihrer allgemeinen Vertrautheit mit der Technologie unterscheiden, und sie können Bearbeitungen im Büro oder im Außendienst vornehmen.
• Datenbesitzer. Datenbesitzer sind für die zu bearbeitenden Datasets verantwortlich. Sie beschäftigen sich in der Regel mit Aspekten des Designs und des Überblicks über das Datenmanagement, einschließlich Datenmodellierung, Qualitätskontrolle und Governance.
• Data Steward. Data Stewards sind in der Regel für die tägliche Verwaltung der Daten verantwortlich. Zu den gängigen Workflows und Aktivitäten gehören das Laden/Importieren von Daten, das Überprüfen und Validieren von Datenänderungen sowie das Strukturieren und Steuern von Workflows zur Datenbearbeitung.
• GIS-Experte. GIS-Experten können die Rolle eines Redakteurs und/oder Datenverwalters übernehmen, interagieren aber auch mit Datenbearbeitungs- und -managementsystemen, wenn fortgeschrittenere Unterstützung beim Design oder der Verwaltung von räumlichen Daten erforderlich ist.

Anwendungen

ArcGIS bietet viele Anwendungen und Bedieneroberflächen, obwohl in der Regel nur eine Teilmenge als Teil eines Datenbearbeitungs- und -managementsystems verwendet wird. Zu den Anwendungen, die von den oben genannten Benutzerrollen am häufigsten zum Bearbeiten und Verwalten von Daten verwendet werden, gehören folgende:

• ArcGIS Pro ist eine Desktop-Anwendung, die von GIS-Experten für eine Vielzahl von Anwendungsfällen verwendet wird, einschließlich der Datenbearbeitung. ArcGIS Pro bietet die flexibelste und funktionsreichste Bearbeitungsumgebung und wird in der Regel von GIS-Experten und anderen Experten verwendet. Es wird auch häufig von diesen Benutzerrollen für das Datenmanagement verwendet.
• ArcGIS Experience Builder ist ein konfigurierbarer No-Code-Application-Builder zum Erstellen von Webanwendungen. In Datenbearbeitungs- und -managementsystemen wird ArcGIS Experience Builder häufig verwendet, um Webanwendungen mit dem Schwerpunkt Anzeige und Bearbeitung von Daten zu erstellen.
• ArcGIS Field Maps ist eine mobile All-in-One-Anwendung, die für Android-, iOS-, watchOS- und Windows-Geräte verfügbar ist. In Datenbearbeitungs- und -managementsystemen wird ArcGIS Field Maps häufig für die kartenbasierte Datenerfassung verwendet, die in der Regel im Außendienst mit oder ohne Netzwerkverbindung durchgeführt wird. Informationen zur Offline-Datenerfassung (getrennt) finden Sie unter den Überlegungen unten.
• ArcGIS Survey123 ist eine formularbasierte Datenerfassungslösung für Web- und mobile Geräte. In Datenbearbeitungs- und -managementsystemen wird ArcGIS Survey123 häufig für die formularbasierte Datenerfassung verwendet. Beachten Sie, dass sowohl ArcGIS Survey123 als auch ArcGIS Field Maps intelligente Formulare für die Datenerfassung bieten. Weitere Informationen finden Sie unter Vergleich der Formular-Apps.
• ArcGIS Web Editor ist eine webbasierte Datenbearbeitungsanwendung, mit der Datenmanagement-Workflows für GIS- und Nicht-GIS-Benutzer optimiert werden können.
• Die Portal-Website ist die allgemeine Weboberfläche zu ArcGIS-Systemen und unterstützt eine Vielzahl von Anwendungsfällen für Viewer, Editoren, Ersteller, Experten sowie Administratoren. In Datenbearbeitungs- und -managementsystemen dient die Portal-Website in der Regel als Portal für die Erkundung und Zusammenarbeit sowie als Umgebung für die Anzeige und Bearbeitung von Daten für einige Benutzer. Sie wird auch häufig von Datenbesitzern und Data Stewards für das Datenmanagement verwendet.
• Benutzerdefinierte Anwendungen, die mithilfe von Mapping-APIs und -SDKs erstellt wurden

Andere Anwendungen können für die Visualisierung oder Berichterstattung in einem Datenbearbeitungs- und -managementsystem verwendet werden. Eine dieser Anwendungen ist ArcGIS Dashboards, eine Webanwendung mit nur einer Bildschirmanzeige, mit der Informationen mithilfe intuitiver und interaktiver Datenvisualisierungen auf einen Blick dargestellt werden können. In Datenbearbeitungs- und -managementsystemen werden Dashboards häufig erstellt, um Projektbeteiligten einen Überblick über Key Performance Indicators (KPIs) und andere Metriken zu geben.

Weitere Informationen zum gesamten Spektrum der von ArcGIS bereitgestellten Anwendungen finden Sie unter Architektur der Anwendungen in der ArcGIS-Übersicht.

Funktionen

Im Folgenden werden die primären Funktionen von Datenbearbeitungs- und -managementsystemen vorgestellt, einschließlich allgemeiner Funktionen sowie branchenspezifischer Funktionen und Lösungen. Funktionen, die in Workflows zur Datenbearbeitung- und -verwaltung verwendet werden, aber in der Regel von anderen Systemen bereitgestellt werden, wie z. B. Grundkarten, Geokodierung und andere Positionsservices, die von einem Location-Services-System bereitgestellt werden, sind unten nicht aufgeführt. Weitere Informationen über zugehörige Systemmuster.

Allgemeine Funktionen

• Mit der Kartenerstellung und Visualisierung können Benutzer 2D-Karten und 3D-Szenen erstellen und mit ihnen interagieren. Dazu gehören datengesteuerte Visualisierung, 3D-Visualisierung sowie Stylen von Grundkarten. Weitere Informationen zu Karten und Visualisierung.
• Datenbearbeitung ermöglicht die Service-basierte Bearbeitung relationaler Daten, einschließlich Geometrie und/oder Attributen. Diese Funktion unterstützt auch einfache Datenerfassungs-Workflows mithilfe von Formularen und/oder Karten.
• Datenimport und -export unterstützt den batchweisen Import und Export von Daten. Data Pipelines, die zum Importieren von Daten verwendet werden können, sind auch eine Option für einige Bereitstellungsmuster.
• Data Interoperability und Datentransformation unterstützen das Verschieben von Daten zwischen Hunderten von Systemen und Apps mithilfe der visuellen Design- und Programmierschnittstelle von ArcGIS Data Interoperability. Data Pipelines sind auch eine Option für einige Bereitstellungsmuster.
• Nachverfolgung und Überwachung von Bearbeitungen zeichnen mit dem Editor-Tracking Informationen zu eingefügten und aktualisierten Daten automatisch auf.
• Short-Transaktionsmanagement nutzt Datenbanktransaktionsmodelle zur Unterstützung von ACID-Transaktionen (Atomic, Consistent, Isolated, Durable, Atomar, Konsistent, Isoliert, Dauerhaft), ohne mehrere Versionen Ihrer Daten verwalten zu müssen. Weitere Informationen finden Sie unter Datenmanagement ohne Versionierung.
• Long-Transaktionsmanagement erweitert das Datenbanktransaktionsmodell, indem es mehrere gleichzeitige Zustände der Datenbanken, die als Versionen bezeichnet werden, zulässt. Diese Funktion unterstützt auch die Erkennung und den Abgleich von Konflikten. Weitere Informationen finden Sie unter Datenmanagement mit Versionierung.
• Regeln für räumliche Beziehungen und Attributregeln verbessern die Bearbeitung und die Integrität von räumlichen Daten mithilfe von Attributregeln.
• Durch die Datenverteilung und -replikation können Administratoren Daten mithilfe von Replikation und anderen Mechanismen verteilen.
• Datenarchivierung und der Verlauf ermöglichen die Erfassung, Verwaltung und Analyse von Änderungen an Daten im Laufe der Zeit mithilfe der Archivierung.
• Die erweiterte Datenvalidierung vereinfacht, verbessert und automatisiert Workflows zur Kontrolle der Datenqualität mit ArcGIS Data Reviewer.
• Workflow-Management und die -Automatisierung orchestrieren und automatisieren Arbeit teamübergreifend mit ArcGIS Workflow Manager.
• Gehostete Python-Notebooks umfassen Python-basierte Analysen, Verwaltung und Automatisierung mithilfe von ArcGIS Notebooks, die vom System gehostet und bereitgestellt werden.

Branchenspezifische Funktionen und Lösungen

• Versorgungsnetze unterstützen die Verwaltung komplexer Netzwerke in der Versorgungsbranche mithilfe von ArcGIS Utility Network.
• Flurstücksverwaltung ermöglicht mithilfe von ArcGIS Parcel Fabric die Verwaltung von 3D- und 4D-Flurstücksdaten, einschließlich Informationen zu Schichten und Untergrund, Eigentumsdatensätzen sowie Rechten an landwirtschaftlichen und natürlichen Ressourcen.
• Roads and Highways bietet der Transportbranche mit ArcGIS Roads and Highways messwertbasierte Positionierung und Workflows für die Datenbearbeitung und das -management der zugehörigen Daten.
• Pipeline Referencing bietet der Pipeline-Branche mit ArcGIS Pipeline Referencing messwertbasierte Positionierung und Workflows für die Datenbearbeitung und das -management der zugehörigen Daten.
• Defense Mapping rationalisiert mit ArcGIS Defense Mapping die Generierung geographischer Informationen zur Kartenerstellung für Behörden und Auftragnehmer im Verteidigungsbereich. ArcGIS Defense Mapping automatisiert Produktionsprozesse von Anfang bis Ende durch Standardisierung, Wiederholbarkeit und Konfiguration, einschließlich Werkzeugen für die Datenerfassung und -attribuierung, das Datenmanagement, die Datenvalidierung und die Erzeugung standardisierter Verteidigungsdaten und kartografischer Produkte.
• Mit Production Mapping wird die Daten- und Kartenerstellung mithilfe von ArcGIS Production Mapping optimiert. ArcGIS Production Mapping ist eine spezifikationsgesteuerte Software zur Erstellung topografischer Karten für zivile Kartografiebehörden und Produzenten verlässlicher Inhalte. Diese Erweiterung bietet spezialisierte Werkzeuge zur Automatisierung des Produktionsprozesses von Anfang bis Ende durch Standardisierung, Wiederholbarkeit und Konfiguration. Production Mapping ist eine umfassende Funktion, die das Bilddaten-Datenmanagement sowie die Erstellung und Verwendung von Karten über die Self-Service-Kartenerstellung und/oder Unternehmensanwendungen bietet. Ein Teilbereich der Funktionen, die von Datenbearbeitungs- und -managementsystemen bereitgestellt werden, umfasst die Datenerstellung, -validierung und -verwaltung.
• Indoor-GIS kombiniert Quelldaten aus CAD-, BIM- und Realitätserfassungssystemen mithilfe von ArcGIS Indoors. ArcGIS Indoors ermöglicht es Organisationen, ein Indoor-GIS zu erstellen, das die Leistungsfähigkeit der Software für die Kartenerstellung, Wegfindung und Raumverwaltung allen zugänglich macht.
• Andere Branchenlösungen ermöglichen die schnelle Bereitstellung branchenspezifischer Konfigurationen mithilfe von ArcGIS Solutions.

Überlegungen zur Architektur

Datenbearbeitungs- und -managementsysteme werden mithilfe von ArcGIS erstellt. In diesem Abschnitt wird näher beschrieben, wie Datenbearbeitungs- und -managementsysteme auf bestimmte Aspekte der ArcGIS-Architektur mit welchen Schwerpunkten abgestimmt sind.

Ausführlichere Überlegungen zur Architektur finden Sie unter Auswählen eines Bereitstellungsmusters.

Daten (Persistenz)

Datenbearbeitungs- und -managementsysteme arbeiten hauptsächlich mit in einer relationalen Datenbank gespeicherten relationalen Geodaten. In vielen Situationen kann dieses System auch erweiterte räumliche Objekte, Regeln und Beziehungen verwenden, die von einer Enterprise-Geodatabase bereitgestellt werden, obwohl diese Funktionen nicht von allen Bereitstellungsmustern unterstützt werden. Modelle für branchenspezifische Daten werden ebenfalls häufig mit einigen zusätzlichen Services und Anwendungen eingesetzt, um erweiterte branchenspezifische Funktionen und Workflows zu unterstützen. Weitere Informationen finden Sie unter Branchenspezifische Funktionen und Lösungen.

Services (Logik)

Die Service- oder Logikebene nutzt in großem Umfang Daten- und Visualisierungsservices für Workflows zur Bearbeitung, Anzeige, Berichterstellung und Datenmanagement. Visualisierungsservices für räumliche Daten und Bilddatenanalysen können als Ergänzung zu Workflows für die Datenbearbeitung und das -management verwendet werden. Big Data, Echtzeit sowie KI, Deep Learning und andere Analyseservices werden in einigen Fällen zur Unterstützung von Workflows zur Datenbearbeitung und dem -management oder zum Generieren von Datenaktualisierungen, die in die Datenbank importiert werden, verwendet. Der umfangreiche Einsatz von Analysen wird jedoch in der Regel durch andere, stärker auf Analysen ausgerichtete Systemmuster unterstützt.

Die Portal-Services werden alle im Rahmen der normalen Workflows für Bearbeitung, Anzeige, Berichterstellung und Datenmanagement eingesetzt. Dies gilt insbesondere für den Benutzerzugriff und die Verwaltung, um sicherzustellen, dass die Benutzeridentität festgestellt wird und sowohl die Datenzugriffskontrolle als auch die Benutzerberechtigungen zentral verwaltet und im gesamten System durchgesetzt werden. Die Erkundung und Freigabe von Inhalten und die Zusammenarbeit werden zudem häufig verwendet, um Teams von Editors zu unterstützen, die gemeinsam an freigegebenen oder verwandten Bearbeitungs-Workflows arbeiten. Die Erstellung, Katalogisierung und Verwaltung von Inhalten wird ebenfalls eingesetzt, wenn auch weitgehend im Hintergrund, da die meisten Endbenutzer im Rahmen von Workflows, in denen vorwiegend Daten bearbeitet werden, direkt mit bestimmten Inhalten und Datasets arbeiten.

Die ArcGIS REST API wird als Hauptendpunkt im System für den Anwendungszugriff verwendet, obwohl einige Anwendungen möglicherweise andere Service-basierte APIs nutzen. In einigen spezifischen Workflows für das Datenmanagement und die -verwaltung kann eine Desktop-Anwendung verwendet werden, um direkt auf die Datenebene zuzugreifen, obwohl diese Situationen in modernen Datenbearbeitungs- und -managementsystemen immer seltener vorkommen.

Anwendungen (Präsentation)

Die Anwendungs- oder Präsentationsebene umfasst Anwendungen für die Bearbeitung, Anzeige, Berichterstellung sowie das Datenmanagement durch Benutzer. Dazu gehören Desktop-, Web- und mobile Anwendungen, bei denen es sich sowohl um sofort einsatzfähige (konfigurierbare) Anwendungen als auch um Anwendungen mit benutzerdefinierten Schwerpunkten handeln kann, die mit den ArcGIS Maps SDKs erstellt wurden. Immersive Experiences kommen in Datenbearbeitungs- und -managementsystemen nur selten zum Einsatz.

Weitere Informationen finden Sie oben im Abschnitt Anwendungen.

Support

Datenbearbeitungs- und -managementsysteme werden häufig als System of Record für die verlässlichen Geodaten einer Organisation verwendet. Dies kann geschäfts- und missionskritische Workflows für die Bearbeitung, Wartung und Verwaltung von Daten umfassen und erfordert daher strenge nicht-funktionale Anforderungen und Supportstrategien in Bereichen wie Zuverlässigkeit, Sicherheit, Beobachtbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit. Solide Governance-Strategien und -Standards können auch dazu beitragen, dass das System entsprechend den Anforderungen des Unternehmens und unter Einhaltung der nicht-funktionalen IT-Anforderungen ausgebaut, erweitert und weiterentwickelt werden kann.

Automatisierung ist in Datenbearbeitungs- und -managementsystemen weit verbreitet. Batch-Verarbeitungs- und Berichts-Workflows werden in der Regel als nicht überwachte, automatisierte Vorgänge ausgeführt, die häufig außerhalb der Geschäftszeiten für das System gestartet werden.

Außerdem ist es üblich, dass die in diesem System verwalteten Geodaten eng mit den in einem anderen Informationssystem verwalteten Daten gekoppelt oder verbunden sind. Beispielsweise können die Asset-Standorte einer Organisation in einem Datenbearbeitungs- und -managementsystem verwaltet werden, während die Attribuierung und andere Merkmale der Assets in einem Enterprise Asset Management (EAM)-System verwaltet werden. Weitere Informationen zur Systemintegration finden Sie unter Grundpfeiler “Integration” des ArcGIS Well-Architected Framework.

Allgemeine Informationen zum Support und zur Architektur finden Sie unter Empfehlungen zur Architektur sowie unter Grundpfeiler der Architektur des ArcGIS Well-Architected Framework.

Zugehörige Systemmuster

Datenbearbeitungs- und -managementsysteme können in andere ArcGIS-Systemmuster integriert oder mit diesen kombiniert werden. Einige gängige Beispiele sind folgende:

• Erweitern der Funktionen zur Datenbearbeitung und zum -management für Benutzer mit eingeschränkter oder gar keiner Verbindung zum Netzwerk mithilfe des Systemmusters Mobiler Betrieb und Offline-Datenmanagement.
• Freigabe verlässlicher Daten für eine breite Basis von Benutzern von Workflows für die Self-Service-Kartenerstellung, Analyse und Freigabe oder von Unternehmensanwendungen nach dem Muster Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen.
• Integration von Advanced Analytics oder von Daten, die durch Analysen erzeugt werden, in Workflows zur Datenbearbeitung und zum -management unter Verwendung eines Bilddatenmanagement- und Analysesystems, eines Big-Data-Analysesystems oder eines Echtzeit-Datenstreaming- und -Analysesystems.

Weitere Informationen zum Integrieren oder Kombinieren von Systemmustern finden Sie unter Verwenden von Systemmustern.

Beispiele

Branchenspezifische Systembeispiele für dieses Systemmuster sind:

• Versorgungsunternehmen. Das Muster des Datenbearbeitungs- und -managementsystems ist die Grundlage für alle Arten von Versorgungsunternehmen (Strom, Gas und Wasser). Versorgungsunternehmen verwenden das Muster des Datenbearbeitungs- und -managementsystems, um Systeme für das Asset-Management und zur Verwaltung operativer Vorgänge zu implementieren. Dieses Systemmuster wird auch zusammen mit anderen Systemmustern verwendet, z. B. für den mobilen Betrieb und die Offline-Datenverwaltung sowie die Self-Service-Kartenerstellung. Liberty Utilities verwendet das ArcGIS Utility Network-Datenmodell zur Unterstützung seiner verschiedenen Versorgungsunternehmen in Nord- und Südamerika. Die Mauritius Central Water Authority verwendete ein Systemmuster für die Datenbearbeitung und das -management zum Lösen von Problemen, die durch ein veraltetes papierbasiertes System verursacht wurden. So konnte eine genaue Karte der Standorte von Anlagen der Wasserwirtschaft, einschließlich des Rohrnetzes und der Wasserverteilungseinrichtungen erstellt werden.
• Landesbehörden und Kommunalverwaltung. Landesbehörden und die Kommunalverwaltung verwenden das Muster des Datenbearbeitungs- und -managementsystems zum Implementieren von Systemen zum Flurstücksmanagement und von Netzwerk-Informationsmanagementsystemen für Straßennetze. Häufig werden andere Systemmuster durch das Muster des Datenbearbeitungs- und -managementsystems gesteuert. Das Logan County Assessor’s Office verwendet z. B. die ArcGIS Parcel Fabric zum Verwalten genauer Flurstücksinformationen. Das Assessor’s Office verwendet die Flurstücksinformationen, um ein anderes Systemmuster (Hosting- und Managementsysteme für Unternehmensanwendungen) einer ArcGIS-Lösung zu unterstützen, die Lösung “Equitable Property Value”. Die Lösung “Equitable Property Value” erhöht die Transparenz zu Flurstücken in der Öffentlichkeit, wie z. B. aktuelle und historische Bewertungen, und reduziert die Kosten des Assessor’s Office für öffentliche Anfragen.
• Verkehrswesen. Das Muster des Datenbearbeitungs- und -managementsystems wird verwendet, um das Netzwerk-Informationsmanagementsystem für Straßen, Luftfahrt- und Flughafen-Managementsysteme sowie See- und Hafen-Managementsysteme zu implementieren. Staatliche Verkehrsbetriebe sind eine Branche, die dieses Systemmuster häufig verwendet. So verwenden zum Beispiel das Nevada DOT und das Colorado DOT das Systemmuster, um ihre jeweiligen Wegerechtsinformationen zu bearbeiten und zu verwalten.
• Branchenübergreifend. Indoor-Kartenerstellung und Raumverwaltung ist ein branchenübergreifendes Beispiel für das Muster für Datenbearbeitungs- und -managementsysteme. Jede Organisation, die über ein Büro oder eine Einrichtung verfügt, kann Indoor-Daten mit ArcGIS Indoors bearbeiten und verwalten. Die Indoor-Daten können verwendet werden, um Innenräume mit anderen Anwendungen zu planen und zu verwalten, z. B. mit der ArcGIS Indoors Space Planner-Anwendung. Sehen Sie sich ein Beispiel für eine StoryMap-Anwendung an, in der der King County’s ArcGIS Indoors journey beschrieben wird.