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Einführung

Die Vision im Zusammenhang mit Geodateninfrastrukturen (Spatial Data Infrastructures, SDI) ist auf lokaler wie globaler Ebene die Wiederverwendung von freigegebenen, verlässlichen Daten, um die Herausforderungen von heute zu bewältigen, gemeinsame Ziele zu erreichen und datengesteuerte Entscheidungen zu treffen.

Geospatial-Communitys auf der ganzen Welt bringen Menschen mit benutzerfreundlichen Werkzeugen und den kuratierten Daten zusammen, die sie zur Lösung von Problemen benötigen.

Durch die Entwicklung von SDI werden Communitys dabei unterstützt, sich gemeinsam vom Problemraum in den Lösungsraum zu bewegen:

Problemraum: Katastrophen, wirtschaftliche Entwicklung, Menschen, Natur und vieles mehr sind grenzüberschreitend und so müssen es zwangsläufig auch unsere Daten und Technologien sein.

Lösungsraum: Wenn Organisationen ihre Geodateninfrastrukturen aufeinander abstimmen, können sie über Grenzen hinweg zusammenarbeiten und so die Herausforderungen von heute gemeinsam bewältigen.

Was hat sich geändert?

In diesem Technical Paper geht es um die Entwicklung von SDI. Die erste Frage, die Sie sich vielleicht stellen, lautet also: “Was hat sich geändert?”

In den frühen 1980er-Jahren entstanden nationale Geodateninfrastrukturen (National Spatial Data Infrastructures, NSDI) aus der Notwendigkeit, Datenumgebungen aufzubauen und den Datenaustausch zu standardisieren. 1 Bei den ersten SDIs ging es zunächst um den Aufbau des Basisdatenstamms, um die Bereitstellung von Services für dateibasierte Freigabe und von Web-Services der ersten Generation sowie die durch Metadatenkataloge gestützte Erkennung. Aber natürlich sind SDI nicht statisch – sie entwickeln sich ständig weiter.

sich weiterentwickelnde SDI

<Term term=web-gis></Term><Term term=geospatial-infrastructure></Term>Inzwischen hat sich die Art und Weise, wie räumliche Daten, Karten, Apps und Werkzeuge bereitgestellt und wiederverwendet werden, durch Web-GIS und integrierte Geodateninfrastrukturen völlig verändert. GIS entwickelt sich weiter und wird zunehmend vernetzt, von Projekten zu Systemen und zu einem System von Systemen. Durch Web-GIS entsteht ein völlig neues GIS-Muster, bei dem eine innovative Online-Infrastruktur genutzt wird, um Karten und geographische Informationen innerhalb einer Organisation, einer Community und öffentlich im Internet zur Verfügung zu stellen. Dadurch werden Datenräume für den Austausch und die Zusammenarbeit geschaffen und neue Möglichkeiten für die Einbindung von Projektbeteiligten eröffnet.2

[eine konzeptionelle Grafik wie eine Sparkline einfügen, die Daten>Wissen, Fortschritt und Entwicklung vermittelt…]

Die Datengrundlage ist nach wie vor relevant, wird aber durch Innovationen im Datenmanagement wie Crowdsourcing, Sensornetzwerke und Automatisierung beeinflusst. Neue Funktionen ermöglichen eine Zusammenarbeit und einen Informationsaustausch wie nie zuvor. Vorlagen, Programme zum Erstellen von codearmen/codefreien Apps und sofort einsatzbereite Lösungen liefern konsistente, wiederholbare Ergebnisse in einem Bruchteil der Zeit und Kosten wie bisher. Durch benutzerfreundliche cloudnative Werkzeuge, sofort einsatzfähige Daten und Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) erweitert sich der Kreis der Endbenutzer, die wiederum neue Erwartungen und Anforderungen mitbringen. Durch neue Technologien wie immersive digitale Zwillinge, künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) vergrößert sich das Spektrum des Möglichen.

Angesichts des neuen Fokus auf das “Warum” wechseln führende SDI-Organisationen auf allen Ebenen – lokal, regional und global – von einer datengesteuerten zu einer zweckorientierten Arbeitsweise. Derzeit findet ein grundlegender Wandel statt, in dessen Rahmen sich SDI von räumlichen “Dateninfrastrukturen” zu “Wissensinfrastrukturen” entwickeln.3

Das ist kein allmählicher Wandel, sondern eine grundlegende Veränderung!

Wertpotenzial

Die Geographie, die Wissenschaft von unserer Welt, bietet den Rahmen und die Sprache, um die Welt als ein einziges Ökosystem zu betrachten.4 Sie hilft uns, alle Umweltfaktoren wie Artenvielfalt und Ökosystemleistungen zu organisieren und sie aufeinander abzustimmen und in die Wirtschaftssysteme zu integrieren und dabei die räumlichen Zusammenhänge zu erkennen. Sie ermöglicht die Verknüpfung mit sozialen Faktoren. Ferner hilft sie uns, Muster und Zusammenhänge zu erkennen. Ein geographischer Ansatz schafft Klarheit und einen Rahmen für den Zugang zu unserem Wissen und dessen Anwendung.5

Geographischer Ansatz

Dank GIS entsteht durch die Integration verschiedener Daten Location Intelligence. Damit lassen sich Einblicke gewinnen, Lösungen operativ nutzen, Erkenntnisse kommunizieren und Projektbeteiligte sowie die Öffentlichkeit einbeziehen. Dank des Potenzials räumlicher Daten können Daten kombiniert und analysiert und dadurch verborgene Muster und Zusammenhänge erkannt und so fundierte Entscheidungen getroffen werden. Zu wissen, wo, hilft zu verstehen, warum und wie, damit die richtigen Ressourcen zur richtigen Zeit an die richtigen Ziele geleitet werden können.6

Die Herausforderungen von heute

Gesellschaften auf der ganzen Welt und auf allen Regierungsebenen stehen vor großen Herausforderungen wie Katastrophen, nachhaltige Entwicklung, Klimawandel, wirtschaftliche Entwicklung, Mobilität, Gesundheitsfürsorge, Artenvielfalt und vielem mehr. Die Positionsdatentechnologie ist in einzigartiger Weise in der Lage und notwendig, um eine vereinheitlichte Informationsinfrastruktur für diese verschiedenen Missionsbereiche zu schaffen.

Daten sind überall und nehmen explosionsartig zu. Doch immer noch beklagen Communitys weltweit, dass Daten immer noch zu isoliert, schwer zu interpretieren und schwer wiederzuverwenden sind. Vielerorts ist die Datengrundlage immer noch unvollständig… andere Bereiche… (Bild ist unvollständig…)

Katastrophen, Menschen, wirtschaftliche Entwicklung, Natur und vieles mehr sind grenzüberschreitend und so müssen es zwangsläufig auch unsere Daten und Technologien sein. Die Herausforderungen von heute erfordern eine Zusammenarbeit auf mehreren Ebenen und zwischen mehreren Organisationen, damit auf allen Regierungsebenen Effizienz und Effektivität gewährleistet sind. Wenn Organisationen ihre Geodateninfrastruktur integrieren… grenzüberschreitend arbeiten… GIS für die räumliche Zusammenarbeit nutzen…7

Daten auf Abruf

Der Webzugriff auf Daten-Layer ist unkompliziert: Jeder Layer verfügt über eine Webadresse (eine URL), die das Auffinden und Freigeben online erleichtert. Da jeder Layer georeferenziert und von interoperablen Web-Services unterstützt wird, fördert Web-GIS die optimale Integration: Layer verschiedenster Anbieter können problemlos abgerufen und in eigene Karten und Apps eingebunden werden. Dies ist ein entscheidender Faktor für zahllose Experten weltweit, die tagtäglich miteinander zusammenarbeiten und Inhalte für ihre jeweiligen Zwecke wiederverwenden.

Wie beim Streamen von Musik lassen sich mit dynamischen Daten-Layern räumliche Inhalte bei Bedarf auf Basis der von den Datenbesitzern erteilten Berechtigungen an Benutzer streamen. Das ist wie der Umbruch, den wir alle in der Musikbranche erlebt haben. Sie müssen nicht mehr in den Laden gehen, um ein Album zu kaufen, und es mit nach Hause nehmen, um es abzuspielen – heute stellen Sie einfach eine Verbindung mit Ihrem bevorzugten Musik-Streaming-Service her und klicken auf “Wiedergabe”. In ähnlicher Weise sind Daten-Layer, Karten, Anwendungen und vieles mehr auf Abruf verfügbar. Dadurch können Benutzer heute kostengünstig und effizient auf immense Mengen an geographischen Daten zugreifen.

Daten-Layer, die mit Symbolisierung, Pop-ups und selbstbeschreibenden Metadaten vorkonfiguriert sind, sind einfach zu verwenden. Indem sie ihre Layer in der GIS-Umgebung freigeben, leisten sie einen Beitrag, das “GIS der Welt” stetig auszubauen und zu optimieren.8

Digitale Zwillinge

Moderne SDI bilden die Grundlage für digitale Zwillinge.

Die American Society of Civil Engineers (ASCE) beschreibt die Verflechtung physischer Infrastruktursysteme wie folgt: “Kraftwerke nutzen Wasser zur Stromerzeugung (zum Kochen von Wasser zur Dampferzeugung und zur Kühlung). Strom und Wasser werden für die Herstellung von Teilen für die Fahrzeugreparatur und von Materialien für die Straßenreparatur benötigt. Für die Lieferung von Teilen und Ausrüstungen an alle Arten von Infrastruktursystemen, darunter auch andere Verkehrseinrichtungen wie Flughäfen, ist ein Transport mit allen Verkehrsträgern erforderlich. Darüber hinaus wird Strom auch für den Fernverkehr mit der Bahn und den Nahverkehr mit Bussen eingesetzt.”9

Jedes dieser physischen Systeme verfügt über digitale Gegenstücke, sogenannte “Zwillinge”. Für die Verwaltung dieser vernetzten Systeme in einem modernen Kontext ist eine integrierte Geodateninfrastruktur mit den entsprechenden Daten zur Unterstützung erforderlich.

Zugehörige Ressourcen:

Weitere Informationen zum Thema Erfolg durch einen ganzheitlichen Ansatz.

  1. Die in den 1980er-Jahren entstandene traditionelle Geodateninfrastruktur (Spatial Data Infrastructure, SDI) wird definiert als “die Technologie, Richtlinien, Standards und Humanressourcen, die erforderlich sind, um räumliche Daten zu erfassen, zu verarbeiten, zu speichern, zu verteilen und zu verbessern”. U.S. Office of the President, 1994. Executive Order 12906: Coordinating Geographic Data Access: The National Spatial Data Infrastructure. https://www.archives.gov/files/federal-register/executive-orders/pdf/12906.pdf ↩

  2. Harder, Christian and Clint Brown, 2017. The ArcGIS Book: 10 Big Ideas about Applying The Science of Where, Esri Press. ↩

  3. Im Rahmen der Geospatial Knowledge Infrastructure (GKI) wird die Notwendigkeit untersucht und hervorgehoben, den Schwerpunkt über die Dateninfrastruktur hinaus auf Infrastrukturen zu verlagern, in denen Wissen, Informationen und Maßnahmen unterstützt werden. Shivangi, Saligoe-Simmel, et. al, 2024. GKI-Zeitschriftenartikel… noch nicht definiert ↩

    1. Zitat von Jack Dangermond… aus “GIS for the Nation”. Esri Press.

    ↩

  5. Problem-solving with a geographic approach ↩

  6. ArcNews, 2014. Governor O’Malley Calls for Results-Driven Government ↩

  7. Saligoe-Simmel, Jill and Maria Jordan, 2024. Working Beyond Borders: GIS for Geospatial Collaboration. Esri Press. ↩

  8. Harder, Christian and Clint Brown, 2017. The ArcGIS Book: 10 Big Ideas about Applying The Science of Where, Esri Press. ↩

  9. American Society of Civil Engineers (ASCE), 2021. Failure to Act: Economic Impacts of Status Quo Investment Across Infrastructure Systems https://www.infrastructurereportcard.org/wp-content/uploads/2021/01/FTA_Econ_Impacts_Status_Quo.pdf ↩

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