Durch die Verwendung von Geospatial Web Services können Benutzer auf Geodaten von verschiedenen Quellen zugreifen, umfassende Analysen durchführen und maßgeschneiderte Anwendungen und Visualisierungen erstellen. Geospatial Web Services sind strukturiert, um geografische Daten und Funktionalitäten über das Web bereitzustellen. Sie basieren in der Regel auf einer kleinen Serverarchitektur, bei der der Client, in der Regel

ein Webbrowser, eine Anfrage an den Server stellt und dieser daraufhin geografische Daten und Funktionalitäten zurückliefert. Geospatial Web Services verwenden in der Regel eine oder mehrere standardisierte Schnittstellen, die von dem Open Geospatial Consortium, kurz OGC, spezifiziert wurden.

Die OGC Schnittstellen definieren das Format und die Struktur der Daten, die vom Server zurückgegeben werden, sowie die Methoden und Parameter, mit denen die Daten abgefragt werden können. Aber was ist das OGC? Das OGC Consortium oder auch Open Geospatial Consortium ist eine gemeinnützige Organisation,

die sich auf die Entwicklung von Standards für Geodaten und Geodienste konzentriert. Die Organisation wurde im Jahr 1994 gegründet und hat ihren Hauptsitz in den USA. Das Ziel des OGC ist es, offene Standards für Geodaten und Dienste zu entwickeln und zu fördern, um die Interoperabilität und den Austausch von Geodaten und Diensten zwischen verschiedenen Systemen, Anwendungen und Organisationen zu erleichtern.

Die OGC Standards umfassen Protokolle für den Zugriff auf Geodaten, zum Beispiel WMS, WFS oder WCS, Datenmodellierung, Geoprocessing, Metadatenkategorisierung und vieles mehr. Das OGC Consortium arbeitet eng mit anderen Standardisierungsorganisationen und Regierungsbehörden weltweit zusammen, um sicherzustellen, dass

die Standards für Geodaten und Dienste in verschiedenen Anwendungsbereichen und in verschiedenen Ländern harmonisiert sind. Die Mitgliedschaft im OGC steht Organisationen und Einzelpersonen aus der Geodaten- und Geodienstbranche offen und bietet ihnen die Möglichkeit, an der Entwicklung von Standards teilzunehmen und von der Zusammenarbeit mit anderen Fachleuten zu profitieren.

Die OGC Web Service Architektur besteht aus einer Reihe von Komponenten, die zusammenarbeiten, um die verschiedenen Arten von Geodaten-Webdiensten bereitzustellen. Die wichtigsten Komponenten sind hierbei der Service Provider. Dies ist der Server, der den Webdienst bereitstellt und auf Anfragen von Clients antwortet.

Der Service Requester. Dies ist der Client, der den Webdienst anfordert und auf die Antwort vom Service Provider wartet. Die Service Registry. Dies ist ein Verzeichnis, das Informationen über verfügbare Geodaten-Webdienste enthält, damit Service Requester diese finden und verwenden können.

Und der Service Broker. Dies ist ein Vermittler, der die Interoperabilität zwischen verschiedenen Geodaten-Webdiensten ermöglicht, indem er Daten und Anfragen zwischen ihnen übersetzt. Geospatial Web Services verwenden offene Standards und Protokolle, um den Austausch von Geodaten zwischen verschiedenen Systemen und Plattformen zu erleichtern. Zu den wichtigsten Standards gehören der Web Map Service WMS, der Web Feature Service WFS,

der Web Coverage Service WCS, der Catalog Service CSB und der Sensor Observation Service SOS. Was ist der Unterschied zwischen den verschiedenen Services? Ein Web Map Service, also ein WMS, ermöglicht es einem Klienten, statische Kartenbilder von einem Server abzurufen und anzuzeigen.

Ein Web Feature Service, WFS, ermöglicht den Zugriff auf und die Abfrage von vectorbasierten Geodaten. Ein Web Coverage Service, WCS, ermöglicht den Zugriff auf und die Abfrage von räumlichen Rastadaten, wie Satellitenbildern oder Höhenmodellen.

Ein Catalog Service, CSB, ermöglicht es einem Klienten, Metadaten über verfügbare Geodaten und Dienste zu suchen und abzurufen. Und ein Sensor Observation Service, SOS, ermöglicht den Zugriff auf Echtzeitdaten von Sensoren, zum Beispiel Umweltsensoren.

Wie sieht eine typische Anfrage an einen Web Map Service aus? Das Web Map Service Protokoll ist eine von dem Open Geospatial Consortium definierte Schnittstelle. Dies ermöglicht, Karten und geografische Daten über das Web abzufragen und zu visualisieren. Das WMS Protokoll definiert das Format und die Struktur der Daten, die vom Server zurückgegeben werden,

sowie die Methoden und Parameter, mit denen die Daten abgefragt werden können. Das WMS Protokoll verwendet HTTP oder HTTPS als Transportprotokoll. Eine typische WMS Anfrage besteht aus einer URL, die verschiedene Parameter enthält, die den Inhalt der Karte bestimmen. Hier ist ein Beispiel einer WMS Anfrage.

Die Parameter in dieser Anfrage sind wie folgt. Wir haben einmal den Service. Dieser gibt den Typ des Webdienstes an, in diesem Fall ein WMS. Wir haben eine Version. Diese gibt die Version des WMS Protokolls an, in diesem Beispiel 1.3.0. Wir haben den Request. Dieser gibt den Typ der Anfrage an, in diesem Beispiel GetMap.

Wir sehen die B-Box, also die Bounding Box. Diese gibt die Koordinaten des Kartenbereichs an, der angezeigt werden soll. In diesem Beispiel die ganze Welt. Dann haben wir CRS. Dies gibt das Koordinatensystem der angeforderten Daten an, in diesem Beispiel das geografische Koordinatensystem WGS84 EPSG4326.

Dann haben wir einmal die Width. Diese gibt die Breite der Karte in Pixeln an, in diesem Beispiel 800. Und passend dazu die Height. Diese gibt die Höhe der Karte in Pixeln an, in diesem Beispiel 600. Layers gibt den Namen des Layers an, der angezeigt werden soll.

In diesem Beispiel My Layer. Styles gibt an, welche Stile für den Layer verwendet werden soll. In diesem Beispiel ist keine Stilinformation enthalten. Und das Format gibt das Format an, in dem die Karte zurückgegeben werden soll. In diesem Beispiel als Image PNG. Der Begriff DPI gibt die Auflösung der Karte in DPI, also Dots per Inch an, in diesem Beispiel 96.

Der Server verarbeitet die Anfrage des Transportprotokolls und sendet die Karte als Antwort im angeforderten Format zurück. Die Karte kann dann im Browser oder in einer Anwendung angezeigt werden. Neben GetMap kann ein WMS-Protokoll noch weitere Anfragen definieren, die von einem Klienten an einen WMS-Server gesendet werden können.

Da wäre zum Beispiel GetCapabilities. Mit dieser Anfrage kann der Client Informationen über die verfügbaren Layer und Funktionen des WMS-Servers abrufen. Die Antwort enthält eine XML-Datei, die die verfügbaren Layer, ihre Eigenschaften und Metadaten sowie die unterstützenden Operationen und Formate enthält.

GetMap kennen wir ja bereits aus der URL. Mit dieser Anfrage kann der Client eine Karte vom Server abrufen. Die Parameter dieser Anfrage umfassen den gewünschten Ausschnitt der Karte, die Größe und das Format der Karte sowie die gewünschten Layer und Stile. Mit GetFeatureInfo kann der Client Informationen über die Eigenschaften von Objekten in einem bestimmten Punkt auf der Karte abrufen.

Die Antwort enthält eine XML-Datei oder ein anderes Format, das die Attribute und Werte des Objektes enthält. Mit der Anfrage describeLayer kann der Client Informationen über die Eigenschaften und Metadaten eines bestimmten Layers abrufen, also nicht eines Punktes, sondern eines ganzen Layers. Die Antwort enthält ebenfalls eine XML-Datei oder ein anderes Format, das die Eigenschaften und Metadaten des Layers enthält.

Es gibt auch noch andere Anfragen wie GetLegendGraphic und GetStyles, die für bestimmte Anwendungsfälle nützlich sein können, auf die wir jetzt aber nicht näher eingehen werden. Ein WebFeatureServiceServer verwendet andere Anfragen als ein WebMapServiceServer, da der WFS

-Standard sich auf den Zugriff und die Abfrage von vectorbasierten Geodaten konzentriert, während der WMS-Standard die Visualisierung von Geodaten im Fokus hat. Wir können trotz allem über GetCapabilities Informationen über die verfügbaren Layer und Funktionen des WFS-Servers abrufen. Die Antwort enthält eine XML-Datei, die die verfügbaren Layer

ihre Eigenschaften und Metadaten sowie die unterstützten Operationen und Formate enthält. Über describeFeatureType kann der Client die Struktur eines bestimmten Layers abrufen. Die Antwort enthält wiederum eine XML-Datei, die die Eigenschaften und Attribute des Layers definiert. Die Anfrage GetFeature ist das Herzstück eines WFS-Servers.

Darüber kann der Client vectorbasierte Geodaten aus einem oder mehreren Layern abrufen. Die Parameter dieser Anfrage umfassen den gewünschten Ausschnitt der Daten, die Attribute und Eigenschaften, die zurückgegeben werden sollen, und die Filterbedingungen, die auf die Daten angewendet werden sollen. Zusätzlich kann der Client über Transaction Änderungen an den Daten auf dem WFS-Server vornehmen.

Die Operationen können Insert, Update oder Delete sein und sie werden in einer XML-Datei definiert, die an den Server gesendet wird. Es gibt ebenfalls noch andere Anfragen wie LogFeature, GetPropertyValue und GetFeatureWithLog, die wir uns aber heute nicht näher anschauen werden.

Nachdem wir uns nun hauptsächlich mit der Perspektive des Klienten, also der Service-Nutzer auseinandergesetzt haben, nehmen wir nun einen Perspektivwechsel hin zum Service-Provider ein und versuchen unseren eigenen Webservice über die Software GeoServer zu hosten. GeoServer wurde erstmals im Jahr 2001 von der Open Source Geospatial Foundation, host.geo, ins Leben gerufen.

Die Idee hinter GeoServer war, eine Open Source Software zu schaffen, die es Benutzern ermöglicht, Geo-Daten im Web zu verwalten und bereitzustellen. Die ursprüngliche Version von GeoServer wurde von der australischen Regierungsbehörde Geoscience Australia entwickelt und als Open Source Software veröffentlicht.

Im Laufe der Jahre wurde GeoServer von einer breiten Community von Entwicklern weiterentwickelt und verbessert, die neue Funktion hinzufügten und die Leistung und Stabilität der Software verbesserten. GeoServer hat seit seiner Gründung eine starke Unterstützung von der host.geo Community erfahren.

Die host.geo ist eine gemeinnützige Organisation, die sich der Förderung von Open Source Geodata Software widmet und GeoServer ist eines ihrer wichtigsten Projekte. GeoServer hat auch eine aktive Benutzer-Community und wird von vielen Regierungsbehörden, Unternehmen und gemeinnützigen Organisationen auf der ganzen Welt eingesetzt. Heute ist GeoServer eine der beliebtesten Open Source Software-Lösungen für Geodatenmanagement und Bereitstellung im Web.

Es ist bekannt für seine Flexibilität, Skalierbarkeit und Leistung und wird von einer wachsenden Anzahl von Entwicklern und Benutzern weltweit genutzt. GeoServer bietet eine Plattform für die Verwaltung und Veröffentlichung von Geodaten im Web, indem es Daten in verschiedenen Geodatenformaten wie z.B. Shapefiles, Geotips, PostGIS-Datenbanken

verarbeitet und sich als Webdienste wie z.B. als WMS, WFS, WCS bereitstellt. Die Funktionen von GeoServer umfassen erstens das Datenmanagement. GeoServer ermöglicht es Benutzern, Geodaten aus verschiedenen Quellen zu importieren und zu verwalten.

Es unterstützt verschiedene Datenformate, einschließlich Vector- und Rastadaten, sowie Datenbanken wie PostGIS, Oracle und MySQL. Zweitens die Datenverarbeitung. GeoServer kann Daten transformieren und filtern, um sie in verschiedenen Formaten und Projektionen bereitzustellen.

Es kann auch Daten aggregieren und Gruppierungen erstellen, um benutzerdefinierte Ansichten bereitzustellen. Drittens die Bereitstellung von Webdiensten. GeoServer bietet eine breite Palette von Webdiensten, einschließlich WebMapService, WebFeatureService und WebCoverageService.

Diese Webdienste ermöglichen es Benutzern, Geodaten auf einfache Weise über das Internet zu visualisieren, zu analysieren und herunterzuladen. Viertens die Sicherheit. GeoServer bietet eine robuste Sicherheitsinfrastruktur, die es Benutzern ermöglicht, den Zugriff auf Geodaten zu steuern. Es unterstützt Authentizierung und Autorisierung sowie HTTPS-Verschlüsselungen für sichere Datenübertragung.

Fünftens die Skalierbarkeit. GeoServer kann auf einer Vielzahl von Plattformen ausgeführt werden, einschließlich Desktopcomputern, Servern und Cloud-Infrastrukturen. Es ist auch in der Lage hohe Lasten zu bewältigen und bietet eine hohe Verfügbarkeit und Leistung.

Insgesamt ist GeoServer eine leistungsstarke und vielseitige Plattform für die Verwaltung und Bereitstellung von Geodaten im Web. Die es Benutzern ermöglicht, Geodaten auf einfache Weise zu verwalten und zu teilen. Was das Ganze zu einem wichtigen Werkzeug für die Geodateninfrastrukturen macht.