GIS Tutorium: Kapitel 4 – GIS im Internet: Ausgangssituation

Autor: Dipl.-Geogr. Jens Fitzke, Universität Bonn

letzte Aktualisierung: 03.03.99

GIS im Internet / GIS online / Einführung

`[Internet und WWW als Betriebssystem für GIS – GIS online]`

`[Einführung]`

GIS online gibt es im Grunde genommen schon sehr lange – wesentlich länger jedenfalls als das WWW. Raumbezogene Informationsverarbeitung hat schon immer besondere Ressourcen, insbesondere im Hardware-Bereich, erfordert. Geographische Informationssysteme der ersten Generation waren Großrechner-Programme, die über ein (Netzwerk-)Terminal bedient wurden. Nach dem derzeitigen Verständnis von GIS online ist dies im Grunde auch heute noch der Fall – es haben sich 'lediglich' Netzwerk und Terminal geändert: Beim Internet haben wir es mit einem wenig organisierten weltweiten Netz zu tun, als dessen 'Terminal' sich der WWW-Browser durchgesetzt hat. Ist es also angebracht, von einer GIS-Revolution zu sprechen, wie in einem der folgenden Ausrisse (Hinweis: Sensitive Graphik – Klicken Sie auf ein Fragment, um zur Quelle des Originaltextes zu gelangen):

(Quellen: INTERGRAPH 1996, MATUSCHAK 1996, ESRI 1997a,
EBIT 1997, THOEN 1995, OESTERHELD 1997)

Eine der wesentlichsten Neuerungen ist sicher, daß die heutigen 'Terminals' von jedermann bedient werden können. Es reicht heute aus, über einen Internetanschluß zu verfügen und (auf seinem PC) einen Browser installiert zu haben, um mit GIS oder Teilen davon umgehen zu können. Weder teure Soft- und Hardware, noch umfangreiches Spezialwissen sind zwingend erforderlich. Das klassische Bild von GIS als einem Informationssystem für Experten verändert sich. Dabei ist die Verfügbarkeit von GI-Ressourcen im World-Wide Web nur ein Symptom für eine Entwicklung, in der sich die GIS-Welt nach außen öffnet und in deren Verlauf die bisher in sich abgeschlossenen GI-Systeme teilweise oder vollständig durch GI-Bausteine ersetzt werden, die in alle Arten von Anwendungen integriert werden können – man denke nur an die Option, in einem Tabellenkalkulationsprogramm neben einer Diagramm- auch eine Kartendarstellung aus seinen Daten generieren lassen zu können.

GIS online ist für Neulinge wie für Experten ein gleichermaßen unübersichtliches Feld. Nicht nur fehlende Ordnungsstrukturen im WWW, sondern auch die bisher wenig bis gar nicht abgestimmte Terminologie führen zu Verunsicherung unter GIS-Betreibern und GIS-Nutzern. Was heißt es eigentlich, wenn von

GIS online, Internet-GIS, WebGIS, NetGIS oder Distributed GIS

die Rede ist oder ein Produkt unter einer dieser Bezeichnungen angekündigt wird? – Ist ein GeoViewer dasselbe wie ein MapViewer und wodurch unterscheidet sich ein Map-Server von einem Geo-Server? Ein Ziel dieses Beitrages ist es, Licht ins Dunkel der Bezeichnungen zu bringen. Wir verwenden daher GIS online als Sammelbegriff für alle möglichen Arten von GIS-Anwendungen, die über ein Netzwerk verfügbar sind (genausogut könnten dafür NetGIS oder Distributed GIS herangezogen werden). Im speziellen Fall interessiert uns hier Internet-GIS, d.h. wir schränken das Gesichtsfeld auf bestimmte Netzwerk-Technik (also Protokolle) ein. In den meisten Fällen schränken wir sogar noch weiter ein und sprechen über WebGIS, womit wir Anwendungen bezeichnen wollen, die einen bestimmten Client-Typ, nämlich den Web-Browser, voraussetzen. Eine Kategorisierung der verschiedenen Anwendungstypen von GIS online findet sich im Abschnitt WebGIS-Typen.

Nachdem einige Stunden (Tage oder gar Wochen?) vor dem Computer verbracht und mit dem Browser Suchmaschinen und Hotlists durchforstet sind, stellt man fest, daß es sich bei WebGIS um ein Feld handelt,

das nach außen bunt und innen (technisch) extrem heterogen erscheint,
das nur schwer zu überblicken und abzugrenzen ist,
das gleichermaßen von kommerziellen Produkten wie projektspezifischen Lösungen bestimmt ist,
in dem bisher offensichtlich keine Anstrengungen unternommen wurden, Standards zu etablieren bzw.
in dem sich bisher (noch) kaum Standards durchgesetzt haben (eine Ausnahme bildet hier das Map-Server-Konzept).

Eine ganze Reihe von sog. Hotlists oder Jumpstations wollen uns GIS online erschließen helfen. Einige davon sind nachfolgend aufgeführt (natürlich ohne jeden Anspruch auf Vollständigkeit):

Titel	Autor	URL	Aktualität	Bemerkung
CGRER NetSurfing: Maps and References	Mark MacLennan, Center for Global & Regional Environmental Research, University of Iowa	http://www.cgrer.uiowa.edu/servers/servers_references.html#interact	13.7.98	sehr umfangreiche Liste von WebGIS-Beispielen
WWW Database Query and Map Generation via WWW - Online Resources	K. A. Duda, The Institute of Water Research, Michigan State University	http://www.ssc.msu.edu/~geo/wwwgis.html	9.8.98	-
NSDI MetaData and WWW Mapping Sites	Sol Katz, Bureau of Land Management, U.S. Dep. of the Interior	http://www.blm.gov/gis/nsdi.html	4.9.98	-
Great GIS Net Sites!	Keng-Pin Chang, Department of Geography, State University of New York at Buffalo	http://www.hdm.com/gis3d.htm	2/98	Insbesondere Produkte
Web GIS and Interactive Mapping Sites	Steve Morris, GIS Coordinating Task Force, University of California at Berkeley	http://sunsite.berkeley.edu/GIS/intergis.html	26.2.98	Umfangreich: HotLists, Beispiele, Produkte
Web GIS: Toy or Tool? Resources	Bill Thoen, GISnet BBS, Boulder, Colorado	http://www.gisnet.com/gis/notebook/webgis.html	14.5.96	eher von dokumentarischem Wert ...
GeoJava-Corner	GeoWeb Services, Houston, Texas	http://www.ggrweb.com/geojava/index.html	?	Java GIS: Beispiele und Software
Interactive Maps on the Web	Joseph Strobl, Universität Salzburg	http://www.sbg.ac.at/geo/giv/webmapping.htm	?	ziemlich alt
Interactive GIS/RS on the Internet	Jim Aylward, Harvard Design and Mapping Company	http://www.gis.umn.edu/rsgisinfo/interactive.html	?	ziemlich alt

Ein großer Teil des auf diesen Listen verzeichneten online-Angebots beruht auf Produkten, die v.a. von den GIS-Herstellern angeboten werden. Der andere Teil besteht aus Lösungen, die für z.T. sehr spezielle Zwecke oder als 'Pionierleistungen' entstanden sind. Sehr wenige dieser Arbeiten tragen allerdings dazu bei, das Internet als eine Plattform für GIS zu etablieren, die weltweit den Zugriff/Austausch auf/von Daten und Funktionen erlaubt. Dies soll im folgenden Abschnitt noch etwas näher beleuchtet werden.

`[Produkte, Lösungen und Standards]`

Der Markt der WebGIS-Produkte wird im wesentlichen von den klassischen GIS-Anbietern bestimmt, die einen 'Internet-Anschluß' für ihr(e) System(e) anbieten. Dahinter steht die Idee, Internet-Technik (HTTP-Server, Browser) zu nutzen, um einem Nutzer, der dazu lediglich einen Browser und einen Internetanschluß – also kein eigenes Desktop-GIS – benötigt, Zugriff auf raumbezogene Informationen zu geben, die auf einem Server von dem jeweils hauseigenen GIS verwaltet werden. 'Zugriff' steht dabei in erster Linie für Visualisierung, also die interaktive Erstellung von Karten nach thematischen, räumlichen und gestalterischen Vorgaben. Darüber hinaus können Sachdaten zu ausgewählten Geo-Objekten abgefragt werden. Systeme dieser Art haben die meisten Hersteller unter der Sammelbezeichnung Map-Server im Programm. Aktuelle Produkt-Reviews finden sich regelmäßig in Fachzeitschriften, zuletzt beispielsweise in GIS Europe (Toon 1997b) und GeoBIT (Stahl 1998). Eine sehr umfangreiche Studie mit einem Kriterienkatalog zur Unterstützung der Systemwahl wurde bei der GMD angefertigt (Friebe 1997). Ältere und etwas weniger umfangreiche Übersichten im Web finden sich unter:

http://www.sbg.ac.at/geo/giv/geodbwww.htm (Josef Strobl, Universität Salzburg)
http://www.grida.no/prog/norbal/docs/giswww/giswww.htm (Sindre Langaas, UNEP-Grid)
http://www-fit-ki.gmd.de/persons/claus.rinner/comparison.html (Claus Rinner u. Dirk Schmidt, GMD St. Augustin)

Die Produkte decken dabei eine Spannbreite ab, die von der fertigen Anwendung nach dem Typ 'Installieren, Benutzen' bis zur WebGIS-Entwicklungsumgebung für Programmierer reicht. Dabei gilt: Je umfangreicher die Anwendung und je größer daher die Abweichung von dem Map-Server-Grundkonzept, desto weniger können fertige Produkte angeboten werden. Beispielsweise ist im Prinzip nur eine winzige Erweiterung erforderlich, um es einem Nutzer zu erlauben, die gerade im Browser angezeigte Karte per Knopfdruck als Geo-Daten lokal abzuspeichern. In aller Regel wird allerdings der Anbieter daran interessiert sein, diese Dienstleistung auch bezahlt zu bekommen. Er wird also an seinem Map-Server-Produkt ein Modul vermissen, das ihm ganau dies ermöglicht, und zwar in einem von ihm wählbaren Modus -- beispielsweise Zahlung pro Datensatz oder Abrechnung über Kundenkonto. Er wird dann weiter feststellen, daß es einen Mechanismus geben muß, der gewährleistet, daß die Nutzer seines Dienstes auch tatsächlich die Kunden sind, für die sie sich ausgeben. Ferner wird er möglicherweise nicht wollen, daß alle Nutzer Zugriff auf alle von ihm zur Verfügung gestellten Datensätze haben: Es sollte Kundengruppen geben, denen jeweils nur Zugriff auf ganz bestimmte Teilmengen des Angebots gewährt wird. Später, nachdem sich eine andere Fachabteilung aus dem Unternehmen oder der Behörde an seinen Dienst anschließen will, wird er feststellen, daß der Map-Server eigentlich auch das GIS des Herstellers XY unterstützen sollte ...

Das Szenario soll zeigen, daß Anbieter von WebGIS-Produkten sehr schnell in die Situation geraten können, Lösungen für ganz bestimmte Probleme anbieten zu müssen. Dabei werden sie zunächst nur zu einem sehr geringen Anteil auf fertige Produkte zurückgreifen können. Sehr wahrscheinlich aber werden die Erkenntnisse bei der Entwicklung dieser Projektlösungen wieder in die Produktentwicklung einfließen und es werden auf diese Weise WebGIS-Werkzeugkisten mit Modulen entstehen, die jeweils ein sehr spezielles Funktionsspektrum abdecken und die je nach Anforderung zu einer Anwendung zusammengesetzt werden können.

Ungelöst bleibt dabei das Problem der Kommunikation zwischen Systemen verschiedener Hersteller. Zwar können in einer Übergangsphase sämtliche Daten aus dem GIS A (ohne Internet-Dienste) in das GIS B (mit Internet-Diensten) überführt werden – wobei man bereitwillig eine Reihe von Reibungsverlusten in Kauf nimmt. Spätestens nach der zweiten Änderung im Datenbestand von GIS A und der dadurch erneut notwendigen Aktualisierung des Datenbestandes in GIS B wird man nach einer Lösung suchen, auch das GIS A an den Internet-Dienst von GIS B anzuschließen bzw. einen Internet-Dienst zu etablieren, der beide Systeme unterstützt. Es wird also notwendig sein, die Zugriffswege der beiden GI-Systeme zu vereinheitlichen oder aber zumindest einheitlich aussehen zu lassen. An dieser Stelle setzen die Bestrebungen des OpenGIS-Konsortiums an, dessen Ziel es ist, die Interoperabilität von GI-Systemen zu fördern. Dies geschieht über Spezifikationen von Software-Schnittstellen, deren Umsetzung dann in der Hand der Hersteller liegt. Es ist vorgesehen, in Zukunft solche OGIS-konformen Produkte mit einem Gütesiegel zu kennzeichnen.