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Sensor- und Geodateninfrastruktur
Arbeitspaket 5

Im Arbeitspaket 5 wird eine Sensor- und Geodateninfrastruktur (SGDI) entwickelt, die den Echtzeitdatenaustausch zwischen Sensoren, Modellen, Simulationen, externen Datenquellen und dem Endnutzer durch ein GeoPortal ermöglicht.

Datenfusion

Die zu entwickelnde SGDI soll als Schnittstelle zwischen existierenden räumlich-temporalen Daten und Echtzeitmessungen durch Geosensornetze dienen. Die Datenfusion aus unterschiedlichen Quellen, wie der Marine Dateninfrastruktur Deutschland (MDI-DE), ist entscheidend für ein ganzheitliches Monitoring von Deichen, da nur so die Validität der Modelle und Simulationen gewährleistet werden kann. Gleichzeitig müssen die berechneten Ergebnisse aus den anderen Arbeitspaketen durch Software-Schnittstellen an die SGDI angebunden werden.

Architektur

Die Implementierung der SGDI erfolgt nach dem Muster einer serviceorientierten Architektur (SOA). Es werden Web Services entwickelt, die den Zugang zu den Daten, Modellen und Simulationen erschließen. Zur Wahrung der Interoperabilität werden internationale Geoinformationsstandards der INSPIRE-Richtlinie der EU und des Open Geospatial Consortiums (OGC) eingesetzt. Diese Standards umfassen neben Datenmodellen auch Dienste zum Abrufen von Geodaten wie Web Map Services (WMS) und Web Feature Services (WFS) aber auch Prozessierungsdienste (Web Processing Service). Des Weiteren werden neue Mechanismen und Dienste erforscht, die Geodatenströme in Echtzeit erfassen, analysieren und prozessieren können. Nur so lassen sich gleichzeitig Sensordaten und Echtzeitsimulationen anbinden und integrieren. Eine besondere Bedeutung kommt dabei leichtgewichtigen Austauschprotokollen wie dem Internet of Things (IoT)-Protokoll MQTT zu, da hiermit ein leichtgewichtiges Messaging zwischen den unterschiedlichen Teilsystemen umgesetzt werden kann.

Dazu wird in der angestrebten Architektur das Prinzip eines Event Bus eingeführt, der einen Datenaustausch- und einen Benachrichtigungsmechanismus vereint. Dieser wird durch GeoMQTT implementiert, welches eine Erweiterung des MQTT Protokolls darstellt. Durch die Architektur ist es möglich, gemessene Sensordaten direkt durch (Post-) Prozessierungsdienste weiterzuverarbeiten und bspw. mögliche Fehlmessungen zu filtern. Des Weiteren können so beliebige Prozessketten umgesetzt werden, die auf den Datenströmen agieren.

GeoPortal

Als zentraler Zugang zu jedweder Information wird ein Web-basiertes Deich-Geoportal aufgebaut, welches sowohl den direkten Zugriff auf die in Echtzeit erfassten Sensordaten als auch auf die ergänzenden Daten Dritter mittels stationärer und mobiler Endgeräte (z.B. Smartphones) erlaubt. Außerdem werden die Ergebnisse der wasserbaulichen Analyse- und Simulationswerkzeuge sowie Melde- bzw. Alarmierungsfunktionalitäten integriert.

Zuletzt aktualisiert am 01.08.2017