Integrierter Ansatz zur konzeptionellen Datenmodellierung eines geographischen Informationssystems (GIS) für Daten der Straßenverwaltung

摘要

Um ihre Aufgaben zu verwirklichen, sind Straßenverwaltungen in aller Welt dazu aufgefordert, neue Technologien einzuführen. Grund dafür ist die große Menge an anfallenden Informationen des Straßennetzes und die Notwendigkeit Datenquellen effizient zu nutzen. Geoinformationssysteme für das Transportwesen (GIS-T), welche speziell für Straßenverwaltungen entwickelt wurden, bewirken eine erhebliche Effizienzsteigerung, da sie am besten in der Lage sind, dem räumlichen Charakter der Daten Rechnung zu tragen. Häufig wurde dieser räumliche Charakter der Informationen bei der Systementwicklung ungenügend beachtet, was dazu führte, dass die Möglichkeiten solcher Systeme nicht voll ausgeschöpft wurden. Die Implementierung eines Systems kann nur dann zu vollem Erfolg führen, wenn eine detaillierte Informationsstrukturanalyse durchgeführt wird und wenn die Datenmodellierung formalisierten Entwurfsmethoden folgt. Im Verlauf der Untersuchungen wurde festgestellt, dass gebräuchliche Systeme verschiedene Anforderungen von Straßenverwaltungen nicht erfüllen. Die Probleme können wie folgt zusammengefasst werden:Die Beziehungen zwischen geometrischen, topologischen und Sachinformationen wurden nicht strukturiert. Die Abbildung von geometrischen Informationen in unterschiedlichen Referenzsystemen war nicht redundanzfrei möglich. Die Verwaltung topologischer Informationen in unterschiedlichen Abstraktionsebenen wurde nicht realisiert. Spezifische Funktionen der Straßenverwaltung wurden nicht in ihrer Gesamtheit abgebildet. Nicht alle existierenden Informationen und Methoden konnten in die Systeme integriert werden. Es ist erforderlich, Metadaten wie Konsistenzbedingungen, Qualitätsangaben und Historisierung im System zu berücksichtigen. Speziell für die Definition von systemübergreifend eindeutigen Objektidentifikatoren sind neue Ansätze erforderlich.Um die Effizienz von GIS-T zu verbessern und die beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, wird in der vorliegenden Arbeit schrittweise ein Ansatz für eine konzeptionelle Datenmodellierung vorgestellt, welche den Bedürfnissen einer Straßenverwaltung Rechnung trägt. Der Grundgedanke des vorgeschlagenen Modells besteht in der Abstraktion und der strengen Unterscheidung von geometrischen, topologischen und Sachdaten. Um die Integration aller Daten, die Kontrolle von Redundanz und eine Optimierung der Datenpflege zu erreichen, wurden Trassierungselemente durch datumsinvariante Parameter abgebildet. Das vorgeschlagene konzeptionelle Datenmodell wurde erfolgreich implementiert. Dabei kam ein objektrelationales Datenbanksystem zum Einsatz.