Technische Details

Technische Details Metadatensuche

Die Metadatensuche besteht aus einer Datenbank, in welcher Metadaten gespeichert werden, sowie aus einer Suche und einem API, womit die Metadaten abgefragt und durchsucht werden können. Die Einbindung in die Website von geodata4edu.ch wird gewährleistet.

Der gesamte Stack der Metadatensuche wird in der SWITCHengines Cloud betrieben.

Die Metadaten sind mittels eines Metadatenschemas strukturiert, das unter den Projektpartnern ausgehandelt ist und in gewichtigen Fällen angepasst werden kann. Die darin definierten Metadatenelemente sind abgestimmt auf die Metadatensuche. Für das Auffinden in der Suche wird für jeden Geodatensatz ein Metadatensatz benötigt. Das Einfüllen der Metadaten erfolgt durch die Verantwortlichen der beiden Zugangs-Services. GeoVITe nutzt dazu eine CSW-Schnittstelle. Die Metadaten der HSR-Webservices werden via Elemente der Restschnittstelle und via ein Eingabe-Interface eingefüllt.

Die Suche beinhaltet Suchalgorithmen, um die Inhalte der Metadatenbank in eine gut durchsuchbare Form zu transformieren (Search Database), welche mittels einer definierten Suchsyntax durchsucht werden kann (diese Suchsyntax ist in einer Suchanleitung dokumentiert).  Die Suchfunktion bedient sich zudem zweier Hilfsmittel zur verbesserten Suche. Zum einen wird ein Stemming in der entsprechenden Sprache der Einträge gemacht, welche es erlaubt die Wortstämme der Wörter zu erkennen. So werden Wörter unabhängig von Genus oder Numerus gefunden. Zum anderen besteht eine Übersetzung- und Synonymliste der wichtigsten Fach- und Datenbegriffe mit den Übersetzungen in Deutsch, Englisch und Französisch (z.B. Wald – forest – forêt) sowie entsprechenden Synonym-Begriffen (z.B. Wald – Forst – Gehölz). Bei einer Suchanfrage wird der eingegebene Suchbegriff im Hintergrund automatisch mit den entsprechenden Übersetzungen und Synonymen ergänzt. Die Übersetzungs- und Synonymliste wird von den Datenverantwortlichen der beiden Zugangs-Services unterhalten und laufend ergänzt.

Das API zur Einbindung in die geodata4edu.ch-Webseite stellt eine REST-Schnittstelle zur Verfügung. Diese Schnittstelle nimmt die Suchbegriffe und Suchinformationen entgegen, gibt die Suchergebnisse in aufbereiteter Form zurück und erlaubt bei Bedarf alle Details zu einem Metadatensatz abzufragen. Das API dient somit als Schnittstelle zwischen Datenbank und Suchabfragen und erlaubt einen unkomplizierten Zugang zur Metadatenbank durch das bewährte und geläufige REST-Interface.

 

Technische Details Webservices

Die HSR-Webservices ermöglichen einem GIS spezialisierten Benutzer den direkten Zugang zu lizenzierten Geodaten von Bundesämtern und Kantonen mit der proprietären Anwendersoftware ArcGIS for Desktop und OpenSource Anwendersoftware, z.B. QGIS. Durch eine Authentifizierung mit dem SWITCHaai-Identity Provider wird gewährleistet, dass nur autorisierte Anwenderinnen und Anwender aus der Forschung und Studierende der Schweiz Zugriff auf die lizenzierten Daten erhalten.

Die technische Infrastruktur ist auf SWITCHengines Windows Server 2012 R2 aufgebaut. Die Vektor- und Rasterdaten werden im Backend in einer ArcSDE/MS SQL Datenbank und einem FileStorage Server gespeichert und über die REST API Schnittstelle eines Esri ArcGIS Server als Karten-, Feature- und Image-Services publiziert. Diese auf dem ArcGIS Server gehosteten Webservices werden über ein federated Portal for ArcGIS von Esri für die weitere Verwendungen organisiert und für Visualisierungszwecke und Verarbeitungsprozess verfügbar gemacht. Für die Einbindung der Webservices in den Desktop Client verbindet sich der Nutzer nach erfolgreicher Anmeldung via „Portal for ArcGIS“ auf den ArcGIS Server und lädt die Webservices in die entsprechende Desktop Anwendungssoftware.

 

Technische Details Downloadservice (GeoVITe)

Die GeoVITe (Geodata Versatile Information Transfer environment) Plattform, welche Downloadmöglichkeiten für den nationalen Dienst Geodata4EDU bereitstellt, basiert auf einer dreischichtigen Architektur mit einer klaren Trennung zwischen Daten (verwaltet von einer Datenhaltungsebene im Backend), Applikationslogik (bestehend aus serverseitigen Geodiensten) und einer Präsentationschicht (realisiert durch eine clientseitige Benutzeroberfläche im Frontend).

Die vorhandenen Vektor- und Rasterdatensätze werden von mehreren Systemen im Backend verwaltet, wie PostgreSQL Geodatenbanken und Network Attached Storage (NAS) Systemen. Die serverseitige Applikationslogik stellt Verarbeitungs- und Darstellungsdienste für Geodaten bereit, die auf bekannten Open Source Softwares und Bibliotheken wie QGIS Server, GDAL/OGR und GeoTools basieren, und erweitert diese mit mehreren Java Servlets, die eine Programmierschnittstelle (API) über der Datenhaltungsebene bilden. Die Benutzeroberfläche des Portals nutzt Webtechnologien wie die HyperText Markup Language (HTML), Cascading Style Sheets (CSS) und JavaScript (JS) innerhalb der GeoAdmin3 und OpenLayers3 Frameworks. Die komplette GeoVITe Benutzeroberfläche ist auf Java Server Technologien wie Java Servlets und Java Server Pages (JSP) aufgebaut, um Authentifizierung und die Kommunikation mit der serverseitigen Applikationslogik sicherzustellen. Diese webbasierte Schicht in GeoVITe regelt die Mehrzahl der Benutzeraktionen durch Senden von Anfragen und Empfangen von Antworten von der serverseitigen Applikationslogik. Die Geodienste greifen auf die Daten im Backend zu, verarbeiten sie zur Darstellung oder für den Download und liefern schliesslich der Benutzeroberfläche die entsprechende Antwort.

Die verwendeten Technologien in GeoVITe unterstützen die Umsetzung von akademischen Geodateninfrastrukturen (GDIs) und Geoportalen, die sowohl client- als serverseitig mit gängigen Open Source und proprietären GIS-Softwares wie QGIS oder ESRI ArcGIS kompatibel sind. Das Portal und die Dienste von GeoVITe dienen als überbetriebliches GDI der ETH Zürich, welches den Geodata4EDU Konsortialmitgliedern nun als ein nationaler Dienst zur Verfügung gestellt wird.