Organisation und Auswertung großer georeferenzierter und spatio-temporaler 2D- und 3D-Messwertdatenbanken

Projekt von Thomas Brinkhoff und Christian Möhlmann

Förderung durch das Programm "Praxisnahe Forschung und Entwicklung an niedersächsischen Fachhochschulen" der AGIP und durch den "Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung" (EFRE)
Laufzeit: 01.10.2006 - 30.11.2008
Kooperationspartner: Gemitec, Rötgesbüttel

Ausgangssituation

Mit dem Aufkommen moderner Messverfahren wie Laserscanning, Radar, Computertomografie usw. steigen die Datenvolumina georeferenzierter Messdaten massiv an. Als Beispiele dazu können die GPS-Daten von Messfahrten oder die Aufnahme von Gebäudefassaden oder -innenräumen durch bodengestützte Laserscanner genannt werden. Moderne objektrelationale Geodatenbanksysteme erlauben zwar die Speicherung und Anfrage raumbezogener Daten; sie sind aber auf die Unterstützung herkömmlicher 2D-Geodaten (z.B. Flurstücke oder Leitungsnetze) abgestimmt. Damit unterstützen sie dreidimensionale Messwerte hinsichtlich Datenorganisation und Anfrage nur eingeschränkt. Viele 2D- und 3D-Messdaten besitzen zusätzlich einen Zeitbezug. In diesen Fällen wäre der Einsatz von spatio-temporalen Datenbanksystemen angebracht. Allerdings existieren derzeit noch keine für den Einsatz in einem Unternehmen oder einer Behörde geeigneten spatio-temporalen Datenbanksysteme.

Ziel des Vorhabens

Daher sollen in diesem Vorhaben zunächst Techniken zur Organisation großer georeferenzierter Messwertdatenbanken entwickelt werden und dann auf dieser Basis Verfahren für große spatio-temporale Messwertdatenbanken entworfen und implementiert werden. Dazu benötigt man 1.) eine geeignete logische Organisation des Datenbestands, so dass sich spätere Anfragen und Auswertungen adäquat formulieren lassen, und 2.) eine geeignete physische Organisation (insbes. physische Clusterbildung). Wichtige Basisoperationen sind dabei der Aufbau der Datenbank mit entsprechenden Messreihen, das Hinzufügen und Löschen von Messreihen, Intervallanfragen bezüglich der Messwerte und räumliche Anfragen wie Rechteckanfragen, Distanzanfragen, Nächste-Nachbarn-Anfragen und räumliche Verbundanfragen; im Fall von spatio-temporalen Messwertdatenbanken kommen noch räumliche Anfragen hinzu, die einen Zeitbezug aufweisen.

Eine wichtige Nebenbedingung in dem Vorhaben ist, dass, um eine praktische Anwendung der Ergebnisse durch den Projektpartner und andere Unternehmen sicherzustellen (und um unnötigen Entwicklungsaufwand zu sparen), als Basis handelsübliche objektrelationale Geodatenbanksysteme verwendet werden sollen. Über die vorhandenen Erweiterungsmöglichkeiten (insbes. der Beeinflussung der physischen Datenspeicherung und dem Einbringen bzw. Anpassen von räumlichen Indexen) sollen diese Systeme entsprechend angepasst werden.

Die Messwertdatenbanken sollen anhand einer konkreten Anwendung erprobt werden.