Formale Beschreibung und Web-Service-basierte Überprüfung von Constraints in Geodaten

Das Thema dieser Arbeit bestand aus den zwei Teilbereichen der formalen Beschreibung und der anschließenden Web-Service-basierten Überprüfung von Constraints in Geodaten. Der Begriff Constraint beschreibt eine Bedingung, eine Beschränkung oder einen Zwang. Durch Constraints können demnach Qualitätsanforderungen aufgestellt werden, um die Integrität von Geodaten automatisiert zu überprüfen.

Um sich zur Vereinheitlichung an gemeinsamen Standards zu orientieren, sind für die Modellierung und Umsetzung von Bedingungen in Geodaten formale Spezifikationen notwendig. Die Unified Modeling Language (UML) bildet hierbei eine gute Grundlage zur formalen Beschreibung, stellt jedoch direkt keine Möglichkeiten zur formalen Beschreibung von Bedingungen (engl. Constraints) zur Verfügung. Deshalb kommt zur Formulierung von Constraints die textuelle Erweiterung OCL (Object Constraint Language) zum Einsatz. Mit Hilfe der OCL können UML-Modellelemente um Constraints angereichert werden. Hierbei ermöglicht die formale Beschreibungssprache OCL zwar das Formulieren von Constraints, jedoch bietet sie keine Unterstützung für Geodaten. Demnach lassen sich mit den OCL-Standardtypen und -operationen keine räumlichen Constraints aufstellen. So sind z. B. keine Sprachelemente vorhanden um die topologische Bedingung zu formulieren, dass sich Straßen und Gebäude nicht schneiden dürfen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden typische Geodaten-Constraints in OCL formal beschrieben, indem die Object Constraint Language um neue Datentypen und entsprechende Operationen für Geodaten erweitert wurde. Die GeoOCL definiert hierbei die Erweiterung der OCL-Spezifikation um Constraints für raumbezogene Daten. Die Umsetzung von Constraints in Geodaten stellte den zweiten Teil der Arbeit dar und umfasst die Untersuchung von vorhandenen OCL-Werkzeugen. Deren Eignung wurde im Hinblick auf die beabsichtigte Erweiterung um Sprachelemente der GeoOCL getestet. Abschließend wurde die Umsetzung der automatisierten Überprüfung in einem Web Processing Service (WPS) basierend auf dem deegree-Framework konzipiert.c