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KISTERS und offene Standards

Technologien & Trends

KISTERS und offene Standards

Das Gewässerdatenmanagement verarbeitet viele verschiedene Datenstrukturen. Es erfordert eine Kombination aus punktförmigen und räumlichen Daten, aus Tabellendaten, seltenen Einzelbeobachtungen und kontinuierlichen Messungen, um aus den Ergebnissen Schlussfolgerungen zu ziehen. Offene Standards helfen dabei, all diese unterschiedlichen Datenstrukturen auf Basis einer öffentlich zugänglichen Spezifikation zu beschreiben und somit – wenn es um Datenaustausch und Datenintegration geht – Ihren Wasserdaten Transparenz zu verleihen.

Zusammenarbeit mit der Hydrology Domain Working Group des Open Geospatial Consortium (OGC): Die Standardisierung des Austauschs von Wasserdaten

Seit 2009 ist KISTERS aktives Mitglied der OGC Hydrology Domain Working Group. KISTERS hat gemeinsam mit Mitgliedern wie dem Australian Bureau Of Meteorology, CSIRO, Natural Resources Canada, USGS, CUAHSI, NOAA und DELTARES die Standardisierung von Gewässerzeitreihen, -auswertungen, -messungen und -querschnitten zu einem offenen Standard namens "WaterML 2.0" entwickelt. WaterML 2.0 ist ein Modell mit Standardinformationen zur Darstellung von Wasserbeobachtungsdaten mit dem Ziel, den Austausch solcher Datensätze über verschiedene Informationssysteme hinweg zu ermöglichen. Derzeit besteht WaterML 2.0 aus folgenden Beschreibungsteilen:

  • Teil 1: Zeitreihen
  • Teil 2: Messungen, Auswertungen und Querschnitten
  • Teil 3: Hydrologischen Eigenschaften
  • Teil 4: Grundwasser ML

Die Kommission für Hydrologie (CHy) der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) hat WaterML 2.0 als offiziellen WMO-/ISO-Standard angenommen.

Karten, Funktionen und Kataloge

Neben WaterML 2.0 veröffentlichte das OGC eine Reihe von ergänzenden Standards, die für die gemeinsame Nutzung und die Integration von Wasserdaten und -informationen genutzt werden können.

  • WMTS: Web Map Tile Service (WMTS) zur gemeinsamen Nutzung von Karten im Web, die als Grundkarten verwendet werden können
  • WMS: Web Map Service (WMS) zur Nutzung von Grundkarten im Internet, auf die andere Karten gelegt werden können
  • WFS: Web Feature Service (WFS) für die gemeinsame Nutzung von Geodaten über das Internet.
  • CSW: Katalogservice für das Web (CSW) zum Teilen von wasserbezogenen Metadaten über das Internet

Wasserqualitätsstandards

Die Hydro Domain Working Group hat ein Best-Practice-Dokument veröffentlicht, in dem beschrieben wird, wie Probenahmeergebnisse in WaterML2.0 integriert werden. Probenahmen sind jedoch viel komplexer und nicht alle relevanten Informationen können in das WaterML2.0-Format aufgenommen werden. Die US EPA standardisierte den Austausch von Wasserqualitätsprobenahmen im nationalen Format Water Quality Exchange (WQX). WQX – als XML-basiertes Framework – wird verwendet, um Daten zur Überwachung der Wasserqualität über das Internet gemeinsam zu nutzen. Es ist für die Kommunikation mit der Datenbank STORET optimiert, die nationale Wasserdaten der USA enthält.

Die KISTERS Lösungen zur Wasserqualität und Ökologie sind mit WQX kompatibel und können als Web-Knoten im verteilten Framework von WQX und STORET agieren.

Zurzeit arbeiten die Community of Best Practice und die OGC Hydro Domain Working Group daran, einen globalen offenen Standard für den Austausch von Probenahmedaten zur Wasserqualität zu entwickeln.

Modellintegration

Anfänglich durch das EU-finanzierte Projekt HarmonIT ausgelöst, wurde von der Community, die sich mit Modellierung beschäftigt, ein Open Modeling Interface (OpenMI) entwickelt, das hydrologische Modelle verknüpfen soll. Im Jahr 2014 wurde OpenMI zu einem OGC-Standard und kann seitdem zum Austausch von Modellparametern, -zuständen und -ergebnissen zwischen Modellen verschiedener Hersteller und Entwickler verwendet werden. Nachdem die KISTERS Lösungen OpenMI konform waren, erhielt KISTERS 2010 den OpenMI Award.

Im Bereich der Klima- und Wettervorhersage hat sich die netCDF/CF zu einem weit verbreiteten Standard für die Beschreibung von räumlichen und zeitlichen Daten in einem selbstdefinierenden Datenmodell entwickelt. Als binäres Format ist netCDF/CF für die Kommunikation und Speicherung multidimensionaler Massendaten optimiert, die aus umfassenden atmosphärischen und ozeanischen Modellen generiert werden und in Form von Arrays vorliegen. Mit der Übernahme durch den OGC kann netCDF/CF durch die OGC WebService-Standards wie WCS, WFS und SOS bedient werden. Alternativ verwendet die Gemeinschaft der Geowissenschaftler das Protokoll OPeNDAP, um große Datensammlungen in NetCDF oder sogar in HDF zu transportieren.

Die KISTERS Lösungen nutzen netCDF/CF als ergänzenden Datenspeicher für den Zugriff und die Verarbeitung großer Datenmengen.

Die KISTERS Web Interoperability Solution

KISTERS integriert Open-Domain-Standards und -Dienstleistungen in die KISTERS Web Interoperability Solution (KiWIS). KiWIS bietet einen einzigen, offenen und ausgereiften Zugangspunkt für die Online-Erfassung und -Veröffentlichung von hydrologischen Daten in Echtzeit. Mit seinen schnellen und effizienten Verfahren für die Abfrage und Verteilung von Daten ist KiWIS das ideale Werkzeug, um große Mengen hydrologischer Daten in die Cloud zu bringen und für jedermann verfügbar zu machen.

Wasserbehörden und -agenturen auf der ganzen Welt verwenden KiWIS als einzige HTTP-API zusätzlich zu ihrer KISTERS Lösung, um ihre Daten in ihren Communities zu teilen.

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