Einführung und Motivation

Der Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen (OKSTRA^®) verfügt über ein sehr umfangreiches Datenmodell: In der Version 2.016 besteht es beispielsweise aus 607 Objektarten, die auf 37 Schemata (Packages) verteilt sind.

In konkreten Anwendungsfällen des OKSTRA^® findet dagegen typischerweise nur ein relativ kleiner Teil des OKSTRA^®-Datenmodells tatsächlich Verwendung. Die Anforderung, die Datenübergabe solle „OKSTRA^®-konform“ erfolgen, ist deswegen allein nicht geeignet, um einen gewünschten Datenaustauschvorgang hinreichend zu beschreiben. Vielmehr müssten noch weitere Details festgelegt werden, z. B. die zu verwendende OKSTRA^®-Version und die Objektarten, die konkret ausgetauscht werden sollen.

Aus dieser Überlegung heraus wurde von der OKSTRA^®-Pflegestelle eine Möglichkeit geschaffen, den Inhalt eines gewünschten Datenaustauschvorgangs in einer formalisierten Art und Weise exakter zu beschreiben. Eine solche Beschreibung wird als OKSTRA^®-Profil bezeichnet und definiert letztlich einen bestimmten Ausschnitt aus der jeweils gewünschten OKSTRA^®-Version.

Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.

Einführung und Motivation

Der Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen (OKSTRA^®) verfügt über ein sehr umfangreiches Datenmodell: In der Version 2.016 besteht es beispielsweise aus 607 Objektarten, die auf 37 Schemata (Packages) verteilt sind.

In konkreten Anwendungsfällen des OKSTRA^® findet dagegen typischerweise nur ein relativ kleiner Teil des OKSTRA^®-Datenmodells tatsächlich Verwendung. Die Anforderung, die Datenübergabe solle „OKSTRA^®-konform“ erfolgen, ist deswegen allein nicht geeignet, um einen gewünschten Datenaustauschvorgang hinreichend zu beschreiben. Vielmehr müssten noch weitere Details festgelegt werden, z. B. die zu verwendende OKSTRA^®-Version und die Objektarten, die konkret ausgetauscht werden sollen.

Aus dieser Überlegung heraus wurde von der OKSTRA^®-Pflegestelle eine Möglichkeit geschaffen, den Inhalt eines gewünschten Datenaustauschvorgangs in einer formalisierten Art und Weise exakter zu beschreiben. Eine solche Beschreibung wird als OKSTRA^®-Profil bezeichnet und definiert letztlich einen bestimmten Ausschnitt aus der jeweils gewünschten OKSTRA^®-Version.

Prinzipiell können OKSTRA®-Profile für folgende Anwendungen eingesetzt werden:

• Softwarehersteller können mit einem Profil beschreiben, welche Teile des OKSTRA^® von der OKSTRA^®-Schnittstelle eines bestimmten Softwaresystems unterstützt werden.
• Umgekehrt könnte Softwareherstellern auch vorgegeben werden, welche Teile des OKSTRA^® für bestimmte (Standard-)Anwendungsfälle zu unterstützen sind.
• In der gleichen Art und Weise könnte ein Auftraggeber einem Auftragnehmer, der für ihn Daten erfasst bzw. erzeugt, in Form eines Profils mitteilen, was für Daten im Rahmen des Auftrags erwartet werden.
• Die formalisierte Beschreibung von Profilen würde es darüber hinaus gestatten, OKSTRA^®-Datensätze von einer speziellen Software auf die Einhaltung der in einem Profil enthaltenen Festlegungen prüfen zu lassen.

Formalisierte Beschreibung von Profilen

Zur formalisierten Beschreibung von OKSTRA^®-Profilen wurde von der OKSTRA^®-Pflegestelle ein XML-Datenformat entwickelt, das im technischen OKSTRA^®-Dokument T0009 [1] beschrieben wird. Das entwickelte Datenformat gestattet u. a. die Angabe der folgenden Festlegungen: die zu verwendende OKSTRA^®-Version,

• das bzw. die erlaubten Koordinatenreferenzsysteme,
• die zu verwendende Fachbedeutungsliste,
• die erlaubten Objektarten.

Zur Angabe der zulässigen Objektarten existieren mehrere Möglichkeiten: So können durch die Angabe eines bestimmten OKSTRA^®-Schemas alle enthaltenen (instanzierbaren) Objektarten zugelassen werden. Alternativ können die erlaubten Objektarten auch einzeln aufgezählt werden. Bei der Auswahl von Objektarten durch die Angabe eines OKSTRA^®-Schemas besteht darüber hinaus die Möglichkeit, einzelne Objektarten im Sinne eines Exklusionsfilters aus dem Profil auszuschließen.

Neben der Angabe der erlaubten Objektarten bietet das entwickelte XML-Datenformat auch die Möglichkeit, die Kardinalitäten ihrer Attribute und Relationen einzuschränken. Damit kann beispielsweise ein im OKSTRA^® optionales Attribut in einem Profil zum Pflichtattribut werden. Die Wertekataloge von Schlüsseltabellen können global oder im Hinblick auf einzelne Attribute eingeschränkt werden. Und bei freien Schlüsseltabellen, für die der OKSTRA^® keinen Wertekatalog angibt, können die zu verwendenden Werte vorgegeben werden. Derartige Festlegungen sind stets als Verschärfungen des OKSTRA^®-Standards zu verstehen. Die damit noch erlaubten Kardinalitäten und Schlüsseltabellenwerte müssen gemäß OKSTRA^®-Standard vollständig zulässig sein, sodass die gemäß einem OKSTRA^®-Profil erzeugten Daten uneingeschränkt OKSTRA^®-konform sind.

Abbildung 1 zeigt ein [1] entnommenes Beispiel für ein OKSTRA^®-Profil im entwickelten XML-Datenformat. Die zu verwendende OKSTRA^®-Version ist dabei die Version 1.015, zulässig sind alle Objektarten der Schemata „S_Strassennetz“ und „S_Entwurf“ mit Ausnahme der Objektart Verbotene_Fahrbeziehung_NP. Als Fachbedeutungsliste ist die Liste „Brandenburg 2.0“ zu verwenden, als Koordinatenreferenzsystem „DE_DHDN_3GK4“ (Deutsches Hauptdreiecksnetz, Bessel-Ellipsoid, Gauß-Krüger-Koordinaten im 4. Meridianstreifensystem mit der Streifenbreite 3°). Daneben sind noch einige Einschränkungen von Kardinalitäten und Wertekatalogen von Schlüsseltabellen enthalten.

Implementierung

Zur Erstellung von OKSTRA^®-Profilen wurde das OKSTRA®-Werkzeug der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) um einen Profil-Editor erweitert, der die Erzeugung von OKSTRA^®-Profilen in interaktiver Form ermöglicht.

Darüber hinaus wurde die OKSTRA^®-Klassenbibliothek (OKLABI) in die Lage versetzt, bei der Prüfung von Datenbeständen auf OKSTRA^®-Konformität zusätzlich Profile zu berücksichtigen. Damit kann mit der OKLABI nicht nur die OKSTRA^®-Konformität eines Datenbestandes an sich, sondern auch die Einhaltung eines bestimmten Profils und damit die Eignung für einen bestimmten Anwendungsfall überprüft werden. Diese Möglichkeit wurde auch in der Oberfläche des OKSTRA^®-Werkzeugs verfügbar gemacht.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<profile xsi:schemaLocation="http://www.okstra.de/profile/1.0 profil.xsd"

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://www.okstra.de/profile/1.0">

<profil name="Beispielprofil" modellversion="1.015" modell="OKSTRA">

<paket name="S_Strassennetz">

<objektarten auswahl="alle">

<objektart name="Strasse">

<eigenschaft name="hat_Strassenbezeichnung">

<eigenschaft name="Strassenklasse">

<werte auswahl="einige">

<wert kennung="A"/>

</werte>

</eigenschaft>

</eigenschaft>

</objektart>

<objektart name="Verbotene_Verkehrsbeziehung_NP" weg="1"/>

<objektart name="Abschnitt">

<eigenschaft name="dargestellt_von_Linie" min="1" max="1"/>

</objektart>

<objektart name="Ast">

<eigenschaft name="dargestellt_von_Linie" min="1" max="1"/>

</objektart>

</objektarten>

</paket>

<paket name="S_Entwurf">

</paket>

<tabelle name="Quelle_der_Information_Land">

<werte auswahl="einige">

<wert kennung="05">

<text name="Langtext">Deutsche Bahn AG</text>

</wert>

<wert kennung="06">

<text name="Langtext">Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes</text>

</wert>

</werte>

</tabelle>

<tabelle name="Knotenpunktsystem">

<werte>

<wert kennung="00" weg="1"/>

</werte>

</tabelle>

<koordrefsys name="DE_DHDN_3GK4"/>

<fbliste name="Brandenburg 2.0"/>

</profil>

</profile>

Abbildung 1: Beispiel für ein OKSTRA^®-Profil (entnommen aus [1])

Fazit

OKSTRA^®-Profile bieten die Möglichkeit, beliebige Ausschnitte aus dem Datenmodell einer gewünschten OKSTRA^®-Version zu definieren und in einem veröffentlichten XML-Datenformat formalisiert zu beschreiben. Damit kann der für einen bestimmten Anwendungsfall erforderliche Datenumfang weitgehend festgelegt werden. Mit dem OKSTRA^®-Werkzeug der Bundesanstalt für Straßenwesen steht eine Softwareanwendung bereit, mit der OKSTRA^®-Profile interaktiv erstellt und OKSTRA^®-Datenbestände auf Konformität mit OKSTRA^®-Profilen überprüft werden können.

Literatur

[1]   OKSTRA^®-Pflegestelle (Hrsg.): Festlegung von inhaltlichen Ausschnitten (Profilen) des OKSTRA-Datenmodells, Technisches Dokument zum OKSTRA^® T0009, Stand 11.04.2014, verfügbar unter http://www.okstra.de

[2]   Bundesanstalt für Straßenwesen, interactive instruments GmbH (Hrsg.): OKLABI – die OKSTRA Klassenbibliothek – Programmierhandbuch, Version 3.2, verfügbar unter http://www.okstra.de