Integratie Oracle Spatial in ArcGIS
17 jul 2012 - Theo Michielse

Verschenen in OGh Visie zomer 2012
Veel organisaties die Oracle Spatial gebruiken, combineren dit met het GIS-platform van Esri: ArcGIS. Door de jarenlange internationale samenwerking tussen Oracle en Esri is het integratieniveau zeer hoog. Het combineren van de technologie is als gevolg van deze samenwerking zonder meer mogelijk. Er is een breed scala aan technische architecturen te bedenken om voor een gemeenschappelijke klant een optimale oplossing te realiseren
Integratie Oracle Spatial in ArcGIS

Integratie Oracle Spatial in Esri’s
ArcGIS: altijd een haalbare kaart

 

Veel organisaties die Oracle Spatial gebruiken, combineren dit met het GIS-platform van Esri: ArcGIS. Door de jarenlange internationale samenwerking tussen Oracle en Esri is het integratieniveau zeer hoog. Het combineren van de technologie is als gevolg van deze samenwerking zonder meer mogelijk. Er is een breed scala aan technische architecturen te bedenken om voor een gemeenschappelijke klant een optimale oplossing te realiseren; een toekomstvaste en bedrijfszekere geo-informatievoorziening op maat gemaakt. Dit artikel schetst globaal de keuzes en aandachtspunten die een rol (kunnen) spelen bij het realiseren van een GIS-architectuur waarbij Oracle Spatial wordt gebruikt voor het opslaan van de ruwe geometrie.

 

 

Door Theo Michielse

 

Om het maximale rendement te halen uit de combinatie Oracle en Esri zijn verschillende invalshoeken van belang. Naast het combineren van de technologie, is het belangrijk om vanuit het beheerperspectief te kijken. Bij inrichten van een duurzame technische- en functionele beheerorganisatie is kennis noodzakelijk om het maximale rendement te halen uit de combinatie. We nemen in dit artikel het technisch perspectief als vertrekpunt. De onderwerpen zijn gebaseerd op de dagelijkse praktijk en hoewel er meerdere mogelijkheden zijn om de twee oplossingen te combineren, legt dit artikel de focus op de combinatie van Oracle Spatial voor opslag van geometrie en het gebruik van het ArcGIS-platform voor het beschikbaar stellen van deze geometrie aan de gebruikers.

 

ArcGIS-platform: RDBMS-onafhankelijk

ArcGIS is een systeem voor organisatiebrede geo-informatievoorziening, ontwikkeld door Esri. De suite beslaat het volledig spectrum van inwinning, opslag, analyse en ontsluiting op basis van een open infrastructuur. In de suite zijn oplossingen voor mobiel GIS, online GIS, desktop GIS en server GIS te vinden die zelfstandig of in combinatie met elkaar gebruikt kunnen worden om een geo-informatievoorziening op maat in te richten. Het stabiele systeem is schaalbaar van opzet, van één gebruiker tot een volledig social netwerk voor geo-informatie. ArcGIS ondersteunt in-huis, cloud en mobiele platformen voor maximale flexibiliteit en schaalbaarheid.

 

Vaak wordt een combinatie gerealiseerd met Oracle als RDBMS, waarbij gekoppeld wordt met Oracle-functies voor opslag van geometrie: Oracle Spatial. Het ArcGIS-platform is ‘RDMBS onafhankelijk’, maar maakt waar mogelijk gebruik van de specifieke mogelijkheden van het onderliggende relationele databasemanagementsysteem. Het ArcGIS-platform integreert op deze manier met een bestaande informatie-infrastructuur.

 

Onderstaande afbeelding toont de functionele breedte van het GIS-platform, waarbij het gebruik van Oracle als RDBMS-technologie volledig is geïntegreerd.

 

 

 

 

 

Integratieniveaus

Om de passende combinatie van Oracle en Esri-technologie te bepalen voor een organisatie is het belangrijk om vast te stellen op welke niveaus informatie-integratie gerealiseerd moet worden. Dit is veelal een beleidskeuze, die per organisatie verschilt. Bij integratie op webservice-niveau worden bedrijfsmiddelen gekoppeld op basis van bijvoorbeeld een servicebus. Meerdere applicaties gebruiken de services uit de verschillende bedrijfsmiddelen om informatie te combineren en te delen.

 

Onderstaande afbeelding toont een vereenvoudigd beeld van de mogelijkheden om de technologie van Oracle, Esri en eventueel derde partijen te koppelen. Er bestaan meer mogelijkheden om de volledige suites van Oracle en Esri te koppelen, maar die vallen buiten de scope van dit artikel.

 
 
 
 
 
 
In veel gevallen is het wenselijk om integratie te zoeken op RDBMS-niveau. In de markt bestaan veel punt-oplossingen voor bijvoorbeeld het inwinnen van kadastrale geometrie (asset management, bijvoorbeeld wegbeheer). Deze punt-oplossingen koppelen direct met de applicatiespecifieke datamodellen die zijn ingericht in de Oracle RDBMS. De informatie uit deze punt-oplossingen moet daarna beschikbaar gemaakt worden aan de rest van de organisatie (bijvoorbeeld ontsluiting via het web en/of mobiele toepassingen) en hiervoor wordt het ArcGIS-platform ingezet. Bij het combineren van Oracle en Esri-technologie komen de volgende vragen vaak naar boven:

 

  • ·        Op welke manier kan ik kiezen voor Oracle Spatial in combinatie met de oplossingen van Esri?
  • ·        Moet er gekozen worden voor één geometrie type of kan ik meerdere typen combineren?
  • ·        Wat betekent de keuze voor de betrouwbaarheid van mijn gegevens?
  • ·        Oracle Spatial of Oracle Locator, of geen van beide?
  • ·        Hoe richt ik de beheerorganisatie optimaal in?
  • ·        Hoe borg ik de benodigde kennis in mijn organisatie?
  • ·        Wat betekent integratie voor de performance?
  • ·        Op welke manier is de support geregeld?

 

In dit artikel kunnen niet alle vragen volledig beantwoord worden, we gaan vooral dieper in op de gevolgen van het combineren van de user-defined types voor geometrie, de datatypes SDO_Geometry (Oracle Locator & Spatial) en ST_Geometry (Esri’s user-defined type voor Oracle).


 

SDO_Geometry of ST_Geometry?

Voor het opslaan van geometrie (punten, lijnen of vlakken) is in de RDBMS een datatype beschikbaar. Oracle Spatial kent het User-Defined Type ‘SDO_Geometry’. ‘SDO_Geometry’ is als type al beschikbaar in Oracle Locator. De Spatial-module voegt hier functies aan toe, zodat complexere geometrische functies uitgevoerd kunnen worden.

 

‘SDO_Geometry’ kent de volgende datatypes:

 
 

 

 

Het ArcGIS-systeem heeft een User-Defined Type: ST_Geometry. De datatypes zijn hierna weergegeven:

 
 
 

 

 

Er zijn nu drie vormen denkbaar om geometrie te beheren in een Oracle/Esri-combinatie:

1 – Mixed mode: SDO_Geometry en ST_Geometry

2 – Enkel SDO_Geometry

3 – Enkel ST_Geometry

 

Elke modus is valide, wel moet per klantorganisatie een ontwerpkeuze worden gemaakt om tot een effectief resultaat te komen.

 

1 - Mixed mode: Aandacht voor semantische verschillen in de datatypen

Dit is de situatie die in de praktijk het meest voorkomt. De eerste uitdaging blijkt uit de afbeeldingen: beide oplossingen voldoen aan de standaarden die gelden voor geometrie, echter verschilt de uitwerking van deze ISO-standaard. Hoewel de types in grote lijnen overlappen, zijn er subtiele verschillen die kunnen leiden tot een afname in de betrouwbaarheid van de gegevens als de types ‘blind’ worden gemixt. Oracle en Esri beiden beide voldoende mogelijkheden om door middel van kwaliteitscontroles de betrouwbaarheid te waarborgen. Wel is inzicht vereist in de verschillen om de juiste controles uit te voeren. Met deze controles kan een uniform semantisch datatype worden gevormd, zodat ongeacht het datatype de informatie betrouwbaar blijft. De leverancierspecifieke inrichting van bijvoorbeeld projectiesystemen die (indien niet beheerd) invloed hebben op de geometrie laten we buiten beschouwing.

Om tot een betrouwbare integratie te komen is low-level kennis van zowel Spatial als Esri noodzakelijk. Een eenmalige correcte inrichting volstaat, waarna de klantorganisatie zonder de low-level kennis het systeem in gebruik kan nemen. Het succes van de integratie is niet afhankelijk van de techniek, it just works. Het succes zit in het kunnen waarborgen van de datakwaliteit wanneer beide types worden gemixt. De semantische uniformering op informatieniveau (als gemeenschappelijke schil om de twee datatypes) zal leiden tot een succesvolle inrichting van de mixed mode.

 


 

2 - Enkel SDO_Geometry

Indien de keuze wordt gemaakt om geometrie enkel als SDO_Geometry op te slaan, is het semantisch vraagstuk van de mixed-mode nog steeds relevant. Alleen verschuift het vraagstuk zich dan naar de business logica van het ArcGIS-platform. De business logica van het platform moet betrouwbaar kunnen functioneren zonder een directe afhankelijkheid van de achterliggende RDBMS en het gekozen spatial type in de RDBMS. Oracle, maar ook Informix, SQL Server en PostgreSQL hebben spatial datatypes waarop het Esri-platform correct moet functioneren.

 
 

 

Onderstaand overzicht geeft een beeld van de verschillende spatial types waar de business logica van het ArcGIS-platform mee werkt. De business logica moet ongeacht het spatial datatype correct functioneren.

 

 

Gezien de ontwikkelingen van de verschillende RDBMS’en is het onmogelijk om per database specifieke logica te bouwen en moet de business logica een aanname doen om het semantisch vraagstuk te kunnen oplossen. Deze aannames zitten in de logica verwerkt, en er zijn controle- en correctiefuncties beschikbaar om correcte werking te realiseren. Kwaliteitscontrole kan natuurlijk nog steeds worden uitgevoerd in de database, zodat de business logica direct correct wordt gevoed. Dit zijn keuzes die gemaakt worden in de ontwerpfase: waar plaatsen we de validatie van geometrie om correcte werking over de volledige breedte te kunnen waarborgen.

Technisch opnieuw geen beperkingen, maar om de betrouwbaarheid van de informatie bij verwerking door de ArcGIS business logica te garanderen zijn maatregelen aan te raden die bijvoorbeeld in een ETL-proces of database view kunnen worden verwerkt.

 

3 - Enkel ST_Geometry

Als het datatype voor de geometrie enkel ST_Geometry is, wordt het gebruik van punt-oplossingen die zijn gebaseerd op SDO_Geometry uitgesloten. Deze modus wordt enkel gebruikt bij organisaties die het volledige beheer van geometrie op basis van ArcGIS inrichten, waarbij Oracle als RDBMS wordt gebruikt. Een voordeel van deze modus is het ontlopen van het semantische vraagstuk, doordat in het fundament (keuze van het datatype) alle voorwaarden zijn gecreëerd voor een uniform semantisch model van geometrie. In de praktijk is dit voor veel organisaties niet haalbaar, als gevolg van beleid op de database of als gevolg van applicaties die SDO_Geometry nodig hebben.

 

Beheerorganisatie

Elk van de drie genoemde modi is valide en bruikbaar. Per organisatie wordt bepaald welke vorm het meest geschikt is en welke additionele maatregelen nodig zijn om onder aan de streep te garanderen dat voor alle gebruikers de juiste mate van betrouwbaarheid geborgd is.

Ongeacht de combinatie die de klant wenst, is het noodzakelijk om binnen de beheerorganisatie de juiste kennis op te bouwen en dat er voldoende afstemming is tussen het functioneel en technisch beheer om de benodigde betrouwbaarheid van de informatie door de volledige keten heen te kunnen borgen. Zonder de details te kennen is het belangrijk dat de klant bewust is van de semantische aspecten bij het beheer van de geometrie. De combinatie van meerdere producten (punt-oplossingen, Oracle en Esri) biedt een hoge mate van bruikbaarheid en flexibiliteit. Een keerzijde van een uitgebreid applicatielandschap is de extra aandacht om tot correct beheer te komen.

 

Performance

Geometrie bestaat uit zeer grote verzamelingen x y-coördinaten. Om een gedetailleerd kaartbeeld te maken moet een groot aantal van de coördinaten worden geselecteerd en worden verwerkt. In een GIS is performance als gevolg van de enorme hoeveelheid aan vectorinformatie altijd een belangrijk aandachtpunt. Bij te grote selecties (teveel vierkante kilometers aan nauwkeurige geometrie) kan de performance enorm afnemen.

 

Ongeacht het gebruik van SDO_Geometry of ST_Geometry moet veel aandacht worden gegeven aan het voorkomen van queries die teveel informatie opleveren. Hiervoor zijn in Oracle Spatial en in ArcGIS een veelvoud aan parameters beschikbaar om de gewenste performance te halen. Om de maximale performance te realiseren en te behouden is het opnieuw van belang dat de kennis in de beheerorganisatie op niveau wordt gebracht om performanceproblemen te voorkomen of te kunnen achterhalen wat de reden is dat de performance niet aan de verwachtingen voldoet.

 

Samenvatting

Het combineren van Oracle Spatial met het ArcGIS-systeem is technisch heel goed haalbaar. De omgevingen zijn complementair. De mixed modus van SDO_Geometry en ST_Geometry is in de praktijk de meest bruikbare vorm om een beheerbare GIS-voorziening te realiseren waarin ruimte is voor punt-oplossingen, integratie op RDBMS en webservice-niveau. Daarnaast biedt de mixed modus voldoende ontkoppeling tussen de verschillende leveranciers. Bij voldoende aandacht voor de semantische verschillen tussen de datatypes is de betrouwbaarheid van geo-informatie te borgen. De beheerorganisatie kan door het opbouwen van kennis deze betrouwbaarheid, en de gewenste performance, ook op langere termijn blijven leveren.

 

 

Theo Michielse is business consultant bij Esri Nederland.

 
 
 
 
 

Oracle Spatial dag 13 November 2012

 

Spatial Information in the Cloud, the sky is the limit

 

Na de succesvolle Spatial dag van vorig jaar is het thema voor de editie van dit jaar de ontwikkelingen van de ‘ cloud’ voor geo-informatie.

‘Met het hoofd in de lucht en de voeten op de grond’ worden vanuit mogelijkheden die de cloud biedt vanuit verschillende invalshoeken, strategieën en praktijkervaringen besproken.

Doel van de Spatial dag 2012 is een beeld te geven van de mogelijkheden voor ruimtelijke informatie in de ‘cloud’ die al toegepast worden, huidige ontwikkelingen en praktische zaken.

 

Naast dat we u verwelkomen deelnemer kunt ook zelf een bijdrage leveren. Als u zelf al ervaring heeft opgedaan met ‘Spatial Information in the Cloud’ en wilt dit in november delen tijdens de Spatial dag, meldt u zich dan aan

bij de OGh SIM commissie via m.uitentuis@ogh.nl.