Leitfaden Mobile
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Leitfaden Mobile GIS - Hardware, Software, IT-Sicherheit Version 2.0 Nutzen Sie unsere 20-Jährige Praxiserfahrung! Das gesamte Spektrum raumbezogener Datenverarbeitung, geografischer Informationssysteme und mobiler Lösungen: ArcGIS-Software ArcGIS for Desktop und ArcGIS for Server ArcGIS-Schulungen für Einsteiger und Fortgeschrittene GIS-Datenaufbereitung und Qualitätssicherung von Geodatenbeständen Individuelle GIS-Systeme für Desktop und Server Auf der Basis aktueller Esri-Technologie Mobiles GIS + GNSS-Empfänger von der Konzeption bis zur Systemeinführung Robuste Feldrechner vom PDA bis zum Tablet-PC wie das FZ-G1 von Panasonic (auch als GNSS-cm-Edition) Komplettpakete zur Datenerfassung im Gelände "Ready to use" von der kostengünstigen Einsteigerlösung bis zur hochgenauen Profilösung GIS-basierte Stadtplanerstellung Erstellung von Printprodukten, online Kartendiensten und Apps für Bürger und Fachabteilungen GISconnector for Excel Die bidirektionale Schnittstelle zwischen ArcGIS und Excel für integriertes Arbeiten in beiden Welten Hardware+Software+Dienstleistung alles aus einer Hand: http://www.gi-geoinformatik.de GI Geoinformatik GmbH Morellstraße 33 | D-86159 Augsburg | Tel. +49(0) 821/25869-0 |info@gi-geoinformatik.de Impressum Mobile GIS – Hardware, Software, IT-Sicherheit Version 2.0, Oktober 2014 ISBN 978-3-935049-70-2 Herausgeber Dr. Klaus Brand, GI Geoinformatik GmbH Prof. Dr. Matthäus Schilcher, Runder Tisch GIS e.V. Runder Tisch GIS e.V. c/o Technische Universität München Geschäftsstelle am Lehrstuhl für Geoinformatik Arcisstraße 21 80333 München Lektorat Gerold Olbrich, Wichmann Verlag Redaktion Timo Thalmann, textkoch.de Layout & Satz Matthias Niemeyer, chocolate-design.de Bildnachweise Titelbild: GAF AG; Inhaltsverzeichnis: Claudia Otte/Fotolia.com, Rainerle/Fotolia.com, Nils Bergmann/Fotolia.com, Albrecht-E.-Arnold/pixelio.de, RICO/Fotolia.com, Tombaky/ Fotolia.com, fefufoto/Fotolia.com, Daniel Ernst/Fotolia.com, tiratore/Fotolia.com. Anzeigen Dr. Gabriele Aumann Runder Tisch GIS e.V. c/o Technische Universität München Geschäftsstelle am Lehrstuhl für Geoinformatik Prof. Dr. Thomas H. Kolbe Arcisstraße 21 80333 München Tel. 089 289 22857 E-Mail: runder-tisch@bv.tum.de www.rundertisch.de Erscheinungsweise Digital, PDF und E-Book http://www.rtg.bv.tum.de/index.php/en/leitfaden-mobiles-gis/download Urheberrecht Alle Rechte vorbehalten. Alle Beiträge und Abbildungen im Leitfaden Version 2.0 sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheber- rechtsgesetz geschützt ist, bedarf der vorherigen Genehmigung durch den Runden Tisch GIS e.V. Gezeichnete Beiträge geben die Meinung der Autoren wieder. Die Vor- stellung von Hard- und Softwareprodukten in diesem Leitfaden erfolgt ohne Gewähr oder Anspruch auf Vollständigkeit. Sämtliche Angaben zu den Produkten beruhen ausschließlich auf Informationen der jeweiligen Hersteller. Diejenigen Bezeichnungen von im Leitfaden genannten Erzeugnissen, die zugleich eingetragene Warenzeichen sind, wurden nicht besonders kenntlich gemacht. Es kann also aus dem Fehlen der Markierung ™ oder ® nicht geschlossen werden, dass die Bezeichnung ein freier Warenname ist. Ebenso wenig ist zu entnehmen, ob Patente oder Gebrauchsmuster- schutz vorliegen. 3 Inhaltsverzeichnis Vorwort 9 Mobile GIS und die möglichen Anwendungsfelder 1 Einleitung Mobile GIS 13 11 1.1 Aufbau des Leitfadens 14 1.2 Ausblick 15 Grundlagen 2 Positionierungstechnologien 18 2.1 Das Europäische Satellitennavigationssystem Galileo 18 2.1.1 Aufbau des Galileo-Systems 18 2.1.2 Die Galileo-Architektur 18 2.1.3 Galileo-Dienste 20 2.1.4 Galileo im Zusammenspiel mit anderen Systemen 20 Umwelt und Ressourcen 2.1.5 Galileo-Anwendungsbereiche 20 2.1.6 Aktueller Stand 21 2.2 Prinzip der Satellitenpositionierung 22 2.3 GNSS-Dienste (GPS, GLONASS) 24 2.4 Geodätische Bezugsysteme 24 2.4.1 Koordinatenreferenzsysteme 24 2.4.2 Transformation 25 2.5 Indoor-Positionierung & Lokale Positionierungssysteme 26 2.5.1 Lokale Positionierungssysteme 27 2.5.2 Ausgewählte Ansätze 28 2.5.3 Zusammenfassung und Ausblick 32 3 Genauigkeit von GNSS Messungen 35 Land- und Forstwirtschaft 3.1 Genauigkeit von autonomen Lösungen 35 3.2 Genauigkeitssteigerung durch differentielle Korrektur 36 3.2.1 DGPS 37 3.2.2 SAPOS - Der Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung 38 3.2.3 Postprocessing 39 4 IT-Plattformen 42 4.1 Welche IT-Plattform ist für mobile GIS-Lösungen die Richtige? 42 4.1.1 Wodurch unterscheiden sich GNSS-Empfänger in ihrer Genauigkeit? 42 4.1.2 Bauartnormen 43 Straße/Transportwesen 4.1.3 Displaytechnologien 45 4.2 Betriebssysteme 45 4.3 Hardwarekatalog 46 5 Software für mobile Aufgaben 59 5.1 Welche Software ist für eine mobile Lösung die Richtige? 59 5.2 Softwarekatalog 61 5.3 Grundlagen der Geo-Appentwicklung 99 5.3.1 Native Apps 99 5.3.2 Mobile Webseiten 100 4 Mobile GIS und die möglichen 5.3.3 Hybride Apps 104 Anwendungsfelder 5.3.4 Entscheidungshilfen 107 6 IT-Sicherheit mobiler GIS-Anwendungen 108 6.1 Einführung 108 6.1.1 Datenschutz und Privatsphäre 108 6.1.2 Bedrohungen mobiler Systeme 108 6.1.3 Ziele des Kapitels 109 6.1.4 Mobilgerät-Betriebssysteme 109 6.2 Sicherheitsaspekte 110 6.2.1 Verwaltung der Mobilgeräte 110 6.2.2 Mobilgeräte als Angriffsmittel 110 6.2.3 Software für Mobilgeräte 110 Outdoor 6.2.4 Vertraulichkeit und Integrität der Daten 111 6.2.5 Verfügbarkeit 112 6.2.6 Authentifizierung und Autorisierung 112 6.3 Schutzmaßnahmen 113 6.3.1 Zugang zum Mobilgerät 113 6.3.2 Konfiguration des Mobilgeräts 114 6.3.3 Absicherung der Infrastruktur 114 6.3.4 Vertrauenswürdige Software 115 6.3.5 Management der Mobilgeräte 116 6.3.6 Verschlüsselung 117 6.3.7 Datenhaltung 118 6.3.8 Kompartimentierung 119 Wasserwirtschaft 6.4 Anwendungsszenarien 120 6.4.1 Nutzer / Besitzer der Mobilgeräte 120 6.4.2 Betreiber der GIS-Infrastruktur 120 6.4.3 Sensitivität der Daten 121 6.5 Praxisbeispiele 121 6.5.1 Neu-Ulm 121 6.5.2 Cham 122 6.5.3 Geologische Kartierung 123 6.6 Weiterführende Literatur 124 7 Geobasisdaten 126 7.1 Amtliche Geobasisdaten 126 7.2 Qualitätsmerkmale und Vorteile amtlicher Geobasisdaten 127 Wissenschaft und Lehre 7.3 Technologien zur Datenbereitstellung 129 7.3.1 Datenbereitstellung 129 7.3.2 Caching von Karten 129 7.4 Datenschutz und Nutzungsrechte 131 7.4.1 Datenschutz bei Geoinformationen 132 7.4.2 Nutzungsrechte - Grundlagen 134 7.4.3 Vertrieb von Geobasisdaten: Lizenzmodelle 135 7.4.4 Tarife für Geodatendienste 136 8 Satellitengestützte Fernerkundungsdaten 139 8.1 Das Ziel von Copernicus 139 8.2 Die Copernicus Infrastruktur 139 8.2.1 Copernicus Beobachtungskomponente 139 5 8.2.2 Die Weltraumkomponente 140 Mobile GIS und die möglichen 8.2.3 Die In-situ-Komponente 140 Anwendungsfelder 8.2.4 Copernicus-Informationsdienste 141 8.3 Die ersten Copernicus-Dienste im Betrieb und ihre Anwendungsszenarien 142 8.4 Fazit 143 Branchenszenarien und Praxisbeispiele 9 Branchensenarien 146 9.1 Mobile geographische Informationssysteme in der Landwirtschaft 146 9.2 Aktueller Stand und Perspektiven mobiler Geo-Apps im Bereich Outdoor und Tourismus 151 Ver- und Entsorgung 10 Praxisbeispiele 162 10.1 Kanalnetz der Stadt Lünen 162 10.2 Landwirtschaftkliche Subventionskontrolle 163 10.3 InVeKoS in Bayern 164 10.4 Tourismus und Freizeit 165 10.5 eGovernment 166 10.6 obsAIRve - Luftqualität in Europa 167 10.7 Mobile Workforce Management 168 10.8 BayernAtlas-App 169 10.9 Kommunale Fachdaten 170 10.10 Umweltinformationssystem Baden-Württemberg 171 10.11 Netzplanung und Netzberechnung 172 Kommunen und Bauhöfe 10.12 Brandschutz und Feuerwehr 173 10.13 Stadtgrün Recklinghausen 174 10.14 Mobiles GIS Neu-Ulm 175 10.15 Kanalnetzauskunft und -erfassung 176 10.16 Gasnetzinformation Luzern 177 10.17 Mobiles GIS Aalen 178 10.18 BW Map Mobile 179 Hilfen für die Systemeinführung 11 Handlungsempfehlungen 182 11.1 Allgemeine Empfehlungen 182 Immobilien- und 11.1.1 Kostenübersicht von GNSS-Systemen 182 Liegenschaftsverwaltung 11.1.2 Investitionssicherheit 183 11.1.3 Tipps für Einsteiger 184 11.2 Vorüberlegungen zur Hardware 185 11.3 Vorüberlegungen zur Software 186 11.4 Vorüberlegungen zum Betriebssystem 187 11.5 Vorüberleghungen zur IT-Sicherheit 187 12 Checklisten 189 12.1 Checkliste Hardware 190 12.2 Checkliste Software 191 12.3 Checkliste IT-Sicherheit 192 6 Anhang 13 Anhang 193 13.1 Kontaktadressen der Verfasser 193 13.2 Mitglieder der Projektgruppe 196 13.3 Verzeichnis der Förderpartner 196 13.4 Verzeichnis der Hersteller 197 13.5 Verzeichnis der Anzeigen 198 Glossar 200 7 Förderpartner 8 Mobile IT-Lösungen eröffnen dem GIS-Markt neue Perspektiven Liebe Leserinnen, liebe Leser, ständige Innovationen von Hard- und Software für mobile GIS-Anwendungen, Fort- schritte bei der Verfügbarkeit schneller Mobilfunknetze und rasant steigende Ver- kaufszahlen von Smartphones und Tablets mit GPS-Sensoren haben den Runden Tisch GIS e. V. veranlasst, zur INTERGEO 2013 den Leitfaden „Mobiles GIS und stand- ortbezogene Dienste“ (Version 1.0) zum kostenlosen Download herauszugeben. Foto: Grintec Seit Juli 2014 steht die Version 1.2 zur Verfügung. Sie gewährleistet die Aktualität der in den Hard- und Software-Katalogen aufgelisteten Produkte. Der Leitfaden, der nur digital angeboten wird, ist seit Anfang 2014 bereits über 5.000 Mal als PDF oder E- Book-Version heruntergeladen worden. Er zählt zu den erfolgreichsten Publikationen des Runden Tisch GIS e. V. Die überraschend hohen Downloadzahlen sind ein Indiz dafür, dass ein großes Interesse an einem aktuellen Überblick zu neuen Entwicklun- gen mobiler IT-Lösungen existiert.