Rendering und Bereitstellung massiver Geodaten unter Verwendung von OpenWebGlobe und MapCache in der Cloud

Generierung und Nutzung von interaktiven geographischen 3D Daten über das World Wide Web (WWW) ist seit der Entstehung des WWW vor 20 Jahren eine Bestrebung. Abgesehen von diversen frühentwickelten Formaten wie VRML (Bell 1995) und GeoVRML (Reddy et al. 2000) waren die meisten Ansätze auf den Einsatz von proprietärer Software sowie sehr speicheraufwändige Hardware angewiesen, so dass der Betrieb eines solchen Systems mit erheblichem Aufwand und Kosten verbunden war. Vor allem die Speicherung und Bereitstellung von grossen prozessierten Datensätzen globaler Ausdehnung ist auch heute noch eine Herausforderung, da nebst der kontinuierlich wachsenden Speicherangeboten auch die Genauigkeit der Daten und somit der Speicherverbrauch steigt. Mit der Entstehung des WebGL Standards (Marrin 2011) bietet sich nun ein universeller Mechanismus zur Nutzung von riesigen virtuellen 3D Welten mit unzähligen 3D Modellen und Bilddaten direkt in einem herkömmlichen Webbrowser an. Anbetracht der Prozessierung solcher Datenmengen entstanden in den letzten Jahren on-demand-processing Architekturen zur selektiven Aufbereitung von Geodaten auf sogenannten Webcloud Services (Wang et al., 2009). WebGL ist ein plattformunabhängiger, offener Webstandard für eine low-level 3D Programmierschnittstelle (API) basierend auf OpenGL ES 2.0. Ein HTML5 Canvas Element dient dabei als Schnittstelle zum HTML Document Object Model (DOM). WebGL nutzt dabei die OpenGL Shading Language (GLSL) in ähnlicher Form wie dies bei der OpenGL ES 2.0 API der Fall ist. Dabei wird den Eigenschaften von Javascript als Programmiersprache mit automatischer Speicherverwaltung Rechnung getragen (Khronos 2012). Mit WebGL ist es nun möglich out-of-core Rendering in einem gängigen Webbrowser zu realisieren. Dies erlaubt es, massive 3D Geometrie überlagert mit globalen Bilddaten als virtuellen Globus darzustellen. Das Projekt OpenWebGlobe (www.openwebglobe.org), initiiert vom Institut Vermessung und Geoinformation (IVGI) der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) in Muttenz, ist eine quelloffene virtuelle Globus Technologie basierend auf WebGL, die aus der langjährigen Erfahrung mit 3D Geobrowsern des Instituts entstanden ist. Eine speichereffiziente cloud-basierte Datenaufbereitung und Bereitstellung der Daten ist seit einiger Zeit im Fokus von webbasierten Geobrowsern. Dieses Dokument präsentiert einen on-demand Ansatz zur Bereitstellung von globalen Datensätzen wie OpenStreetMap, SRTM und Landsat. Unter anderem kommt dabei eine modifizierte Version der quelloffenen Technologie MapCache (MapCache, 2013) in der Amazon Cloud zum Einsatz.