Das mit dem GEOTOOLKIT entstandene Baukastensystem für Geo-Informationssysteme orientiert sich an den Erfahrungen, die mit GEOSTORE gemacht wurden, und den Anforderungen, welche aus dem speziellen Anwendungsbereich der Geowissenschaften und dort besonders der Geologie erwachsen.
Zuerst wäre in diesem Zusammenhang das echte 3D-Verhalten des GEOTOOLKIT zu nennen, da es strikt vermieden wurde, die entworfenen Datenstrukturen und Algorithmen nur auf den 2-dimensionalen Fall zu beschränken - Grundlage aller Designentscheidungen war vielmehr immer der 3-dimensionale Raum. Desweiteren ist auch eine Erweiterung um die vierte Dimension der Zeit in Arbeit, da innerhalb des Teilprojektes C4 nicht nur Momentaufnahmen von Erdschichten modelliert und verarbeitet, sondern auch ihre Veränderungen in Bezug auf die Zeit bewertet werden sollen.
In Anbetracht der sehr großen räumlichen Datenmengen, die in diesem Projekt und den anderen geowissenschaftlichen Arbeitsvorgängen (zu deren Verwaltung das GEOTOOLKIT dienen soll) anfallen, muß das Toolkit effiziente Datenstrukturen und Methoden enthalten, um dieser Anforderung Genüge zu leisten. Doch auch das zugrundeliegende Datenbanksystem muß dieser besonderen Situation gewachsen sein. Wie schon erwähnt, bedient sich das GEOTOOLKIT des OODBMS OBJECTSTORE (vgl. Abschnitt 4.2 zur Architektur) und versucht den größtmöglichen Nutzen aus dessen Funktionalitäten zu ziehen. Beim Entwurf der GEOTOOLKIT-Klassen wurde viel Wert auf die persistente Natur der zu modellierenden Objekte gelegt, so daß eine spätere Erweiterung um eine bestimmte Klasse keine komplette Neuorganisation der persistenten Daten, die zu ihr in Bezug stehen, nach sich ziehen muß.
Neben den effizienten Zugriffsstrukturen für persistente Daten bietet OBJECTSTORE auch die Möglichkeit, die physikalische Lage der abzulegenden Informationen durch den Entwickler zu bestimmen. An einem Clustering logisch verwandter Daten (Objekte) im GEOTOOLKIT arbeitet zur Zeit WOLFGANG MüLLER.
Für einen effizienten räumlichen Zugriff der verwalteten Daten, wie er in nahezu allen Anwendungsgebieten unerläßlich ist, dient im GEOTOOLKIT die Indexstruktur eines R-Baums. Dieser wird unter 4.4.2 im Abschnitt Datenstrukturen eingeführt, da er auch für die Algorithmen zur Bestimmung der topologischen Lage, wie sie im Kapitel 6 vorgestellt werden, eine wichtige Rolle spielt.
Damit sind wir bei einer Funktionalitätsanforderung, die das
GEOTOOLKIT noch nicht erfüllt: topologische Beziehungen zwischen
räumlichen Objekten im 3-dimensionalen Raum.
Bei geologischen Arbeitsvorgängen kommt es immer wieder vor, daß
die genaue topologische Lage zwischen zwei 3D-Ojekten - wie z.B.
Erdschichten der Niederrheinischen Bucht - bestimmt werden
muß
.
Bisher war diese Aufgabe meist dem visuellen Urteilsvermögen des
Geologen überlassen, da ihm lediglich ein Visualisierungstool und
keine topologischen Prädikate innerhalb des GEOTOOLKIT zur Verfügung
standen. Dieser Mißstand soll im Rahmen dieser Arbeit behoben
werden.
Doch bevor diese topologische Komponente vorgestellt wird, soll in den letzten drei Abschnitten die Architektur des GEOTOOLKIT und einige grundlegende Datenstrukturen und Zugriffsmethoden, die im weiteren Verlauf der Arbeit noch verstärkt Verwendung finden, vorgestellt werden.