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Verwendung von WMS/WMTS, WFS, WCS, ArcREST in QGIS
Geodaten-Dienste sind Online-Dienste, die raumbezogene Informationen wie Karten, Rasterbilder und Vektorlayer bereitstellen. In einem GIS können sie verwendet werden, um Geodaten von externen Quellen nahtlos in Projekte zu integrieren und damit die Analyse- und Visualisierungsmöglichkeiten zu erweitern. Wir sind mit QGIS in der Lage, alle genannten Geodatendienste zu laden und darzustellen. Die Verwendung dieser soll hier gezeigt werden.
Geodatendienste, welche von „schwachen“ oder überlasteten Servern bereitgestellt werden, liefern Daten entweder nur sehr langsam, lückenhaft oder gar nicht! QGIS meldet nach 24 Sekunden dann einen „Timeout“ und bricht die Anfrage ab. In einigen Fällen liefert der Server die angefragten Daten nur in einem definierten Maßstabsbereich – ist dieser größer oder kleiner, kommt ebenfalls nichts.
Optionen mit dem voreingestellten Verzeichnis für Linux (QGIS 3.18)Eine kleine Voreinstellung: Cache!
Webdienste funktionieren nach einem Schema, bei dem eine Anfrage an den Server gesendet wird, und der Server antwortet mit den entsprechenden Daten, wie Rasterkacheln oder Vektoren. QGIS hält diese Daten in einem Cache-Verzeichnis, um das Abrufen bereits angefragter Daten zu beschleunigen. Das Cache-Verzeichnis sollte auf einem schnellen Laufwerk mit ausreichend Speicherplatz liegen, und die Größe des Cache-Speichers sollte nach Bedarf angepasst werden. Ein großer Cache erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Daten veraltet sind, da sie nicht häufig aktualisiert werden.
Eingestellt werden kann der Cache unter Einstellungen → Optionen → Netzwerk.
Das Cache-Verzeichnis sollte auf keinen Fall auf einem Netz- oder Cloud-Laufwerk liegen! Das Standardverzeichnis für Cache-Speicher unter Linux liegt typischerweise unter: `~/.cache/qgis/` und unter Windows unter: `C:\Users\Name\.cache\qgis\`
Web Map (Tile) Service (WMS/WMTS)
Ein WMS/WMTS-Dienst ist ein standardisierter Webdienst, der georeferenzierte Rasterkartenbilder bereitstellt. Die Bilder werden dynamisch aus Geodaten erstellt und an den Client gesendet. WMS/WMTS-Dienste liefern ausschließlich Rasterdaten, keine Vektor- oder Attributdaten im Feature-Sinne. Attributtabellen sind in WMS/WMTS-Diensten nicht direkt enthalten. Jedoch können einzelne Pixelinformationen oder Objektbeschreibungen in einem WMS-Layer abgefragt werden (via `GetFeatureInfo` Request), um grundlegende Informationen oder Legendenbeschreibungen zu erhalten. WMS basiert auf Anfragen und Antworten, bei denen der Client Anfragen an den Server sendet und der Server entsprechende Kartenbilder zurückliefert.
WMS oder WMTS? Der Hauptunterschied zwischen WMS und WMTS liegt darin, dass WMS dynamisch georeferenzierte Rasterbilder erstellt und bereitstellt, während WMTS vorgefertigte Kacheln (Tiles) von Rasterbildern verwendet, um die Kartendarstellung zu beschleunigen und die Serverlast zu reduzieren. WMTS ist daher oft leistungsfähiger für statische Kartenhintergründe, kann u.U. aber weniger gut aufgelöste Bilder liefern.
Einrichten eines WMS/WMTS-Dienstes
Es gibt zwei Wege, einen WMS/WMTS-Dienst einzurichten: Schnell und unkompliziert mit dem QGIS-Browser-Panel oder mit der Datenquellenverwaltung Strg+L, wenn man alle Einstellungsmöglichkeiten haben möchte.
QGIS-Browser:
- „WMS/WMTS“ im Browser-Panel mit der rechten Maustaste anklicken.
- „Neue Verbindung“ auswählen und die URL des WMS/WMTS-Dienstes (oft eine `GetCapabilities`-URL) eingeben.
- Auf „OK“ klicken, um den Dienst im Browser-Panel anzuzeigen.
- Gewünschten Layer in das Kartenfenster ziehen.
Datenquellenverwaltung:
- Symbol „Datenquellenverwaltung“ in der Symbolleiste anklicken oder Strg+L drücken.
- „WMS/WMTS“ im linken Menü auswählen.
- Auf „Neu“ klicken und die URL des WMS/WMTS-Dienstes eingeben.
- Optional: Titel und Beschreibung hinzufügen.
- Auf „OK“ klicken, um den Dienst in der Liste anzuzeigen.
- Gewünschten Layer auswählen und auf „Hinzufügen“ klicken, um ihn zur Karte hinzuzufügen.
Sofern es sich um einen freien Dienst handelt, sind Angaben zur Authentifizierung nicht erforderlich. Bei geschützten Diensten können Sie im Dialogfeld Benutzername und Passwort hinterlegen.
Hat man beispielsweise eine DTK25 (Digitale Topographische Karte 1:25.000) geladen, so wird diese nur in einem entsprechend sinnvollen Maßstabsbereich (z.B. 1:5000 bis 1:50000) dargestellt. Außerhalb des definierten Maßstabsbereichs wird der Layer nicht geladen oder unscharf dargestellt. So verhält es sich auch mit hochaufgelösten Orthofotos! Dieses Verhalten wird vom Server gesteuert – man selbst hat keinen Einfluss darauf!
Mit dem Infotool (Objekt abfragen 
) können wir – sofern vom Dienst angeboten – die Metadaten oder Sachdaten eines Rasterobjekts abrufen (GetFeatureInfo). Die Antwort kann je nach Dienst HTML, GML oder XML sein.
Web Feature Service (WFS)
Ein WFS-Dienst ist ein standardisierter Webdienst, der Vektor-Geodaten als Feature-Informationen bereitstellt, einschließlich Attributtabellen und Geometrien. Im Gegensatz zu WMS-Diensten, die nur Rasterbilder liefern, ermöglichen WFS-Dienste das Herunterladen von Vektor-Features, um diese in einer GIS-Software weiter zu bearbeiten. Mit WFS können Benutzer selektive Abfragen (Vorfilter) ausführen, um bestimmte Geodaten-Features von einer Vielzahl von Datenquellen herunterzuladen und weiter zu analysieren.
Einrichten eines WFS-Dienstes
Auch bei den WFS-Diensten gibt es zwei Wege, diese einzurichten: Schnell und unkompliziert mit dem QGIS-Browser-Panel oder mit der Datenquellenverwaltung Strg+L, wenn man alle Einstellungsmöglichkeiten haben möchte.
QGIS-Browser:
- „WFS“ im Browser-Panel mit der rechten Maustaste anklicken.
- „Neue Verbindung“ auswählen und die URL des WFS-Dienstes eingeben.
- Auf „OK“ klicken, um den WFS-Dienst im Browser-Panel anzuzeigen.
- Gewünschten Layer in das Kartenfenster ziehen.
Datenquellenverwaltung:
- Symbol „Datenquellenverwaltung“ in der Symbolleiste anklicken oder Strg+L drücken.
- „WFS“ im linken Menü auswählen.
- Auf „Neu“ klicken und die URL des WFS-Dienstes eingeben.
- Optional: Titel und Beschreibung hinzufügen.
- Auf „OK“ klicken, um den WFS-Dienst in der Liste anzuzeigen.
- Gewünschten Layer auswählen und auf „Hinzufügen“ klicken, um ihn zur Karte hinzuzufügen.
Sofern es sich um einen freien Dienst handelt, sind Angaben zur Authentifizierung nicht erforderlich. Bei geschützten Diensten können Sie im Dialogfeld Benutzername und Passwort hinterlegen.
WFS-Dienste werden auch hin und wieder als „Download-Dienst“ bezeichnet. Tatsächlich kann man hierüber Vektordaten und Attributtabellen nicht nur beziehen, sondern auch lokal abspeichern (z.B. als Shapefile oder GeoPackage). In vielen Bundesländern spielen WFS-Dienste eine wichtige Rolle bei der Datenaquise amtlicher Geodaten, da sie oft die primäre Schnittstelle für den Bezug von ALKIS- oder ATKIS-Daten darstellen.
Web Coverage Service (WCS)
Ein WCS-Dienst ist ein standardisierter Webdienst, der rasterbasierte Geodaten in ihrer vollen Semantik (als „Coverages“) bereitstellt. Im Gegensatz zu WMS, das lediglich Bilder liefert, ermöglicht WCS den Zugriff auf die Rohdaten von Rastern, wie Multikanal-Luftbilder, LiDAR-Punktwolken, digitale Höhenmodelle (DHM) oder Abflussmodelle. Diese Daten können dann clientseitig weiterverarbeitet, analysiert und visualisiert werden, was WCS besonders wertvoll für quantitative Analysen und Modellierungen macht.
Einrichten eines WCS-Dienstes
Die Einrichtung eines WCS-Dienstes erfolgt analog zu den anderen Geodatendiensten über das QGIS-Browser-Panel oder die Datenquellenverwaltung Strg+L.
QGIS-Browser:
- „WCS“ im Browser-Panel mit der rechten Maustaste anklicken.
- „Neue Verbindung“ auswählen und die URL des WCS-Dienstes eingeben.
- Auf „OK“ klicken, um den WCS-Dienst im Browser-Panel anzuzeigen.
- Gewünschten Coverage-Layer in das Kartenfenster ziehen.
Datenquellenverwaltung:
- Symbol „Datenquellenverwaltung“ in der Symbolleiste anklicken oder Strg+L drücken.
- „WCS“ im linken Menü auswählen.
- Auf „Neu“ klicken und die URL des WCS-Dienstes eingeben.
- Optional: Titel und Beschreibung hinzufügen.
- Auf „OK“ klicken, um den WCS-Dienst in der Liste anzuzeigen.
- Gewünschten Coverage-Layer auswählen und auf „Hinzufügen“ klicken, um ihn zur Karte hinzuzufügen.
Sofern es sich um einen freien Dienst handelt, sind Angaben zur Authentifizierung nicht erforderlich. Bei geschützten Diensten können Sie im Dialogfeld Benutzername und Passwort hinterlegen.
WCS-Dienste sind ideal für die Integration von Geodaten, die eine detaillierte Analyse erfordern, wie z.B. Klima- oder Umweltdaten. Sie ermöglichen es Ihnen, auf die Originalwerte der Rasterzellen zuzugreifen und diese in komplexen geowissenschaftlichen Modellen zu verwenden. Die über WCS geladenen Daten können auch lokal gespeichert werden.
ArcREST-Dienste
Ein ArcREST-Dienst ist ein standardisierter Webdienst, der von der Esri ArcGIS-Plattform bereitgestellt wird und es ermöglicht, raumbezogene Daten und Funktionen über HTTP-Anfragen bereitzustellen und abzurufen. Die Dienste können Karten, Features, Geocoding, Routing und viele andere raumbezogene Funktionen enthalten. Durch die Integration von ArcREST-Diensten in QGIS können Benutzer auf eine Vielzahl von raumbezogenen Ressourcen zugreifen und diese in ihre GIS-Projekte integrieren, auch wenn es sich um ein proprietäres Format handelt.
Zugang zu ArcGIS-Ressourcen ArcREST ermöglicht den Zugang zu einer breiten Palette von raumbezogenen Daten und Diensten, die auf der ArcGIS-Plattform gehostet werden. Es ist eine Brücke, um die reichhaltigen raumbezogenen Daten und Analysefunktionen von ArcGIS in QGIS zu nutzen und die Interoperabilität zwischen den Systemen zu fördern.
Einrichten eines ArcREST-Dienstes
Die Einrichtung eines ArcREST-Dienstes in QGIS kann auf ähnliche Weise wie die Einrichtung anderer Geodatendienste erfolgen, entweder schnell und unkompliziert mit dem QGIS-Browser-Panel oder mit der Datenquellenverwaltung Strg+L, wenn man alle Einstellungsmöglichkeiten haben möchte.
QGIS-Browser:
- „ArcGIS REST Server“ (oder ähnlich, je nach QGIS-Version und installierten Plugins) im Browser-Panel mit der rechten Maustaste anklicken.
- „Neue Verbindung“ auswählen und die URL des ArcREST-Dienstes eingeben.
- Auf „OK“ klicken, um den ArcREST-Dienst im Browser-Panel anzuzeigen.
- Gewünschten Layer in das Kartenfenster ziehen.
Datenquellenverwaltung:
- Symbol „Datenquellenverwaltung“ in der Symbolleiste anklicken oder Strg+L drücken.
- „ArcGIS REST Server“ im linken Menü auswählen (falls diese Option nicht vorhanden ist, benötigen Sie möglicherweise ein Plugin wie „ArcGIS REST API Connector“ oder „QGIS Server Connector“).
- Auf „Neu“ klicken und die URL des ArcREST-Dienstes eingeben.
- Optional: Titel und Beschreibung hinzufügen.
- Auf „OK“ klicken, um den ArcREST-Dienst in der Liste anzuzeigen.
- Gewünschten Layer auswählen und auf „Hinzufügen“ klicken, um ihn zur Karte hinzuzufügen.
Sofern es sich um einen freien Dienst handelt, sind Angaben zur Authentifizierung nicht erforderlich. Bei geschützten Diensten müssen Sie möglicherweise Ihre ArcGIS-Anmeldeinformationen eingeben.
ArcREST-Dienste bieten eine breite Palette von raumbezogenen Daten und Diensten. Sie können auch Analysefunktionen nutzen, die von ArcGIS bereitgestellt werden, und die Ergebnisse in QGIS anzeigen oder weiterverarbeiten. Beachten Sie, dass die Performance und Funktionalität stark vom Server und der Art des bereitgestellten Dienstes abhängen.
Zusammenfassung
Geodatendienste sind unverzichtbar für die moderne GIS-Arbeit, da sie den Zugriff auf vielfältige räumliche Daten direkt aus externen Quellen ermöglichen. Ob es sich um WMS/WMTS für Kartenbilder, WFS für editierbare Vektordaten, WCS für Roh-Rasterdaten oder ArcREST-Dienste handelt – alle diese Dienste lassen sich im Prinzip auf die gleiche Weise in QGIS einrichten und nutzen.
Am schnellsten und einfachsten gelingt die Einrichtung über das QGIS-Browser-Panel mittels Rechtsklick auf den jeweiligen Diensttyp und Auswahl von „Neue Verbindung“. Für erweiterte Einstellungen und detailliertere Kontrolle steht Ihnen die Datenquellenverwaltung (Strg+L) zur Verfügung. Unabhängig vom gewählten Weg ist das Verständnis der Diensttypen und ihrer spezifischen Eigenschaften entscheidend für die effiziente Nutzung dieser mächtigen Werkzeuge in Ihren GIS-Projekten.
Fragen, Hinweise und Fehler kommen hier hin: