Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

oberfläche, in den Meeren und in der Atmosphäre wissenschaftlich
untersucht. Die Ergebnisse liegen in Form
von Datensätzen vor, die sich durch große Datenvolumina
und eine hohe Komplexität auszeichnen. Große Datenvolumina
werden vor allem durch die satellitengestützte
Erdbeobachtung gewonnen. Komplexe, heterogene Datensätze
entstehen durch Detailuntersuchungen einer fachübergreifenden
Problemstellung. Die Kosten der Datenerfassung
sind hoch. Allein in der außeruniversitären
Forschung werden in Deutschland jährlich mindestens
400 Millionen € in die Erhebung von Geodaten investiert.
In anderen Ländern zeigt der Aufbau von neuen Wissenschafts-Infrastrukturen
bereits klare Strukturen. Im anglosächsischen
Sprachraum wurde dafür der Begriff eScience
für enhanced science geprägt. Ziel von eScience ist die
Lösung komplexer wissenschaftlicher Probleme in internationaler
Zusammenarbeit unter Verwendung einer neuen,
digitalen Informations- und Kommunikationsplattform. Ein
Netzwerk von eScience-Centern ist für den Betrieb dieser
Plattform verantwortlich. In Deutschland hat sich eScience
zu einem strategischen Thema für die Wissenschaft entwickelt.
Der Aufbau von eScience-Infrastrukturen in verschiedenen
Wissenschaftsdisziplinen wird bereits gefördert.
Der Aufbau einer neuen Generation von Infrastrukturen
auf Basis der modernen Informations- und Kommunikationstechnologie
ist ein Schlüsselfaktor, um die herausfordernden
Ziele der modernen Geowissenschaften zu
erreichen. Diese Rahmenbedingungen machen gerade die
Erforschung des Systems Erde zu einem sinnvollen Einsatzbereich
für Aufbau und Einsatz einer eScience-Infrastruktur.
Die Informations- und Kommunikationstechnologie
stellt die Werkzeuge zur Verfügung, deren Einsatz
• das Management, die Nutzung und die langfristige
Sicherung der komplexen, extrem umfangreichen
Daten über das System Erde wesentlich verbessert,
• eine Plattform für die Organisation von Projekten in
der Grundlagenforschung und der Anwendungsentwicklung
bietet und
• einen Zugang zu anderen relevanten Informationsquellen,
z. B. Geodaten der öffentlichen Hand, Wirtschafts-
und Patentinformationen öffnet.
eScience-Plattform im GeoForschungsZentrum Potsdam
Ein spezifisches Dienstleistungsangebot ist erforderlich,
damit Forschungsprojekten die Verfahren der Informatik
und Geoinformatik in geeigneter Weise zur Verfügung
gestellt werden können. Die Qualität und Gewichtung dieser
Dienstleistungen spiegelt sich im Organisationsmodell
für das Daten- und Rechenzentrum wieder. Das Modell
beinhaltet neben den projektspezifischen Dienstleistungen,
z. B. den Entwurf und die Implementierung von Informationssystemen,
den operativen Betrieb von Informationssystemen
und Anwendungsmodulen sowie die Weiterentwicklung
und Pflege der technischen Basisdienste.
Der Aufbau einer eScience-Plattform ist aber auch mit entsprechenden,
abgestimmten Investitionen in Hard- und
Software verbunden. Seit 2004 werden am GFZ Potsdam
Anstrengungen zum Aufbau einer eScience-Plattform
unternommen. In diesem Rahmen werden das Netzwerk
und das Massendatenmanagement grundlegend umstrukturiert
und der Compute-Server erheblich erweitert. Die
Nutzung soll über ein Portal-Framework erfolgen, das
zusätzlich Dienste für die Verwaltung und den Zugriff auf
Daten beinhaltet.
eScience im Daten- und Informationsmanagement
des GFZ Potsdam
Im Rahmen des Programms „Geosystem: Erde im Wandel“
soll die Funktionsweise der Erde als System global
wie regional analysiert werden. Leistungsfähige Instrumente
und hoch auflösende Messtechniken sowie die
Informationstechnologie erlauben es heute, komplexe
Strukturen und Geoprozesse in mehreren zeitlichen und
räumlichen Skalenbereichen zu erfassen und numerisch
zu modellieren. Das eingesetzte Spektrum an Methoden
und Techniken reicht von satelliten- und flugzeuggestützten
Mess-Systemen über die geophysikalische Tiefensondierung
und wissenschaftliche Bohrungen bis hin zu
Laborexperimenten.
Die Datenerfassung wird meist in einer Vielzahl von unabhängigen
Projekten durchgeführt. Die Ergebnisse werden
durch Publikationen und Daten dokumentiert. Die integrierende
Modellierung dieser Daten und Fakten wird oft
Jahre nach ihrer Erfassung durchgeführt. Die Qualität von
Modellen ist davon abhängig, dass eine möglichst breite
Datengrundlage verfügbar ist, welche auch die Daten anderer
Forschungseinrichtungen und die umfangreichen
Datenbestände der öffentlichen Hand beinhalten. Neben
der Verfügbarkeit von hochwertigen Daten spielen leistungsfähige
Werkzeuge für die Erschließung, Prozessierung,
Modellierung und Visualisierung eine wichtige Rolle.
Ziel von eScience in den Geowissenschaften ist der Aufbau
einer leistungsfähigen Infrastruktur, die das Daten-,
Informations- und Wissensmanagement unterstützt und
die Verfügbarkeit relevanter Daten und deren Nutzung
durch interoperable Werkzeuge sicherstellt. Es entsteht
eine lückenlose Wertschöpfungskette von der Datenakquisition
und Prozessierung über die Dissemination von
Ergebnissen bis hin zur Datenintegration, Modellierung
und Simulation. Es werden damit Rahmenbedingungen
geschaffen, welche eine zeitgemäße Bearbeitung und Lösung
der wissenschaftlichen Herausforderungen ermöglichen.
Beim Aufbau der eScience-Infrastruktur für die Geowissenschaften
stehen folgende strategische Ziele im Vordergrund:
• Durch den verbesserten Zugriff auf eine hochwertige
Datenbasis ist eine deutliche Qualitätsverbesserung
von Forschungsergebnissen zu erwarten.
• Die interdisziplinäre Vernetzung und die multiple Nutzung
von Daten über die Fachgrenzen hinaus werden
gestärkt.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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