Es gibt verschiedene Ansätze, die Kopplung von Geographische
Informationssystem und Simulationsmodellen zu klassifizieren.
Einen allgemeinen Ansatz beschreibt BATTY in[Bat94]. Als elementare Strategie
zur Kopplung von Simulationsmodellen und Geographischen Informationssystem
bezeichnet er die schwache ("weak") Kopplung der betreffenden Programme.
Raumbezogene Daten, sowohl Beobachtungen als auch Modellausgaben, können
zwischen den Programmen importiert oder exportiert werden. Als die zwei
Extreme der stärkeren ("stronger") Kopplung von Geographischen
Informationssystemen und Simulationsmodellen sieht er die Einbettung
("embedding"): einerseits die Möglichkeit (b), GIS-Funktionalität in
die Modellierung zu verlegen und andererseits die Möglichkeit (c),
Modellierung innerhalb eines GIS zu betreiben.
Eine auf GOODCHILD et al. zurückgehende Definition unterscheidet im
wesentlichen zwischen loser und enger Kopplung.
"Loose coupling combines the capabilities of separate modules for GIS functions
and simulation by transferring simple files, often in ASCII format."
"Tight coupling allows the two modules to run simultanouesly and to share a
common database." [S&G94], S. 349)
Sowohl die von Batty als auch die von Goodchild haben Nachteile.
An Goodchilds Definition ist zu bemängeln, daß er bei der Definition
der losen Kopplung zwar das Transferieren von Dateien benennt, aber den
wesentlichen Aspekt, nämlich die Notwendigkeit von Benutzerinteraktion zum
Ingangsetzen des Transfers, außen vor läßt. Daß die
ausgetauschten Dateien möglicherweise einfach sind, scheint mir dazu
vergleichsweise unerheblich. Desweiteren ist das Teilen einer gemeinsamen
Datenbank meines Erachtens kein Kriterium für das Vorliegen von enger
Kopplung, auch wenn es damit korrelieren kann und sinnvoll ist. Die
Verwendungsart einer Datenbasis wird auch schon durch die Einteilung von Krause
und Spur abgedeckt.
BATTY nennt ebenfalls nicht explizit die Notwendigkeit von Benutzerinteraktion
in seiner Definition für schwache Kopplung, sie wird jedoch implizit aus
dem Kontext klar. Ferner scheint mir seine Definition für starke Kopplung
zu eingeschränkt, da eine enge Kopplung, ohne daß gleich eine
Einbettung vorliegt, nicht erwähnt wird.
Ich möchte im folgenden drei Klassen der Kopplung einführen:
* keine Kopplung: Ein Datenaustausch zwischen Geographischem
Informationssystem und Simulationsprogramm findet nicht statt.
* lose Kopplung: Ein Datenaustausch zwischen Geographischem
Informationssystem und Simulationsprogramm kann stattfinden. Es ist dafür
notwendig, daß eine BenutzerIn jeden einzelnen Datenaustauschschritt
initiiert.
* enge Kopplung: Ein Datenaustausch zwischen Geographischem
Informationssystem und Simulationsprogramm kann stattfinden. Es ist dafür
nicht notwendig, daß eine BenutzerIn jeden einzelnen
Datenaustauschschritt initiiert, sobald das Simulationsexperiment erst einmal
gestartet ist. Vielmehr wird der Datenfluß durch eine gemeinsame
Kontrollkomponente überwacht. GIS und Simulationsprogramm laufen im
allgemeinen gleichzeitig ab.
Einbettung sehe ich als einen Spezialfall der engen Kopplung an. Er
besteht aus zwei nahezu symmetrischen Varianten.
* Die vollständige (teilweise) Einbettung eines
Simulationsmodells in ein Geographisches Informationssystem liegt vor, wenn
ein Simulationsmodell vollständig (teilweise) mit Kommandos oder einer
Programmierschnittstelle des GIS realisiert ist.
Und symmetrisch dazu
* Die vollständige (teilweise) Einbettung von
GIS-Funktionalität in ein Simulationsprogramm liegt vor, wenn
GIS-Funktionalität vollständig (teilweise) mit Kommandos oder einer
Programmierschnittstelle des Simulationsprogramms realisiert ist.
Typischerweise ist das Simulationsprogramm dann ein Simulationssystem
(vgl.[Pag91]), S. 165ff).
Ist nichts anderes gesagt, so ist vollständige Einbettung
gemeint.
Neben diesen grundlegenden Klassifikationen in Anlehnung an BATTY und GOODCHILD
et al. verfolgt WAGNER in[Wag96] einen detaillierteren, mehr in Richtung
Realisierung orientierten Ansatz. Er hebt die Notwendigkeit hervor, daß
jeder Datenaustausch im allgemeinen der Konvertierung, d.h. der
Übersetzung eines Datenformats in ein anderes, bedarf, die von einem
Konverter durchgeführt wird.
Nachteil seiner Klassifikation ist die Voraussetzung, daß "die
Benutzerschnittstelle des durch die Kopplung entstehenden Simulationssystems
zur Vereinfachung dem GIS zugeordnet" ist [Wag96], S. 6). Dadurch wird
die Sicht verstellt auf jene Systeme, die nicht die Benutzungsschnittstelle des
GIS nutzen.
Im folgenden sollen mögliche Architekturen zur Realisierung der
Kopplung von Geographischem Informationssystem und Simulationsprogramm
näher dargestellt werden. Dies kann auch als eine Verfeinerung der Klasse
der engen Kopplung betrachtet werden.