Eidgenössisches Gebäuderegister (RegBL): von CSV zu Open Source API

Wir nutzten die offenen Datenbestände des Eidgenössischen Gebäude- und Wohnungsregisters (GWR), aber die Daten, die über eine spezifische Reihe von APIs oder als Tabellenkalkulation zugänglich sind, entsprachen nicht unseren Anforderungen in Bezug auf die Abfrage- und Datenanalysefunktionen.

Wie kann man zum Beispiel nach Gebäuden in einer bestimmten Gemeinde und in der Nähe von Grünflächen suchen und dann eine Rangliste dieser Gebäude anzeigen?
Die vom Eidgenössischen Gebäude- und Wohnungsregister zur Verfügung gestellten Rohdaten enthielten zwar diese Informationen, sie waren aber nicht in einem Format vorhanden, das eine schnelle und unmittelbare Nutzung im Rahmen unserer Anforderungen ermöglichte.

Dieser Anwendungsfall war ideal, um auf Basis der Bundesdaten eine erweiterte Reihe von APIs aufzubauen. Wir konnten dabei auf die Erfahrungen zurückgreifen, die wir im Laufe von über zehn Jahren bei der Entwicklung leistungsfähiger APIs für die Produktdaten eines der grössten Schweizer Einzelhandelsunternehmen sowie bei anderen Projekten gesammelt haben.

Das von uns entwickelte Tool implementiert unter anderem die folgenden Funktionalitäten:

• API-First-Design – sorgt für einen sehr einfachen Arbeitsablauf bei der Datenverarbeitung;
• Live- und mehrsprachige Volltextsuche im gesamten Datenbestand der Gebäudeadressen;
• Autovervollständigung und prädiktive Adressvorschläge;
• raumbezogener Abgleich und Abruf von Gebäudedaten;
• Bereinigung und Normalisierung der Repository-Daten auf Bundesebene sowie Filterung von Gebäuden;
• asynchrone Datenintegration von Gebäudeinformationen im Rahmen mehrerer darauf abgestimmter Strategien (mehr dazu später.

Die Application

Die OpenSwissBuildings-API-Anwendung implementiert eine JSON REST API, die dann zum Abrufen und Durchführen von Abgleich- sowie Suchaktivitäten in Bezug auf die vom Eidgenössischen Gebäude- und Wohnungsregister bereitgestellten Daten verwendet werden kann.

Die API liefert Daten gemäss dem strukturierten Internetformat Schema.org, insbesondere der Schemadefinition Postanschrift. Diese semantische Interoperabilität ermöglicht die Wiederverwendung bestehender Tools für das Daten-Parsing. Die Anwendung besteht aus drei Teilen:

1. Dateneingabe: Diese Komponente ist für den regelmässigen Abruf der Daten aus dem Eidgenössischen Gebäude- und Wohnungsregister verantwortlich und hält sowohl den Geodatenspeicher als auch die Suchmaschine mit den Gebäudedaten auf dem neuesten Stand;
2. Suchmaschine: Sie beinhaltet sowohl die Volltextsuche als auch die Autovervollständigung der Gebäudeadressen, einschliesslich Tippfehlertoleranz und Abgleich von Textähnlichkeiten;
3. Geodatenspeicher/raumbezogener Abgleich: Dieses Element führt eine benutzerdefinierte Datensuche durch und errechnet die relevanten Gebäudedaten. Dieser Prozess wird später als Resolving-Aktivität beschrieben.
   Die wichtigsten Komponenten sind dabei die Suchmaschine und der Geodatenspeicher/raumbezogene Abgleich, welche die Funktionen bereitstellen, die in den APIs des Eidgenössischen Gebäude und Wohnungsregisters_ fehlen.
   Beide Komponenten können alle Daten zu den Gebäuden im öffentlich zugänglichen Datensatz speichern, wie beispielsweise: Identifikator (EGID), Adressen (in einigen Fällen mehrsprachig), räumliche Position als Latitude-Longitude-Paar (ausgedrückt im Standard Lv95 des Schweizer Koordinatensystems) sowie zusätzliche Informationen.
   Während die Adresse in der Volltext- und Autovervollständigungssuche verwendet wird, wird der gesamte Satz von Gebäudedaten zur Durchführung des Building Resolving verwendet. Mit dieser Funktion können wir benutzerdefinierte Metadaten identifizieren und mit den übereinstimmenden Gebäuden verknüpfen.

Building Resolving

Dies ist die Kernfunktion der Anwendung.
Damit können anhand eines passenden Kriteriums die relevanten Gebäude (zusammen mit ihren Details) sowie einige benutzerdefinierte Metadaten abgerufen werden.
Diese Funktion lässt sich anhand einiger Beispiele besser erklären.

Anwendungsfall: Suche nach der perfekten Wohnung
Angenommen, es sollen im Rahmen eines imaginären Projekts Gebäude gefunden werden, die sich zum Wohnen eignen.
Diese müssen folgende Kriterien erfüllen:

• eine angenehme Nachbarschaft;
• in der Nähe einer Grünanlage;
• in einer Strasse, in der Tempo 30 gilt.
  Diese Kriterien müssen in räumliche Grenzen überführt werden, die als Polygone auf einer Karte dargestellt werden.
  Diese Polygone können dann der OpenSwissBuildings-API im GeoJSON-Format bereitgestellt werden.

Die API liefert eine entsprechende Liste von Gebäudedaten, die mit dem Polygon übereinstimmen. Die Polygone in der GeoJSON können mit benutzerdefinierten Metadaten versehen werden. Diese Metadaten werden mit den entsprechenden Gebäudedaten im Ergebnis verknüpft.

Das Ergebnis kann dann im Rahmen unseres imaginären Projekts verwendet werden, um die Gebäude auf einer Karte zu markieren.

Werden mehrere Polygone mit unterschiedlichen Metadaten verwendet, können zusätzliche Informationen angezeigt werden, z. B. die Wahrscheinlichkeit einer Ähnlichkeit mit unserem Benutzer, und zwar anhand der zunehmenden Anzahl der erfüllten Kriterien.

Anwendungsfall: Auflistung aller Gebäude anhand einer Adressliste
Ein weiterer Anwendungsfall der API könnte die Verarbeitung einer Adressliste sein. Eine solche Liste kann spezifische Adressen, Tippfehler oder sogar ganze Hausnummernbereiche enthalten. Das Ergebnis enthält alle Gebäude für die angegebenen Adressen, einschliesslich ihrer Koordinaten.

Ein weiteres Beispiel, das im Rahmen unseres Projekts verwendet wurde, war die Ermittlung und Auflistung aller Adressen für eine bestimmte Gemeinde oder Strasse.
Die Anwendung implementiert eine Schnittstelle, mit der eine solche Liste explizit aus unserem Repository extrahiert werden kann, mit zusätzlicher Unterstützung für Hausnummernbereiche oder den Umgang mit Tippfehlern in den angegebenen Strassenbezeichnungen.

Dies sind nur einige Beispiele für die Möglichkeiten, welche die Anwendung bietet.
Mit der OpenSwissBuildings-API können Adresslisten, Gemeinden und räumliche Grenzen (GeoJSON) verarbeitet werden. Sie enthält fortgeschrittene Lösungen und darauf abgestimmte Strategien für einige Grenzfälle, die wir bei den Strassen-Gemeinde-Grenzen festgestellt haben.

Open Source für Open Data

Die Anwendung implementiert die standardmässige und weit verbreitete Open-API Specification für die API-Definition. Dadurch konnten wir rasch eine saubere Dokumentation der API und ihrer Datenformate bereitstellen und die Implementierungszeit für Drittverbraucher der API selbst drastisch reduzieren.

Der Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE) und mehr als 90 seiner Mitglieder haben die Entwicklung dieses Tools mitfinanziert. Sie haben beschlossen, es im Rahmen einer MIT-Lizenz als Open Source zur Verfügung zu stellen, damit es von beliebigen Nutzer*innen wiederverwendet und weiterentwickelt werden kann, auch zu kommerziellen Zwecken.

Der Quellcode der Anwendung ist im Liip OpenSwissBuildings-API
GitHub Repository verfügbar.

Die Ausführung deiner eigenen Instanz der Anwendung ist unkompliziert, da wir die Unterstützung von containerbasierten Deployments über Docker integriert haben.

Du kannst es probieren mit unsere Online-Demo.

Wenn du Fragen hast oder herausfinden möchtest, ob diese Anwendung auch für deine Anforderungen geeignet ist, kontaktiere mich bitte über das Kontaktformular.