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|title=Reduzierung des administrativen Aufwands für Fachinformationssysteme im Umweltbereich (Reducing the administrative effort for information systems in the environmental domain)
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==Reduzierung des administrativen Aufwands für Fachinformationssysteme im Umweltbereich (Reducing the administrative effort for information systems in the environmental domain)==
https://ceur-ws.org/Vol-1919/paper1.pdf
Tagungsband UIS 2017
Beitrag A: Stephanos Camarinopoulos, Ulrich Hussels
Reduzierung des administrativen Aufwands für
Fachinformationssysteme im Umweltbereich
Stephanos Camarinopoulos1, Ulrich Hussels2
1
RISA Sicherheitsanalysen GmbH, S.Camarinopoulos@risa.de
2
RISA Sicherheitsanalysen GmbH, Ulrich.Hussels@risa.de
Abstract
In this report, it is outlined how in a regional authority the use of a generic database application
has reduced the cost of creating and operating three specialized information systems. In doing
so, the necessary boundary conditions and the necessary properties of the generic database
application are discussed. Finally, the advantages and disadvantages, as well as the limits of
this approach, are analyzed.
Zusammenfassung
In diesem Erfahrungsbericht wird erläutert, wie in einer Landesbehörde mit Hilfe einer
generischen Datenbankanwendung Aufwände für die Erstellung und den Betrieb von drei
Fachinformationssystemen reduziert werden konnten. Dabei wird auf die hierfür erforderlichen
Randbedingungen und die notwendigen Eigenschaften der generischen
Datenbankanwendung eingegangen. Schließlich werden die Vor- und Nachteile sowie die
Grenzen dieses Lösungswegs genannt.
1 Einführung
Fachinformationssysteme (FIS) im Umweltbereich sind aufgrund ihrer fachlichen
Datenmodelle und einzelner, sehr spezifischer Funktionen Unikate. Ein System,
welches mehrere Fachgebiete gleichzeitig unterstützt, ist daher schwerer zu
handhaben als unabhängige Systeme. Sowohl die Aufrechterhaltung der Konsistenz
der Modelle und der darin enthaltenen Daten als auch die Abstimmung der Zyklen für
Veränderungen stellen Zusatzaufwände dar. Eine enge Kopplung ist inhaltlich oft auch
nicht erforderlich. Separate FIS, wenn sie auf Basis unterschiedlicher Technologien
realisiert werden, erhöhen andererseits den insgesamt erforderlichen Aufwand für die
Systemadministration.
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Die Lösung ist ein generisches FIS auf Basis einer einheitlichen Technologie. Aufgrund
der Besonderheiten der Datenverwaltung und der Ähnlichkeit im Aufbau der fachlichen
Datenmodelle ist ein solches System im Umweltbereich realisierbar.
Im LfU Brandenburg konnten mit einem solchen System Erfahrungen bei der
Realisierung von drei FIS gesammelt werden.
2 Aufgabenstellung im Umweltbereich
Umweltdatenbanken bzw. Umweltinformationssysteme verwalten Daten, die
umweltbeschreibende Parameter enthalten. Dazu gehören in erster Linie
physikalische Größen und Bewertungen in Form von Katalogen. Diese sind i. d. R. auf
Punkte bzw. Flächen bezogen und werden zeitpunkt- bzw. zeitabschnittsweise
betrachtet. Hinzu kommen ebenfalls zeitabschnittweise betrachtete Verwaltungsdaten.
Die Objekte sind intern meist hierarchisch strukturiert und zwischen den Objekten
bestehen Relationen.
Verwaltungsvorgänge werden in den FIS genauso wenig abgebildet wie
buchhalterische Fragen. Auch zeitkontinuierliche Vorgänge sind nicht Gegenstand der
Betrachtung. Durch Eingrenzung auf die o. g. beschreibenden Daten zur Umwelt lässt
sich eine generische Lösung mit nicht zu großer Komplexität entwickeln. Häufig
werden die Systeme als Kataster bezeichnet.
3 Realisierte Fachinformationssysteme
Besonders effizient ist der parallele Einsatz mehrerer FIS auf Basis eines generischen
Ansatzes, wenn die Fachgebiete inhaltlich nahe beieinander liegen. Teilweise sind
dann die Sachbearbeiter die gleichen Personen, wodurch sich auf der Anwenderseite
automatisch Synergien ergeben.
Die inhaltliche Nähe der Fachgebiete ist jedoch nicht zwingend. Es kann auch von
Vorteil sein, wenn, angeregt durch die Verwendung der gleichen generischen
Software, ein Austausch mit weiter entfernten Fachgebieten stattfindet.
Im Fall des LfU Brandenburg wurden das Altlastenkataster (ALKAT/ALKATonline), das
Bodendauerbeobachtungsinformationssystem (BoDIS) und das Radiologische
Altlastenkataster (RALKAT) mit derselben generischen Software (aktuell COODEXX)
realisiert.
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ALKAT und BoDIS sind im Referat W 15 am LfU angesiedelt, während RALKAT
inzwischen beim Landesamt für Arbeitsschutz, Verbraucherschutz und Gesundheit
(LAVG) eingesetzt wird.
Außerhalb des LfU wird dieser Ansatz auch für Abwasserkataster und damit
verbundene Laborinformationssysteme sowie in EU-Forschungsprojekten eingesetzt.
4 Einspareffekte
Auf der Seite der Systemadministration werden parallel drei Softwaresysteme, die sich
lediglich im Datenbanklayout unterscheiden, betreut. Deren Architektur ist identisch.
Softwareupdates können separat voneinander vorgenommen werden (Stichwort
spezifische Funktionalität), das Vorgehen ist jedoch identisch.
Die Fachadministration vereinfacht sich ebenfalls und wird zudem zuverlässiger, da
sich die Fachadministratoren, sofern sie sich nicht ohnehin in Personalunion befinden,
gegenseitig austauschen und ggf. auch ersetzen können.
Verbesserungen und Fehlerbehebungen an der Software kommen gleichzeitig allen
FIS-Nutzern zu gute. Dadurch, dass eine Abstimmung über Verbesserungen
organisatorisch wenig aufwändig ist, werden die Lösungen universeller.
5 Erfahrungen
Die positiven Erfahrungen beginnen bereits bei der Entwicklung des fachlichen
Datenmodells und den Ergänzungen an der Programmoberfläche. Eine Betrachtung
über den eigenen „Tellerrand“ hinaus liefert bessere Lösungen.
Die Einrichtung eines weiteren FIS benötigt wesentlich weniger Abstimmungsaufwand
als die einer völlig eigenständigen Anwendung.
Die Fachgebiete können sich bei offenen Fragen gegenseitig unterstützen, da die
Arbeitsweise in der Behörde auch in unterschiedlichen Fachgebieten ähnlich ist.
6 Eigenschaften des Werkzeugs
Besonders effektiv ist ein generisches Werkzeug, wenn es an den Stellen, wo sich die
zu realisierenden FIS unterscheiden, parametrisierbar ist und an den Stellen, die für
alle FIS des Bereichs identisch sind, Standardlösungen anbietet. Das Datenmodell
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muss demnach parametrisierbar sein. Standardlösungen sollten für Schnittstellen
(XML und Excel bzw. CSV) existieren. Die Programmoberfläche sollte in Grenzen
parametrisiert sein und immer eine Standardabbildung ermöglichen.
Da für die von uns realisierten FIS im Umweltbereich die optimale Abbildung des
fachlichen Datenmodells entscheidend ist, bietet das Werkzeug für deren Modellierung
umfangreiche Konfigurationsmöglichkeiten auf Basis eines über Jahrzehnte
optimierten kombiniert objektorientierten und hierarchisch-relationalen Ansatzes. Das
Fachdatenmodell wird über Fachdatenobjekte mit intern hierarchischem Aufbau
definiert. Untereinander lassen sich die Fachdatenobjekte über Zeiger miteinander
(relational) verknüpfen.
Allen drei im LfU realisierten Lösungen liegt ein Fachdatenobjekt zugrunde, welches
eine Fläche beschreibt. Die zu verwaltenden Daten beschreiben diese Fläche und
Beobachtungen (z. B. Messungen), die sich auf diese Fläche beziehen.
Aus dem intern hierarchischen Aufbau der Fachdatenobjekte erzeugt das System ein
spezifisches Tabellenwerk. Attribute können auf jeder Ebene aus einer Menge
generischer Attributtypen hinzugefügt werden. Relationen werden über Zeigerattribute
realisiert. Neben dem Datenmodell wird auch das Layout der Datenerfassungsmasken
über Parameter konfiguriert. Die Eingabe der Konfiguration wird durch eine Oberfläche
unterstützt und ist in wenigen Stunden erledigt. Der eigentliche Aufwand liegt in der
Transformation der fachlichen Vorgaben in die Modellierungsregeln des Werkzeugs.
Auf das konfigurierte Datenmodell wird eine generische Benutzeroberfläche mit
umfangreicher Standardfunktionalität aufgesetzt, mit der sich die Daten bereits
vollständig bearbeiten, importieren, exportieren, drucken und abfragen lassen.
In diese Oberfläche werden ggf. FIS-spezifische Funktionen integriert. Werden
mehrere FIS, wie oben beschrieben, innerhalb einer Organisation betrieben, können
diese Ergänzungen oft übergreifend genutzt werden.
7 Ergebnis
Mit dem gewählten Ansatz können vor allem Umweltdaten effektiv verwaltet werden,
da sich diese Daten mit Hilfe der bereitgestellten Möglichkeiten zur
• inhaltlichen Strukturierung,
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• Berücksichtigung der zeitlichen Veränderbarkeit,
• Abbildung der Informationen über geeignete Datentypen
adäquat beschreiben lassen.
Wird im größeren Umfang spezifische Funktionalität benötigt verliert dieser Ansatz an
Flexibilität, weil Änderungen am Datenmodell nicht mehr allein durch Änderung der
Konfiguration erfolgen können.
Wie jede Lösung hat auch diese generische Variante Vor- und Nachteile. Ziel bei der
Auswahl des Werkzeugs sollte es sein, dass die Vorteile deutlich überwiegen.
Die Vorteile der hier beschriebenen Lösung sind:
• Bei Einrichtung und Betrieb reduziert sich der administrative Aufwand fast um
den Faktor der Anzahl der parallel betrieben FIS. Bei der Verwendung
unterschiedlicher Lösungen ergeben sich keine Synergieeffekte. Es ist sogar
nicht selten, dass bei unterschiedlichen Lösungen Inkompatibilitäten die
Lauffähigkeit in derselben Umgebung behindern.
• Die Pflege der Systeme in fachlicher Hinsicht und bezüglich der Bedienbarkeit
profitiert von Synergieeffekten. Bei unterschiedlichen Lösungen ist bereits die
Übertragbarkeit von Verbesserungsideen fraglich.
Nachteile:
• Die Systeme sind inhaltlich nicht gekoppelt. Denkbar wäre allerdings die
Nutzung gemeinsamer peripherer Fachdatenobjekte wie z. B. Adressen und in
diesem konkreten Fall auch Grundwassermessstellen, da die strengen
Modellierungsregeln die formale Kompatibilität der Modelle garantieren. Der
Aufwand für die Fachadministration steigt damit aber wieder.
• Die Verwendbarkeit des Ansatzes hängt davon ab, dass die richtigen Teile der
Software parametrisiert sind und die Standardfunktionalität den Großteil der
erforderlichen Funktionalität abdeckt. Für Kataster ist diese Bedingung erfüllt.
Für eine Vorgangsverwaltung oder eine Buchhaltung müssten andere Teile der
Anwendung parametrisierbar sein.
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8 Literaturverzeichnis
Ulrich Hussels, Alexios Camarinopoulos, Stephanos Camarinopoulos, Georios Pampoukis,
Theodora Karali (2016): More than two decades of generic approach for database
applications in the environmental field. In: Wohlgemuth, V.; Fuchs-Kittowski, F.; Wittmann,
J. (2016) (Hrsg.): Adjunct Proceedings of the 30th edition of the EnviroInfo 2016. Berlin:
Shaker Verlag, S. 79-83.
Ulrich Hussels, Stephanos Camarinopoulos, Tosten Lüdtke, Georios Pampoukis (2013):
Datenbankanwendung für veränderbare Fachdatenmodelle im Umweltbereich. In: 20.
Workshop des GI-Arbeitskreises „Umweltdatenbanken“, Berlin 23./24.Mai 2013,
http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/dokumentati
onen_knetsch_umweltinformationssysteme_04.08.2014.pdf zuletzt zugegriffen 15.05.2017
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