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|title=Beratungsdatenbank Geologie und Boden in Schleswig-Holstein (Consulting Database Geology and Soil of Schleswig-Holstein)
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==Beratungsdatenbank Geologie und Boden in Schleswig-Holstein (Consulting Database Geology and Soil of Schleswig-Holstein)==
Tagungsband UIS 2017 Beitrag F: Friedhelm Hosenfeld, Karen Bäzner, Meike Nitschke und Bernd König Beratungsdatenbank Geologie und Boden in Schleswig-Holstein Friedhelm Hosenfeld1, Karen Bäzner2, Meike Nitschke2 und Bernd König2 1 Friedhelm Hosenfeld, Institut für Digitale Systemanalyse & Landschaftsdiagnose (DigSyLand) hosenfeld@digsyland.de 2 Karen Bäzner, Meike Nitschke, Dr. Bernd König, Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR-SH) {karen.baezner|meike.nitschke|bernd.koenig}@llur.landsh.de Abstract The intranet web application “Consulting Database Geology and Soil” (Beratungsdatenbank Geologie und Boden) is presented which was developed on behalf of the department Geology and Soil of the State Agency for Agriculture, Environment and Rural Areas of Schleswig- Holstein (LLUR-SH). The application supports this department in managing their consulting services consistently and well structured in order to facilitate convenient access to all consulting data. The solution was implemented as a PHP-based subject-specific application integrated into the universal evaluation platform Disy Cadenza, thus utilizing Cadenza’s evaluation options as well as GIS functionalities for editing and visualizing geometries on the one hand and offering on the other hand an acquisition component for topical data tailored to the subject-specific requirements. Zusammenfassung Vorgestellt wird die Intranet-Web-Anwendung „Beratungsdatenbank Geologie und Boden“ (BRDB), die für die Abteilung Geologie und Boden des Landesamtes für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR-SH) entwickelt wurde. Die Anwendung dient dazu, die von der Abteilung erbrachten Beratungsleistungen einheitlich und strukturiert zu verwalten, so dass der Zugang zu allen Beratungen komfortabel möglich ist. Die Umsetzung erfolgte als PHP-Fachanwendung, die in die Auswertungsplattform Disy Cadenza integriert wurde, um einerseits die Auswertungsfunktionalitäten und die GIS- 70 Tagungsband UIS 2017 Funktionen zur Geometrieerfassung und -darstellung in Cadenza zu nutzen und andererseits eine auf die fachlichen Anforderungen zugeschnittene Sachdatenerfassung anzubieten. 1 Überblick 1.1 Motivation und Grundlagen Als eine ständige Aufgabe erbringt die Abteilung Geologie und Boden des Landesamtes für Landwirtschaft, Naturschutz und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR-SH) Beratungsleistungen für die Landesregierung, Behörden, Planungsbüros, Wirtschaftsunternehmen und in Einzelfällen auch Privatpersonen. Hierbei erfolgen in der Regel Stellungnahmen, die standort- oder gebietsbezogen fachliche Bewertungen und Interpretationen enthalten. Mit der Beratungsdatenbank (BRDB) soll dieses Expertenwissen gesichert sowie die Dokumentation der durchgeführten Beratungen und damit der Zugang zu deren Inhalten vereinfacht und beschleunigt werden. 1.2 Anforderungen an die Beratungsdatenbank (BRDB) Folgende fachliche Anforderungen an die Beratungsdatenbank wurden formuliert: • Vereinfachung und Beschleunigung des täglichen Beratungsgeschäfts und Vermeidung von inhaltlichen Inkonsistenzen für Beratungen zum gleichen Standort bzw. Gegenstand. • Einfacher und übersichtlicher Aufbau mit schnellem Zugriff auf Altberatungsfälle und die eigentliche Vorgangsdokumentation, die jeweils als Word- oder PDF- Datei vorliegt. • Weitgehende Lese- und Auswertezugriffsmöglichkeiten für die gesamte Abteilung, Schreibrechte für die Beratungsdurchführenden. • Ergänzendes Werkzeug zu bestehenden Werkzeugen. 1.3 Konzeption der Beratungsdatenbank Zu jeder Beratung gehören sowohl Raumbezüge als auch strukturierte Sachdaten zu den Beratungsinhalten sowie die Vorgangsdokumentation in Dateiform. Aufbauend auf der Konzeption der Fachabteilung und des IT-Dezernates sowie den bereits vorhandenen Beratungsdaten wurde eine Datenbanklösung mit einer Web- Erfassungsanwendung geplant, die im Intranet des Landesamtes bereitgestellt wird. 71 Tagungsband UIS 2017 Als Basis sollte die Auswertungsplattform Cadenza eingesetzt werden, deren Variante CadenzaWeb die Erfassung und Bearbeitung von Geometrien und die nahtlose Einbettung einer webbasierten Erfassung zulässt, während Cadenza Desktop im Wesentlichen für die Auswertungsfunktionen zum Einsatz kommt. Folgende technische Anforderungen wurden in der Konzeption berücksichtigt: • Für jede Beratung können eine oder mehrere Geometrien verwaltet werden. Geometrien können Punkte, Linien und Flächen sein. • Zusätzlich zu den Geometrien sollen einige Standard-Raumbezüge als Sachdaten hinterlegt werden. Dies betrifft unter anderem Gemeinde, Gemarkung, Flurstück und Blattschnitte topographischer Karten. • Diese Raumbezüge werden als n:m-Verknüpfung zu jeder Beratung hinterlegt. Konzipiert wurde einerseits die automatische Befüllung der Raumbezugsverknüpfung auf der Basis der Geometrien. Andererseits soll auch die manuelle Eingabe von Raumbezügen möglich sein, wenn z.B. eine direkte Verortung mit Geometrie (noch) nicht vorgenommen wurde. • Adress-Angaben sollten zusätzlich nur als Sachdaten aufgenommen werden. • Mit den Beratungen sollen Dokumente verlinkt werden, die im Dateisystem verwaltet werden. Dazu werden nur Links auf die Dokumente und nicht die Dokumente selbst in der Datenbank abgebildet. 2 Umsetzung als Web-Anwendung 2.1 Datenmodellierung Als Vorläufer-Datenhaltung existierten für zwei Beratungsthemen jeweils Shape- Dateien, die mit ArcGIS bearbeitet wurden und in denen für jede Beratung eine Punkt- Geometrie mit den erforderlichen Sachdaten und Verweisen zu den Vorgangsdokumenten gehalten wurden. Gemäß der fachlichen Anforderungen wurde ein normalisiertes Datenmodell entwickelt, dass unter anderem durch eine Adressverwaltung vermeidet, dass Adressen mehrfach gehalten und gepflegt werden müssen. Zudem können Raumbezüge von mehreren Beratungsdatensätzen referenziert werden. Mit dem 72 Tagungsband UIS 2017 Einsatz von Schlüssellisten wurden die Einheitlichkeit der Daten optimiert und bessere Auswertungsmöglichkeiten geschaffen. Alle bisher in den Shape-Dateien vorhandenen Altdaten wurden in das neue Datenmodell migriert. Die Datenhaltung wurde in der zentralen Oracle 11-Datenbank des LLUR umgesetzt. Die Geometrien werden dabei mit den Sachdaten gemeinsam in der Datenbank abgelegt. 2.2 Auswertungsplattform Cadenza Für die Umsetzung wurde entschieden, die Auswertungsplattform Disy Cadenza als Grundlage einzusetzen, die im Rahmen einer Bund-Länder-Kooperation von der Firma Disy entwickelt wird und seit vielen Jahren auch im Ressort des Ministeriums für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume in Schleswig-Holstein im Einsatz ist. Zu den Anwendungsfeldern gehören unter anderem die EG Wasserrahmenrichtlinie mit dem Wasserkörper- und Nährstoffinformationssystem (WANIS) [Hosenfeld et al. 2016], der Energieatlas [Hosenfeld & Albrecht 2015], die Umgebungslärmrichtline [Hosenfeld et al. 2014] sowie der Naturschutz [Hosenfeld et al. 2014]. 2.3 Erfassungsanwendung Die Fachanwendung zur Erfassung und Pflege der Sachdaten wurde in PHP entwickelt. Der Start der Anwendung, die Erfassung und Darstellung der Geometrien sowie die Benutzerverwaltung finden in CadenzaWeb statt, in das die Fachanwendung so integriert ist, sodass den Anwendenden eine einheitliche Anwendung präsentiert wird. Die Realisierung basiert auf einem PHP-Framework, das einen Großteil der Eingabefunktionalität per Konfiguration ermöglicht und bereits für andere Fachanwendungen des Umweltressorts eingesetzt wird, wie beispielsweise die Naturschutz-Maßnahmendatenbank [Hosenfeld et al. 2014] und das Verfahrensver- zeichnis. 73 Tagungsband UIS 2017 Abbildung 1: Ausschnitt der Eingabemaske einer Beratung (fiktives Beispiel) Ein Vorteil der Auswertungsplattform Cadenza besteht darin, dass Auswertungen sowohl mit dem eng mit der Fachanwendung verknüpften Cadenza Web, aber auch mit der Variante Cadenza Desktop durchgeführt werden können, die als WebStart- Anwendung auf jedem Arbeitsplatz genutzt wird und weitergehende individuelle Auswertungsfunktionen bietet, die über die vorkonfigurierten Optionen hinausgehen. 3 BRDB zur Datenerfassung und Auswertung 3.1 Eingabemasken und Erfassung Alle Eingabemasken bauen sich automatisch auf der Basis von Konfigurationsdateien auf und lassen sich in einzelne inhaltlich zusammengehörige Blöcke gliedern. Hierarchisch zusammenhängende Objekte und Schlüssellisten-Einträge sind miteinander verlinkt, so dass durch Anklicken des Eintrags die Maske des entsprechenden Untereintrags oder der zugehörigen Schlüsselliste aufgerufen werden kann, wie z.B. die unterschiedlichen Dokumente zu einer Beratung zur Bearbeitung der Pfade und Beschreibungen (s. Abbildung 2). 74 Tagungsband UIS 2017 Fehlende Schlüssellisteneinträge können so während der Bearbeitung bequem ergänzt werden. Abbildung 2: Zu einer Beratung können mehrere Dokumente zugeordnet werden, deren Metadaten separat zu bearbeiten sind (fiktives Beispiel) 3.2 Zuordnung von Raumbezügen und Raumeinheiten Aus der Eingabemaske der Beratung kann die Geometrieerfassung zum Hinzufügen neuer Geometrien oder zur Bearbeitung bestehender Geometrien aufgerufen werden (s. Abbildung 1 und Abbildung 3). Alternativ ist bei Punkt-Geometrien die direkte Eingabe der Koordinaten möglich. Beim Abspeichern der Geometrien werden bestimmte Raumeinheiten wie Flurstücke und Gemeinden dem Datensatz automatisch zugeordnet, um eine effiziente rein datenbankbasierte Recherche ohne geometrischen Abgleich zu ermöglichen. Zusätzlich ist die manuelle Zuordnung von Raumbezügen möglich, auch wenn keine konkrete Geometrie vorhanden ist. 75 Tagungsband UIS 2017 Abbildung 3: Geometrieerfassung in CadenzaWeb (fiktives Beispiel) 3.3 Auswertungen in Cadenza In CadenzaWeb und CadenzaDesktop kann mit Hilfe verschiedener Kriterien, die alle Eigenschaften der Beratungsdatensätze repräsentieren, gezielt nach einzelnen Beratungen gesucht werden. Aus dem Rechercheergebnis kann im LLUR direkt auf die Vorgangsdokumente und auf die Kartendarstellung der Geometrien zugegriffen werden, in der weitere Kartenthemen beliebig ergänzt werden können. Zusätzlich ist auch in ArcGIS über die Datenbank ein Zugriff auf die Geometrien möglich, wobei aus dem komplexen Datenmodell nur eine Auswahl der verfügbaren Beratungsinformationen direkt abgerufen werden. 4 Zusammenfassung und Ausblick Mit der vorgestellten Anwendung können die fachlichen Anforderungen zur effizienten Verwaltung der Beratungsdaten erfüllt werden. Im Unterschied zu der Vorgänger- Realisierung können beliebig viele Geometrien – neben punktförmigen auch Linien- und Flächen-Geometrien – mit einer Beratung verbunden werden. Zudem ist die Zuordnung mehrerer Dokumente zu einer Beratung möglich und umgekehrt die Zuordnung von bereits bestehenden Dokumenten zu einer neuen Beratung, so dass die Realisierung dem tatsächlichen Workflow besser angepasst ist. Bei der Konzeption und Umsetzung wurden neben den zuerst integrierten Themen Hydrogeologie und 76 Tagungsband UIS 2017 Geothermie die übrigen Beratungsthemen der Fachabteilung berücksichtigt, so dass der Einsatz für weitere Bereiche schon jetzt möglich ist. Inzwischen wurden für die Abteilung Geologie und Boden noch drei weitere Fachanwendungen nach dem gleichen Prinzip umgesetzt, in denen biologische Untersuchungsdaten und schlagbasiserte Nutzungsdaten zu Bodendauer- beobachtungsflächen, aber auch die Leitprofile der Bodenübersichtskarte bearbeitet werden können. 5 Literaturverzeichnis Hosenfeld, F.; Kleinbub, J.; Krüger, K.; Kumer, D.; Langner, K. & Rinker, A. (2012): Development of a Database Supporting the Management of Nature Conservation Measures in Schleswig-Holstein. In: H.-K. Arndt, G. Knetsch, W. Pillmann (Eds.): Light up the Ideas of Environmental Informatics, Dessau 2012, S. 623 – 629. Hosenfeld, F.; Gliesmann, L. & Rinker, A. (2014): Mapping Service Environmental Noise Schleswig-Holstein. In: Gomez, J.M.; Sonnenschein, M.; Vogel, U.; Winter, A.; Rapp, B. & Giesen, N. (Eds.): Information and Communication Technology for Energy Efficieny, EnviroInfo 2014 28th International Conference on Informatics for Environmental Protection, Oldenburg, S. 493-500. Hosenfeld, F. & Albrecht, M. (2015): Energieatlas Schleswig-Holstein. In: Umweltbundsamt: Umweltinformationssysteme - Big Data – Open Data – Data Variety.und Datenaufbereitung für maritime Informationssysteme, Ergebnisse des 21. und 22. Workshops des Arbeitskreises „Umweltinformationssysteme“ der Fachgruppe „Informatik im Umweltschutz‘‘, DOKUMENTATIONEN 58/2015, S. 140 - 153. http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/doku_58_20 15_umweltinformationssysteme_1.pdf (aufgerufen am 03.06.2017). Hosenfeld, F.; Tiffert, J.; Trepel, M. (2016): Wasserkörper- und Nährstoffinformationssystem Schleswig-Holstein. In: Proc. of the 23rd Workshop UIS2016, Leipzig, Germany, June 1-2, 2016, http://ceur-ws.org/Vol-1781/paper4.pdf , S. 55-65, (aufgerufen am 03.06.2017). 77