The universe of species gis data is filled with numerous systems and data models, which hardly interact. The German Bundesamt für Naturschutz started a project to improve the interoperability between official systems collecting and supplying species data in Germany. For this project the authors present a solution to interchange species data based on the ISO standard “Observations and Measurements”.
Rheinland-Pfalz nutzen können und auch umgekehrt andere Fachportale die Möglichkeit haben, Artendaten an RLP technisch auszuliefern.
Bürgerinnen und Bürger, ob Amateure, Wissenschaftler oder Landschaftspfleger,
nutzen zunehmend (in der Regel) frei verfügbare Werkzeuge, um Beobachtungsdaten
zu Flora und Fauna zu erfassen und diese für verschiedene Zwecke selbst weiter zu
verwenden oder der Allgemeinheit zu
bilateralen Austauschvereinbarungen, die in der Regel über manuell fortzuschreibende Schnittstellenvereinbarungen technisch unterstützt werden. So tauscht der Artenfinder mit GBIF, Naturgucker und insectis sowie mit dem amtlichen Naturschutz in Rheinland-Pfalz die Sichtbeobachtungen aus.
Diese Situation existiert vor allem auch zum Leidwesen der Nutzer. Für unterschiedliche Zwecke, für verschiedene Auftraggeber und unter Umständen regional beschränkt müssen Nutzer verschiedene Systeme leider im Wechsel nutzen, anstatt mit Ihrem „Lieblingssystem“ arbeiten zu können und die Daten dorthin „fließen“ zu lassen, wo sie benötigt werden oder landen sollen.
Zielsetzung eines Workshop des BfN war es, einen gemeinsamen Austauschstandard zu entwickeln und zu etablieren. Als ersten Schritt wurde vorgegeben, sich auf einen Mindeststandard von Verbreitungsdaten von Organismen (5 W: Wer, Wann, Was, Wo, Wie) zu beschränken und diesen unter Berücksichtigung existierender Standards (z. B. „Darwin Core“ oder „ABCD“) gemeinschaftlich vorzugeben.
Nachfolgend wird ein alternativer Vorschlag beschrieben: eine Standardierung eines Beschreibungsformat für Austauschschnittstellen durch die Vorgaben von Observations und Measurements (O&M), einem ISO-konformen Austauschschemas für Beobachtungsdaten.
Als zukunftsweisende technische Standards für Austauschformate haben sich auf dem http-Protokoll basierende Übertragungsmechanismen mit offenen Standards wie JSON und XML etabliert. Beobachtungsdaten auszutauschen ist eine naheliegende Aufgabe nicht nur für den Austausch von Informationen zum Vorkommen von Arten. Satelliteninformationen, die in großen Mengen auch im Naturschutz immer höhere Bedeutung erlangen, müssen empfangen, ausgetauscht und verarbeitet werden. Da es sich um Geodaten handelt, hat das OGC entsprechende Standards geschaffen, die inzwischen als ISO Standards übernommen wurden.
Bei den Überlegungen, die Erhebung von Artenbeobachtung zu standardisieren,
spielen die GIS Standards nach der ISO 19XXX natürlich den wichtigsten Part.
Ausgehend von den zunehmend mehr verbreiteten Sensoren zur Erdbeobachtung und
der Notwendigkeit den Datenaustausch zu beschleunigen, wurde die ISO Norm ISO
19156:2011 „Observations und Measurements“ geschaffen. Dabei handelt es sich um
die Übernahme eines OGC Standard, der aus GML weiterentwickelt wur
Nach der Definition ist eine Beobachtung (Observation) die Festellung eines Wertes einer bestimmten Eigenschaft eines Untersuchungobjektes zu einem bestimmten Zeitpunkt. Der Wert wurde durch eine Prozedur gewonnen.
Artenbeobachtungen können mit Hilfe dieses Standards dargestellt werden. Zum Verständnis der Beobachtungsdaten, die durch den Standard Observations und Measurements normiert werden, ist das zugrunde liegende Modell zu verstehen: • Eine Beobachtung (Observation) findet zu einem bestimmten Zeitpunkt statt. • Mit Hilfe einer bestimmten Prozedur (procedure), mit bestimmten Parametern, wird für eine Eigenschaft (observed property) des Untersuchungsobjektes (feature-of-interest) ein Wert (result) ermittelt. Damit enthält ein Datensatz die Elemente • time, d.h. Zeitpunkt der Observation • procedure, definiert den Erfassungsprozess • observed property – definiert, welche
Untersuchungsobjekt ermittelt wird, • result – liefert das Ergebnis zum observed property
Eigenschaft im Hinblick auf das
Abbildung 1: Basiskonzepte von O&M Mit diesem Standard lässt sich die Beobachtung einer Art darstellen. Was der Standard nicht leisten kann, ist die fachliche Vorgabe der Eigenschaften (observed property) und Vorgehensweise zur Ermittlung der Eigenschaft (procedure). Diese ergeben sich aus dem Fachobjekt (feature of interest), woraus sich der fachliche Standardisierungsbedarf ergibt.
In der Objektart des citizens science Projekts Artenfinder geht es um die Beobachtung der Art an einem Punkt im Gelände.
Während in einer ersten Version des Artenfinders noch eine proprietäre Schnittstelle
den Austausch zwischen verschiedenen Endgeräten und Erfassungssystemen der
Projektpartner ermöglicht hat, wurde in 2017 im Rahmen einer Neuorientierung der
Modellierung der Naturschutzinformationen in Rheinland-Pfalz ein erster
Standardisierungsversuch übernommen. In Abbildung 2 ist das Anwendungsschema
der Artenbeobachtung im Osiris Kontext von Rheinland-Pfalz dargestellt. Der
Artenfinder stellt eine vereinfachte Untermenge dar [
Abbildung 2: UML-Diagramm zur Objektart Artenbeobachtung Zukünftig soll die Schnittstellendefinition auf O&M basieren, wobei die Abstimmungsarbeiten der Fachgremien noch abgewartet werden sollen. Ein erstes Observation-Objekt besteht aus der Bestimmung der Art. Dieser Vorgang (procedure) kann einfach sein, durch bloßes Erkennen anhand äußerer Merkmale oder aufwändig z. B. durch Lautanalyse mit Hilfe von Tonaufzeichnungen oder anderen Detektionen. Dieser Vorgang ist Ziel einer ersten Standardisierung.
Auch das Resultat, der wissenschaftliche Artenname und seine taxonomische
Einstufung, ist keineswegs einheitlich vorgegeben. Hierdurch wird die Notwendigkeit
der fachlichen Standardisierung deutlich. Vorgesehen ist die Verwendung von EU
Nomen. „EU-nomen enables the correct use of species names and their classification,
to more accurately manage information on animals and plants. This is the first all-taxa
inventory for European species.“ [
wenn eine Zielsetzung der Standardisierungsbestrebungen die Gewinnung und Verwendung amtlicher Daten für den Naturschutz ist. Auch wenn der aktuelle Stand der Taxonomie manchen Experten und Biologen nicht in allen Tiefen begeistert, so ist dieser Standard eine einfache, gut gepflegte, mit vielen Werkzeugen hinterlegte Grundlage, die Austauschbarkeit vielleicht nicht aller, aber vieler wichtiger Informationen zu garantieren. Auch der Artenfinder verwendet im ersten Schritt als user-interface nicht EU-Nomen, sondern eine dem Citizen-Science
mit dem Landschaftsinformationssystem Rheinland-Pfalz.
Abschließend zeigen wir zur Veranschaulichung ein konkretes Beispiel für eine Artenfindermeldung abgebildet auf der Grundlage von O&M: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <om:OM_Observation gml:id="FT-5693483-s" xmlns:om="http://www.opengis.net/om/2.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.2" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/om/2.0 http://schemas.opengis.net/om/2.0/observation.xsd"> <gml:description>Artenfinder Fund Art</gml:description> <gml:name>Artenfinder Fundort Gattungsname</gml:name> <om:type xlink:href="http://www.opengis.net/def/observationType/OGCOM/2.0/OM_CategoryObservation"/> <om:phenomenonTime> <gml:TimeInstant gml:id="ot2t"> <gml:timePosition>2018-06-11T17:22:25.00</gml:timePosition> </gml:TimeInstant> </om:phenomenonTime> <om:resultTime
xlink:href="#ot2t"/> <om:procedure xlink:title="Frank Lemke" xlink:role="Beobachtung" xlink:href="https://www.artenfinder.rlp.de" /> <om:parameter> <om:NamedValue>
<om:name xlink:href="http://www.opengis.net/req/omxml/2.0/data/samplingGeometry"/> <om:value> <gml:Point gml:id="SamplingPoint"> <gml:pos
srsName="urn:ogc:def:crs:EPSG:25832"> 374264 5605961</gml:pos> </gml:Point> </om:value> </om:NamedValue> </om:parameter> <om:observedProperty
xlink:title="Tierart" </om:observedProperty> <om:featureOfInterest xlink:href="https://naturschutz.rlp.de/sites/non_drupal/xsd/oneo.xsd" /> <om:result xsi:type="gml:ReferenceType" xlink:title="Libellula quadrimaculata" xlink:href="http://www.eunomen.eu/portal/taxon.php?GUID=urn:lsid:faunaeur.org:taxname:214386"/> </om:OM_Observation>
Übersetzt auf das Thema Artenbeobachtung bedeutet die Verwendung von O&M für den
Standardisierungsprozess, dass jeder Transformationsprozess von den verschiedenen Datenmodellen der Systeme auf den Standard O&M die Diskussion strukturiert und erleichtert. Ersetzt wird die Diskussion allerdings nicht. Sie findet nur im vorstrukturierten
Raum
statt und ermöglicht darüber hinaus individuelle Abweichungen, die aus der Fachlichkeit stammen, aber diese werden nunmehr in einer gemeinsamen Sprache formuliert. Der mögliche Mindeststandard, auf den man sich einigen wird, kann von Herstellern und Systemanbietern als Standard in GIS-Werkzeuge implementiert werden. 5
OGC (2018): Observations and Measurements. http://www.opengeospatial.org/standards/om (aufgerufen am 30.08.2018).