SedimentKataster der WSV (SedKat WSV)

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Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten
21./22. Januar 2009 in Koblenz
Nutzung des Linear Referencing Systems (LRS)
GewNet-BWaStr für das
Sediment- und Bodenkataster der WSV
- Ein Überblick Kolloquium
"Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten"
Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D.
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Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten
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Inhalt
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Datengrundlage in der „Qualitative Gewässerkunde“
Sediment- und Bodenkataster der WSV
Vorteile eines Linear Referencing Systems
Integration des LRS in bestehende Dateninfrastrukturen
Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten des LRS
Zusammenfassung
Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D.
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Datengrundlage Qualitative Gewässerkunde
¼ vorwiegend punktbezogene Informationen zur chemischen,
morphologischen und ökotoxikologischen Beschaffenheit von Sedimenten
und Schwebstoffen der schiffbaren Binnen- und Küstengewässer
¼ Daten stammen in der Regel aus WSV-Baggergut-Untersuchungen sowie
aus verschiedenen Monitoring-Programmen (z.B. BMU-Messprogramme)
¼ die Daten werden in der Feststoffdatenbank der BfG FeDaBa vorgehalten
(derzeitiges DBMS Microsoft® Access 2003, zukünftig Æ Oracle 10G Spatial)
¼ Daten aus aktuellen Baggergut-Untersuchungen mit Beteilung externer
Rahmenvertragspartner fließen über die Fachanwendung SedKat WSV-Lab
(http://geoportal.bafg.de) in die Datenhaltung der Abteilung G ein
¼ daneben werden administrative und strukturelle Informationen zu BaggergutVorhaben in der ProDB WSV dokumentiert und verwaltet
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Definition Sediment- und Bodenkataster der WSV
¼ Das Sediment- und Bodenkataster der WSV (SedKat WSV) ist ein
überregionales gewässerkundliches Fachinformationssystem
¼ es dient der Dokumentation, Interpretation, Analyse und Bewertung der
quantitativen, qualitativen und biologischen Eigenschaften der Sedimente
und Böden in bzw. an den Bundeswasserstraßen
¼ gleichzeitig ist es eine Plattform für die Verwaltung, Überlagerung und
Interpretation sedimentbezogener Fachdaten der Morphologie, Chemie,
Ökotoxikologie und Biologie in einem einheitlichen System
¼ SedKat WSV ist ein gemeinsames Fachvorhaben der beiden
Oberbehörden BfG und BAW, das aufgrund seiner WSV-weiten
Bedeutung in das IT-Konzept für die Gewässerkunde aufgenommen
wurde
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Ziele SedKat WSV
¼ Integration lokaler bzw. regionaler Datenhaltungen in ein
überregionales Fachinformationssystem
¼ (Teil-)Ersetzung lokaler Primärdatenhaltungen (einheitliche Datenbasis)
¼ Schaffung umfassender Recherchemöglichkeiten (räumlich / zeitlich)
nach Entnahmestellen und analytischen Ergebnissen von Sediment- und
Bodenproben
¼ Darstellung aktueller und historischer Daten zu Eigenschaften von
Sedimenten und Böden
¼ Befriedigung des Informationsbedarfs in WSV, Bundes-/Landes- und
Kommunalverwaltung und Öffentlichkeit (aktive Datenbereitstellung
gemäß Umweltinformationsgesetz)
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weitere Ziele SedKat WSV
¼ Grundlage zur Erfüllung von Berichtspflichten
¼ Verknüpfung von Einzeldaten quantitativer, qualitativer und biologischer
Sedimenteigenschaften
¼ Ableitung komplexer Fachinformationen
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Anforderungen/Funktionaltäten
¼ Recherche (zeitlich/räumlich)
¼ Visualisierung (zeitlich/räumlich)
¼ einfache statistische Auswertungen (deskriptive Statistik)
¼ Bewertung und Klassifizierung (z.B. nach HABAB/HABAK)
¼ Reporterstellung
¼ Datenexport (geprüfte Rohdaten) - darüber sind weitergehende
Auswertungen/Modellierungen möglich
¼ Darstellung komplexer Fachinformationen
¼ Berechnung abgeleiteter / aggregierter Daten
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generelle Vorteile eines Linear Referencing Systems
¼ Das “Linear Referencing System” ist ein Feature welches
Attribute und Events mit Orten assoziiert, wobei häufig nur ein
Parameter verwendet wird anstatt zwei (z.B. nur eine KilometerAngabe als Parameter zur Bestimmung der Lokalität).
¼ zudem verweist es und erzeugt dynamisch Teilsegmente durch
Hinweise auf den Start- und Endpunkt.
Route
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BWaStr_ID
Events
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Beispiel:
M-value: 688,0 km
Event: 251-5106-001
Pegel Köln (km 688,1)
Lineares Feature:
Rhein (Hauptstrecke)
BWaStr_ID: 3901
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Integration des LRS in bestehende Dateninfrastrukturen
¼Wie haben wir das LRS GewNet-BWaStr getestet?
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PostGIS Spatial DB
¼ PostGIS (http://postgis.refractions.net) erweitert das
objektrelationale Datenbankmanagementsystem PostgreSQL um
GIS-Funktionalitäten, die der OpenGIS Spezifikation „OpenGIS
Simple Features Specification for SQL“ folgen.
¼ es verfügt über 200 (ISO 13249-konforme) Funktionen, mit denen
räumliche Analysen, u.a. auch Linear Referencing durchgeführt
werden können.
¼ Vorteile einer Spatial DB: Geometrie-Objekte können direkt auf
Datenbankebene ohne Einbeziehung eines Desktop-GISInfrastruktur bearbeitet und manipuliert werden.
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DB-Importwerkzeuge
¼ Grafische Clients
gpgsql2shp
(http://sdteffen.de/gis/gpgsql2shp.html)
erzeugt sql-Skripte für den DB-Import;
Geometrien werden im WKB-Format
ausgelesen.
¼ Kommandozeilen-Werkzeuge
(für Microsoft Windows®, Linux)
shp2pgsql
% shp2pgsql –D gewnet.shp gl_gwnet
gwnetdb | psql gwnetdb
OGR Simple Features toolkit
% ogr2ogr -f PostgreSQL
PG:dbname=gwnetdb gewnet.shp
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Voraussetzungen für die Nutzung des LRS auf DB-Ebene
Vorarbeiten
¼ die Event-Tabellen müssen unter Berücksichtigung der VV1103,
Teil 3 „Abkürzungen und Identnummernsysteme für
Organisationseinheiten, technische Objekte und
Bundeswasserstraßen, Längen der Binnenwasserstraßen des
Bundes“ um die BWaStr_ID ergänzt werden
¼ damit das LRS auf Datenbankebene genutzt werden kann,
müssen die Features vom Typ MultiLineString in einzelne
Linestrings umgewandelt und zusätzlich die Länge der Linestrings
sowie mindestens der Start-Kilometer neu berechnet werden
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Auflösen von MultiLinestringsM
SELECT
bwastr_id,
ln_geom,
ST_M(ST_AsEWKT(ST_PointN(ln_geom, 1))) AS M_min,
ST_M(ST_AsEWKT(ST_PointN(ln_geom, num_pt))) AS M_max,
ST_M(ST_AsEWKT(ST_PointN(ln_geom, num_pt))) ST_M(ST_AsEWKT(ST_PointN(ln_geom, 1))) AS length
FROM
(SELECT
bwastr_id,
(ST_Dump(the_geom)).geom AS ln_geom,
ST_NumPoints((ST_Dump(the_geom)).geom) AS num_pt
FROM
gl_gewnet
WHERE
NOT bwastr_id = '0') AS SUBQUERY;
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Einsatzmöglichkeiten des LRS GewNet-BWaStr
1.
2.
3.
Pflege, Validierung und Aktualisierung von Bestandsdaten
Darstellung aggregierter Informationen
Risikoanalysen und Risikobewertungen
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Zuweisung fehlender XY-Koordinaten bei Altdaten
ID
NAME
GW_km BWaStr_ID
GEOM_XY
661474
Erfeld 2
2,0
3913
?
POINT(X
Y)
661475
Erfeld 3
2,5
3913
?
POINT(X
Y)
661476
…
…
…
…
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ID
NAME
GW_km
BWaStr_ID
GEOM_XY
661474
Erfeld 2
2,0
3913
?
661475
Erfeld 3
2,5
3913
?
661476
…
…
…
…
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Korrektur fehlerhafter der BWaStr_IDs
Kraftwerkskanal Iffezheim
BWaStr_ID: 3909
Wehrstrecke Iffezheim
BWaStr_ID: 3908
Aktualisierung und
Zuweisung der
korrekten BWaStr_ID
mit der St_DWithinFunktion
Rhein (Hauptstrecke)
BWaStr_ID: 3901
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Aktualisierung und Korrektur der Gewässer-Stationierung
Aktualisierung und
Zuweisung der korrekten
Kilometrierung mit der
St_Line_Locate_PointFunktion
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Pflege, Validierung und Aktualisierung von Bestandsdaten
Einschränkungen:
¼ Zuweisung von Koordinaten darf nur teilautomatisierter Prozess
sein!
¼ Lage der Entnahmestellen muss vor einer Freigabe immer noch
manuell geprüft werden
¼ Entnahmestellen müssen bezüglich der Lagegenauigkeit
klassifiziert werden
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Darstellung von Baggerstrecken
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Verteilung einzelner Spezies entlang von BWaStr
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Visualisierung aggregierter Informationen
Beispiel:
¼ Kombination morphologischer, chemischer Daten und
Informationen zu bereits gelaufenen Baggergut-Vorhaben
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Planungssicherheit bei Bagger-Vorhaben
Letzte Untersuchung: 1999
Lithologie: vorwiegend Schluff,
schwach sandig
Untersuchung nach: HABAB-WSV
Umlagerung möglich: ja
Letzte Untersuchung: 2005
Lithologie: vorwiegend Schluff
Untersuchung nach: HABAB-WSV
Umlagerung möglich: ja
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Zusammenfassung
¼ das LRS GewNet-BWaStr stellt eine enorme Arbeitserleichterung
für die Pflege und Validierung von Stammdaten dar
¼ inwieweit das LRS GewNet-BWaStr auch bei der Realisierung des
Sediment- und Bodenkatasters der WSV eine Rolle spielen wird,
hängt entscheidend von der Fertigstellung des LRS ab
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Viele Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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