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. SedKat WSV Seite 1 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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. SedKat WSV Seite 2 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 3 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 4 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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) Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 5 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz weitere Ziele SedKat WSV ¼ Grundlage zur Erfüllung von Berichtspflichten ¼ Verknüpfung von Einzeldaten quantitativer, qualitativer und biologischer Sedimenteigenschaften ¼ Ableitung komplexer Fachinformationen Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 6 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 7 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. BWaStr_ID Events SedKat WSV Seite 8 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Beispiel: M-value: 688,0 km Event: 251-5106-001 Pegel Köln (km 688,1) Lineares Feature: Rhein (Hauptstrecke) BWaStr_ID: 3901 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 9 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Integration des LRS in bestehende Dateninfrastrukturen ¼Wie haben wir das LRS GewNet-BWaStr getestet? Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 10 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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. Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 11 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 12 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 13 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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; Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 14 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Einsatzmöglichkeiten des LRS GewNet-BWaStr 1. 2. 3. Pflege, Validierung und Aktualisierung von Bestandsdaten Darstellung aggregierter Informationen Risikoanalysen und Risikobewertungen Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 15 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 … … … … Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. ID NAME GW_km BWaStr_ID GEOM_XY 661474 Erfeld 2 2,0 3913 ? 661475 Erfeld 3 2,5 3913 ? 661476 … … … … SedKat WSV Seite 16 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 17 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Aktualisierung und Korrektur der Gewässer-Stationierung Aktualisierung und Zuweisung der korrekten Kilometrierung mit der St_Line_Locate_PointFunktion Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 18 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 19 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Darstellung von Baggerstrecken Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 20 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Verteilung einzelner Spezies entlang von BWaStr Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 21 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Visualisierung aggregierter Informationen Beispiel: ¼ Kombination morphologischer, chemischer Daten und Informationen zu bereits gelaufenen Baggergut-Vorhaben Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 22 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 23 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz 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 Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 24 Aktuelle Entwicklungen zur Nutzung von WSV-Bestandsdaten 21./22. Januar 2009 in Koblenz Viele Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Stoffels, M., Hoffmann, M. & Schwandt, D. SedKat WSV Seite 25
