Komplexe Auswertung von Fachinformationen am Beispiel der

23. Workshop des AK Umweltinformationssysteme
02./03. Juni 2016 in Leipzig
Komplexe Auswertung von Fachinformationen
am Beispiel der Fachanwendung Grundwasser
Baden-Württemberg
Martin Schmieder, Jürgen Moßgraber,
Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
[email protected]
[email protected]
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WaterFrame® Gewässerinformationssysteme
EU-Wasserrahmenrichtlinie
Umweltbehörden
EU-Trinkwasserrichtlinie
Ressort übergreifende
Zusammenarbeit
Gesundheitsbehörden
Oberflächenwasser
Aufbereitung
Trinkwasser
Grundwasser
Fachliche Korrelationen
• Einsatz in Baden-Württemberg, Thüringen, Bayern im Rahmen der
FIS-Gewässer-Kooperation
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Fachanwendung Grundwasser (GWDB)
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Fachanwendung Grundwasser (GWDB)
• Flexibles Datenhaltungs- und Auswertewerkzeug
• Im Einsatz bei LUBW, Stadt/Landkreisen, Regierungsbezirken,
Deponiebetreibern in Baden-Württemberg
• Modul im Umweltinformationssystem Baden-Württemberg
Bereich WIBAS - Wasser, Immissionsschutz, Boden, Abfall,
Arbeitsschutz
• In JAVA realisierte Datenbank-Anwendung unter Nutzung von
WaterFrame® Komponenten.
• Integrierte Dienste zur Kartendarstellung und Selektion
(Cadenza/GISterm der Firma Disy)
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Schnittstellen
GWDB-Editor (externe Erfassung)
Dokumenten-Ablage
Bohrdatenarchiv
Fachanwendung
Grundwasser
LABDÜS-Schnittstelle zu
Labordatensystemen
Cadenza
(Selektoren,GIS)
Fachanwendung
Wasserrecht
API
WMS-, WFS-, WPS-Dienste
Schnittstellen:
(Web-)Service
Datei Import/Export
Datenbank
DB-Zugriff (SQL)
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Datenkategorien
• Stammdaten
• Grundwassermessstellen (Brunnen, Quellen…) ca. 90.000
• geothermische Anlagen
• Grundwasser-Analysen
• Qualitative Messwerte
• Quantitative Messwerte
• Grundwasserstände
• Quellschüttungen
• Sickerwasser-/Niederschlagsmengen
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ca. 25.000
ca. 150.000
ca. 3 Mio.
ca. 20 Mio.
Komplexe Auswertungen
Beispiele für die Erstellung von Diagrammen, Karten und Berichten
• Stammdaten
Temperaturfelder im Bereich Geothermie
• Qualitative Messwerte
Trendanalyse nach Grundwasserverordnung
• Quantitative Messwerte
Diagramme für Nass- und Trockenperioden
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Komplexe Auswertungen
Beispiele für die Erstellung von Diagrammen, Karten und Berichten
• Stammdaten
Temperaturfelder im Bereich Geothermie
• Qualitative Messwerte
Trendanalyse nach Grundwasserverordnung
• Quantitative Messwerte
Diagramme für Nass- und Trockenperioden
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Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung
• Zunehmende Nutzung von Grundwasserwärmepumpen zum Heizen
und Kühlen im privaten und gewerblichen Bereich
• Temperaturfahne in Grundwasser-Fließrichtung  Konfliktpotenzial
• Berechnung des Temperaturfeldprofils erforderlich für Genehmigung
dieser Anlagen
Quelle: Leitfaden zur Nutzung von Erdwärme
mit Grundwasserwärmepumpen,
Umweltministerium Baden-Württemberg
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Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung
• Früher: Excel-basierte Berechnung und Darstellung
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Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung
• Jetzt: Berechnung und Darstellung direkt in der Fachanwendung bei
den dort verwalteten Geothermie-Stammdaten
• Fachobjekt
Temperaturfeld
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Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung
• Darstellung der Isothermen in GIS
• Extern berechnete Temperaturfelder können importiert werden
(Shapefiles)
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Komplexe Auswertungen
Beispiele für die Erstellung von Diagrammen, Karten und Berichten
• Stammdaten
Temperaturfelder im Bereich Geothermie
• Qualitative Messwerte
Trendanalyse nach Grundwasserverordnung
• Quantitative Messwerte
Diagramme für Nass- und Trockenperioden
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Beispiel 2: Trendanalyse
• Vorgaben der Grundwasserverordnung
• Überwachung von gefährdeten Grundwasserkörpern
• Ermittlung des Trends für Schadstoff-Konzentration,
z.B. Nitratgehalt im Grundwasser
• Gleitende 6-Jahresintervalle  Trend, Trendumkehr ?
• Zulässige Verfahren:
• Lineare Regression (kleinste Quadrate nach Gauß) mit
vorgeschaltetem Ausreißertest
• Mann-Kendall-Test
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Beispiel 2: Trendanalyse
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Beispiel 2: Trendanalyse
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Beispiel 2: Trendanalyse
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Komplexe Auswertungen
Beispiele für die Erstellung von Diagrammen, Karten und Berichten
• Stammdaten
Temperaturfelder im Bereich Geothermie
• Qualitative Messwerte
Trendanalyse nach Grundwasserverordnung
• Quantitative Messwerte
Diagramme für Nass- und Trockenperioden
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Beispiel 3: Diagramme
• Einfache Zeitreihen-Darstellung nicht ausreichend
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Beispiel 3: Diagramme
• Komplexe Diagramme basieren auf benutzerdefinierten Objekten
MessstellenMappe
ParameterListe
Selektionskriterien
z.B. Zeitraum
MesswertSelektion
Diagramm
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Selektionsbasis
Bericht
Auswertung des
Selektionsergebnisses
Beispiel 3: Diagramme
Nass- und
Trockenperioden
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Beispiel 3: Diagramme
Quelle: Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
Baden-Württemberg
Isolinien Sulfat
Isolinien Grundwasserstand
ParameterÜberschreitungsdiagramm
Sickerwasser-/Niederschlagsdiagramm
Normalbereiche Grundwasserstand
Folie 22,
18.01.06
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Zusammenfassung / Ausblick
• Maßgeschneiderte Fachanwendung zur optimalen Unterstützung
typischer Aufgaben im Anwendungsbereich
• Kontinuierliche Weiterentwicklung koordiniert durch die LUBW
• Aktuelle Themen u.a.
•
Überarbeitung der Web-Service-Schnittstelle zum LGRB-Bohrarchiv
•
Erweiterung des externen Erfassungsprogramms GWDB-Editor
•
Mobile Erfassung von Grundwasserdaten per Smartphone-App
•
Umstellung auf zentrale Datenbank  Mandantenfähigkeit der
Anwendung
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