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Web App für die Bodenschutzkalkung in Sachsen Integration eines Planungsmoduls
GIS Talk 2015
Historie – Was wurde eigentlich aus dem Waldsterben?
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Erzgebirge im Jahr 1997
❙ In den 1980er Jahren boten Reste der einstmals
dichten Wälder auf dem Gebirgskamm Sachsens
einen düsteren Anblick
❙ Katastrophale Waldschäden und Versauerung der
Waldböden durch Schwefeldioxid (SO2) -
Emissionen bis Anfang der 1990er Jahre
❙ Diskussion um das Waldsterben trug mit dazu bei,
dass in Deutschland ein breites ökologisches
Bewusstsein entstand
❙ Intensive Untersuchung der Waldökosysteme etablierte
sich, u.a. in Form der Bodenzustandserhebung (BZE)
❙ Säurebelastung sächsischer Waldböden hat sich
seither verbessert – die belegen Ergebnisse von
BZE 2 und intensiver Boden-Dauerbeobachtung
| 20. Mai 2015 | Beate Graichen
Kompetenzzentrum Wald und Forstwirtschaft
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❙ Bodenschutzkalkung als Antwort auf Bodenversauerung seit 1991 in Sachsen
❙ Organisation, Dokumentation und Qualitätssicherung sowie
Bilanzierung, EU-Ausschreibung und Durchführung der Bodenschutzkalkung
ist wesentliche Aufgabe des Kompetenzzentrums Wald und Forstwirtschaft
sowie der 17 Forstbezirks- und Schutzgebietsverwaltungen
❙ Mittels Monitoring-Programmen
wie Bodenzustanderhebung (BZE)
wird die Kalkung verfolgt und ausgewertet
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Ges
Bodenschutzkalkung
❙ Flächenumfang forstlicher Bodenschutzkalkung in Sachsen 1991 – 2015
[jährliche Fläche von ca. 10.000 ha Wald]
❙ Waldfläche : ca. 338.500 ha
❙ Mittel: ca. 76 Mio. €
❙ Kalk: ca. 1,3 Mio. t
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Ausgangssituation
❙ Kalkungsplanung erfolgte bis 2013 durch Erstellung der Kalkungsplanungsdaten
(Shapefiles) in zentraler Regie des Kompetenzzentrums
❙ Vorlagen aus den Forstbezirken
mit sehr unterschiedlicher Qualität
❙ Überlappungen und Klaffungen
der Kalkungsplanungsflächen
❙ Fehler beim Verschnitt mit
der Forstgrundkarte, z.B.
zu löschende (Kleinst-)Polygone
❙ Arbeitsaufwände in den Forstbezirken
und am Kompetenzzentrum sehr hoch
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Bodenschutzkalkungsplanung mittels Web App
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Ziele
❙ Standardisierung der Abläufe, Festschreibung von Datenmodellen, Datenformaten
und deren Ergebnissen, einheitliche Bereitstellung der Entscheidungsgrundlagen
❙ Einheitliche IT Plattform zur Unterstützung und Durchführung der
notwendigen Vorbereitungs- und Planungsarbeiten
❙ Einfache Digitalisierung von Ausschluss-
flächen nach Prüfung weiterer Kriterien
❙ Intranetbasierter Austausch der Teil-
ergebnisse zwischen Forstbezirken und
Kompetenzzentrum
❙ Verbesserung und Vereinheitlichung der
Kommunikation zwischen allen beteiligten Akteuren
Bodenschutzkalkungsplanung mittels Web App
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Bodenschutzkalkungsplanung mittels Web App
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Zweck
❙ Zeitersparnis durch rationelle Berechnung und Ausweisung der Kalkungsflächen
❙ Erleichterung der Arbeitsabläufe
❙ Einheitliche Kalkungsplanung
in hoher Qualität
❙ Gebiete künftiger Kalkungen
= Kalkungsdistrikte
❙ Ermöglicht langfristige Planung
für Forstbetrieb, Tourismus,
Waldbesitzer, Bürger u. a.
❙ Prognosen künftiger Kalkungsflächen
werden beständiger
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❙ Innerhalb Sachsenforst sowie technische
und fachliche Festlegungen
sowie beteiligte Behörden
❙ Schrittweise Umsetzung:
❙ FGIS_online seit 2007 als zentral verwaltete und dezentral
genutzte Webanwendung mit Programmoberfläche Kalkung
(Modul) mit angepassten Funktionen und Werkzeugen
Beteiligte der Bodenschutzkalkungsplanung
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❙ Leitfaden Forstliche Bodenschutzkalkung in Sachsen als Grundlage,
Ableitung eines allgemeingültigen Arbeitsablaufschema,
Umsetzung in ein Datenmodell jeder Schritt entspricht einem Status
❙ Mittels technischer Komponenten/Software erfolgte:
❙ Umsetzung komplexer Abläufe in nutzerfreundliche Funktionen, Werkzeuge
❙ Automatische Berechnung von Ausschluss-, Prüf- und Kalkungsflächen etc.
Umsetzung der Bodenschutzkalkungsplanung
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❙ Nutzung der bestehenden GIS Infrastruktur
❙ Integration in die bestehende Nutzerverwaltung
❙ Überschaubarer, intuitiver Funktionsumfang bei der Umsetzung der Kalkungsplanung
❙ Unterstützung der Kommunikation zwischen den Akteuren durch IT basierte
Kollaborationsmethoden
❙ Weitgehende Automatisierung mit grundsätzlichem Ansatz:
Waldflächen – [Ausschlussflächen + Prüfflächen] = Kalkungsflächen
Umsetzung der Bodenschutzkalkungsplanung
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FME
Desktop
❙ Preprocessing
aller Eingangs-
daten
Software und deren Aufgaben
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ArcGIS
for Server
❙ Map Services,
WCS, WFS-T,
WFS-G, WPS,
PrintingTask,
zur Laufzeit
security
Manager
❙ Rollen-/Rechte-
management,
Zugriffs-
berechtigungen,
Autorisierungs-
prüfung,
Single Sign On
map.apps
❙ Webanwendung
mit Kalkungs-
planung und
Statuskonzept,
Ausschluss-
flächen anhand
der Prüfflächen
erfassen
ArcGIS
Add-In
❙ Postprocessing
der Kalkungs-
planungsdaten
(Tonnen pro
Hektar,
Bilanzierung etc.)
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Programmoberfläche im Überblick
❙ initiale Anordnung der Programmoberfläche
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Suchfunktion Hintergrundkarten Nutzerinfo
Abmeldung
Werkzeuge
Kalkungsplanung
Schulungsunterlagen
Zoomfunktionen
Arbeitsablage
Namensverzeichnisse
Lupenfunktion
Übersichtskarte
Karteninhalt Themenkatalog Gemeinsames Arbeiten Legende
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❙ Kalkungsplanung ist mittels Statuskonzept
zentrales Steuerungswerkzeug kompletter Workflow wird abgearbeitet
Werkzeuge
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Navigationswerkzeuge
Link-Werkzeug
Zeichenwerkzeuge
Räumliche Lesezeichen
Messwerkzeuge
Abfragewerkzeuge
Koordinatensuche
Kalkungsplanung
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❙ Kalkungsplanung ist initial geöffnet, dem Nutzer stehen je nach Rolle und Status
die für die Kalkungsplanung notwendigen Funktionen und Werkzeuge zur
Verfügung
❙ Gliederung in drei Bereiche:
❙ Auswahlbereich
❙ Infobereich
❙ Werkzeugbereich
❙ Gerüst bilden die, in chronologischer
Reihenfolge aufgeführten Stati 00 – 10,
die als Attribute in den Geodaten
zur Laufzeit hochgezählt werden
❙ der jeweilige Status wird in Beziehung gesetzt zu den Rollen und den
Statusmeldungen, die beim Statuswechsel erscheinen und dem Nutzer
entsprechende Auswahlfunktionen anbieten
Werkzeug – Kalkungsplanung
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Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
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❙ Prüfen der „Automatischen Ausschlussflächen“ durch Kalkungsverantwortliche
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❙ videos\01_Videosequenz_Status_02_Marienberg_082_Status_02-Erfassung von Ausschlussflächen-Kronenschlussgrad_2_02min.wmv
Was sind „Automatische Ausschlussflächen“?
❙ Flächen, die nach Leitfaden Forstliche Bodenschutzkalkung in Sachsen generell
auszuschließen sind.
❙ Alle Waldflächen, die innerhalb eines Kalkungsdistrikts aus definierten Gründen
nicht gekalkt werden dürfen.
z.B.
❙ Kalkung < 10 Jahre zurückliegend
❙ bestimmte Bodenfeuchtegruppe und
Bodenfeuchtestufe
❙ Nährkraft RC, R, K+, K
❙ Überschwemmungsgebiete
❙ Flächen mit gutem Oberboden-
zustand (pH [H2O] ≥ 4,2; BS% ≥ 15%)
❙ ausgewählte LRT, Biotope
❙ Naturwaldzellen
❙ WSG Zone1
❙ sowie Bundes- und BVVG-Wald
Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
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Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
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❙ Editieren weiterer Ausschlussflächen durch Kalkungsverantwortliche
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❙ videos\02_Videosequenz_Status_02_Ausschneiden_Ausschlussfläche_42sec.wmv
Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
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Was sind „Prüfflächen“?
❙ Waldflächen, die noch nicht automatisch im Preprocessing
ausgeschlossen wurden, werden als Prüfflächen (MapService)
auf Kalkungswürdigkeit mittels Vor-Ort-Kenntnis für folgende
Kriterien auf einen eventuell notwendigen Ausschluss geprüft:
z.B.
❙ Bodenfeuchtestufe W2, W2z, W3
❙ Ausschluss mit Fichte bestocker Flächen
❙ Nährkraft A, A+
❙ Ausschluss mit Kiefer bestockter Flächen
❙ Ausschluss mit Edellaubholz bestockter Flächen, Anwuchs
❙ Ausschluss von einschichtigen Beständen mit KSG ≤ 0,6
❙ Prüfung, ob Kalkung Schutzziele gefährdet bei:
❙ Biotope, FFH, SPA, Naturschutzgebiete etc.
❙ Sonstige wasserbehördliche Vorgaben
❙ Flächen mit Wasserschutzfunktion
❙ Pufferung an Straßen, Stromtrassen, Wohngebieten u.a.
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Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
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❙ Berechnung der Kalkungsflächen, wird aktiviert durch Kalkungsverantwortliche
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❙ videos\03_Videosequenz_Status_04_Kalkungsumringe_berechnen_59sec.wmv
Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
❙ Berechnung der Kalkungsfflächen löst der Kalkungsverantwortliche
nach „Prüfung der Ausschlussflächen“ aus
❙ Web Processing Service „Kalkungsumringeberechnung“
berechnet zur Laufzeit neuen Datensatz
Waldflächen – [Ausschlussflächen + Prüfflächen] = Kalkungsflächen
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Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
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❙ Kartendruck im Format DIN A1
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❙ videos\04_Videosequenz_Status_07_Kartendruck_1_40min.wmv
❙ Interaktive Zusammenarbeit in Echtzeit durch Sitzung starten und Einladung versenden
❙ Teilen einer synchronisierten Kartenansicht zur Abstimmung vom Forstbezirk aus
❙ Session-Einladung mit Link und Sitzungs-ID wird als E-Mail generiert
Weitere Funktionen – Gemeinsames Arbeiten
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KV14_1234
App-Link Sitzungs-ID
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Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung
❙ Einarbeitung der Stellungnahmen durch Kalkungsverantwortliche
Start der Feinplanung
in ArcGIS im Kompetenzzentrum
Editierung von Ausschluss-
flächen erneut möglich
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CIR
RGB
PAN
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Feinplanung mit der Software ArcGIS (Add-In)
❙ Verschnitt mit Waldeigentumsformen und Abteilungen im Kompetenzzentrum
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Feinplanung mit der Software ArcGIS (Add-In)
❙ Flächen- und Kalkmengenbilanzen / Losbildung / digitale Kalkungsprojekte für
Ausschreibung und Kalkungsdurchführung
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Fazit und weitere Schritte
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❙ Bodenschutzkalkungsplanung mit FGIS_online ist für Sachsenforst:
❙ ein effizientes und fehlerminimiertes Planungsinstrument mit
Standardisierung aller Abläufe, Datenformaten und deren Ergebnissen
❙ ermöglicht einfach zu handhabende Erfassung von Ausschlussflächen nach
definierten Prüfflächen und folgt einer Ablaufsteuerung mittels Statuskonzept
❙ unterstützt den Intranet-basierten Austausch der Teilergebnisse durch
z.B. Shape-Export, Druck, Gemeinsames Arbeiten zwischen allen Beteiligten
❙ garantiert eine einheitliche Bereitstellung der Entscheidungs-
grundlagen für die Bilanzierung und gewährleistet eine
stabile Basis für die EU-Ausschreibung sowie Befliegung
❙ mit Beginn der Kalkungsplanung 2016 neue map.app-
Version, Weiterentwicklungen erfolgen derzeitig
in Abstimmung mit den Anwendern
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❙ im Allgemeinen:
❙ Komponenten, wie Karteninhalt und deren Funktionen auf Basis von map.apps
wurden von Sachsenforst konzeptioniert und bereits vom Landesbetrieb Wald
und Holz Nordrhein-Westfalen sowie IT.NRW nachgenutzt
❙ im Rahmen der map.apps Days 2015 erste konstituierende Sitzung und Gründung
einer Forst Gruppe im Developer Network
❙ mit der Bodenschutzkalkungsplanung
wurde map.apps bei Sachsenforst
erfolgreich eingeführt
❙ aufbauend auf diesen Erfahrungen
erfolgt derzeitig die vollständige Migration
aller Funktionen und Werkzeuge von
FGIS_online auf diese Basistechnologie
Fazit und weitere Schritte
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Forst Gruppe 18. März 2015
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Beate Graichen
STAATSBETRIEB SACHSENFORST
Kompetenzzentrum Wald und Forstwirtschaft
Referat 45 FGIS/ Kartographie/ Vermessung
Bonnewitzer Straße 34 | 01796 Pirna OT Graupa
Tel.: +49 3501 542 345 | Fax: +49 3501 542 213
❙ Danke für Ihre Aufmerksamkeit
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| 20. Mai 2015 | Beate Graichen
Links
❙ arcAKTUELL 1/2015: Wald und Flur , Artikel „Vitale Böden sind die Basis“
http://arcaktuell.de/01-2015/page19.html#/16
❙ Developer Network - Forum
http://developernetwork.conterra.de/content/mapapps-developer-network-forum
❙ Bodenschutzkalkung Sachsenforst
http://www.forsten.sachsen.de/wald/2715.htm
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