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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

http://www.spiegel.de/fotostrecke/deutscher-wald-erst-versauert-dann-auferstanden-fotostrecke-122244-2.html

Kompetenzzentrum Wald und Forstwirtschaft

3 | 20. Mai 2015 | Beate Graichen

❙ 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


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


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




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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


❙ 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


❙ 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


❙ 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


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.)


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


❙ 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


❙ 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


Arbeitsablauf mit Werkzeug – Kalkungsplanung

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❙ Prüfen der „Automatischen Ausschlussflächen“ durch Kalkungsverantwortliche


❙ videos\01_Videosequenz_Status_02_Marienberg_082_Status_02-Erfassung von Ausschlussflächen-Kronenschlussgrad_2_02min.wmv

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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




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❙ Editieren weiterer Ausschlussflächen durch Kalkungsverantwortliche


❙ videos\02_Videosequenz_Status_02_Ausschneiden_Ausschlussfläche_42sec.wmv

videos/02_Videosequenz_Status_02_Ausschneiden_Ausschlussfläche_42sec.wmv




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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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❙ Berechnung der Kalkungsflächen, wird aktiviert durch Kalkungsverantwortliche


❙ videos\03_Videosequenz_Status_04_Kalkungsumringe_berechnen_59sec.wmv

videos/03_Videosequenz_Status_04_Kalkungsumringe_berechnen_59sec.wmv




❙ 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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❙ Kartendruck im Format DIN A1


❙ videos\04_Videosequenz_Status_07_Kartendruck_1_40min.wmv

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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❙ Einarbeitung der Stellungnahmen durch Kalkungsverantwortliche

Start der Feinplanung

in ArcGIS im Kompetenzzentrum

Editierung von Ausschluss-

flächen erneut möglich


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


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


❙ 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



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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