Geoinformation - Grundlage für Entscheidungen in der Forstwirtschaft

Die meisten der Aufgaben und Arbeitsprozesse in Forstwirtschaft und Forstverwaltung stützen sich direkt oder indirekt auf Geoinformationen. Diese spielen, egal ob in analoger oder digitaler Form, eine entscheidende Rolle. Dabei ist die Umstellung auf "digital" bereits weit fortgeschritten, wie das Beispiel aus Sachsen zeigt.

Sowohl im wirtschaftlichen als auch im Verwaltungssektor müssen stets Fragen beantwortet werden, wie:

  • Wo liegt eine bestimmte Waldfläche (Gemeinde, Gemarkung, Koordinaten)?
  • Welche Eigenschaften hat eine Waldfläche bzw. ein Bestand (Bestockung, Vorrat, Alter, Standort, Boden, Klima)?
  • Welche inhaltlichen und räumlichen Beziehungen gibt es zwischen Waldflächen und anderen Flächenkategorien (z.B. Schutzgebieten, Waldbiotopen, Waldfunktionen)?
  • Wem gehört eine bestimmte Waldfläche (Eigentümer, Flurstück)?
  • Über welche Zufahrtswege ist eine Waldfläche erreichbar (Wegenetz, Logistik)?

Zur Beantwortung dieser und anderer Fragen werden nicht nur rein forstliche Betriebsdaten benötigt. Auch Geobasisdaten der Landesvermessung (z.B. Topographische Karten, Katasterdaten, Luftbilder) und Fachdaten anderer Behörden spielen eine wichtige Rolle, vor allem aus den Bereichen Umwelt, Landwirtschaft und Naturschutz.

Im Gegenzug stellt der Staatsbetrieb Sachsenforst (SBS) den Kommunen und Landkreisen sowie anderen Fachbehörden seine eigenen Walddaten zur Verfügung. Um solche Prozesse des Datenaustauschs zu optimieren, kommt es – nicht zuletzt im Rahmen der europäischen INSPIRE-Bewegung (INfrastructure for SPatial InfoR-mation in Europe) – in Sachsen zum Auf- und Ausbau einer leistungsfähigen Geodateninfrastruktur (GDI-Sachsen).

Forstliches Geodatenmanagement im Staatsbetrieb Sachsenforst

Die vom Staatsbetrieb Sachsenforst erfassten forstlichen Betriebsdaten sind vorrangig Daten zu Waldflächenobjekten mit deren spezifischen Eigenschaften wie Baumart, Alter, Holzvorrat, Zuwachs. Sie werden auf Basis der Forsteinrichtung erhoben und über diverse IT- und GIS-Verfahren digital erfasst und gepflegt. Weitere Fach- und Kartierungsverfahren, wie z.B. die Standortserkundung, die Waldbiotopkartierung und die Waldzustandserhebung ergänzen den forstlichen Datenbestand. Geo- und Sachdaten werden in getrennten Informationssystemen bzw. Datenbanken verwaltet und erst zum Zwecke der Publikation oder Recherche zusammengeführt.

Die Gesamtheit der forstlichen Geodaten des Staatsbetriebes Sachsenforst sowie die zur Erfassung und Pflege benötigten Soft- und Hardware-Komponenten bilden das Forstliche GeoInformationssystem (FGIS).

FGIS-Daten und Daten externer Anbieter werden den forstlichen Anforderungen entsprechend aufgearbeitet und in unterschiedlicher Form zur Verfügung gestellt. Das traditionelle Medium zum Transport von Geoinformationen sind Papierkarten. Später folgte die Einführung lokal installierter Desktop-GIS-Anwendungen, mit denen Förster individuelle Recherchen und Analysen durchführen und sich eigene Arbeitskarten erstellen können. Zudem entwickelte der SBS eine Web-GIS-Lösung und ein Web-basiertes Metainformationssystem.

FGIS_online – das Karten- und Recherche-Werkzeug für Förster

Mit der service-orientierten Web-GIS-Lösung FGIS_online vom SBS sind forstlich relevante Geodaten für alle Mitarbeiter zugänglich. Die Vorteile der Web-Lösung sind:

  • Das Programm kann von jedem beliebigen Rechner aus ohne vorherige Installation gestartet werden (es wird nur ein Web-Browser benötigt).
  • Software und Daten können zentral gewartet und aktualisiert werden.
  • Die Daten sind immer aktuell, da sie zentral eingebunden werden.
  • Es erfolgt die Darstellung landesweiter Datensätze (Freistaat Sachsen).
  • Durch die Verwendung von Kartendiensten kann auf die Pflege von Sekundär-Datenbeständen verzichtet werden (Daten stammen direkt vom Server des Anbieters – z.B. vom Server des Sächsischen Staatbetriebs Geobasisinformation und Vermessung - GeoSN).

Der Funktionsumfang von FGIS_online wurde speziell auf den forstlichen Bedarf zugeschnitten und bietet unter anderen folgenden Möglichkeiten:

  • Visualisierung und Abfrage forstlicher Geodaten am Bildschirm
  • Integration von Kartendiensten anderer Anbieter aus der GDI-Sachsen und GDI-Deutschland
  • Erstellung und Druck von Karten für die Arbeit im Gelände
  • Suche von Objekten (z.B. Waldflächen und Flurstücken) in Namensverzeichnissen und deren Ansteuerung in der Karte
  • Recherche in den Metadatenkatalogen des Freistaates Sachsen (GeoMIS.Sachsen) und des Staatsbetriebs Sachsenforst (GeoMIS.Forst) mit Möglichkeiten zur Einbindung gefundener Kartendienste
  • Erfassung und Einzeichnung von nutzerspezifischen Kartenobjekten (Aufbau individueller Datenbestände möglich)
  • u.v.m.

FGIS_online ist modular und service-orientiert aufgebaut und besteht aus einer ganzen Reihe von Systemkomponenten. (Technische Einzelheiten siehe Originalartikel)

Das forstliche Metainformationssystem GeoMIS.Forst

Um bei der Menge an verschiedenen Geodaten unterschiedlicher Thematik und Aktualität den Überblick zu behalten und allen Nutzern den schnellen Zugang zu vorhandenen Geodaten zu ermöglichen, forciert der SBS derzeit den Aufbau des forstlichen Metainformationssystem GeoMIS.Forst - einer Web-Lösung, die Metadaten gemäss ISO-Standards verwaltet. Nach und nach werden sämtliche Metadaten für forstliche Vektor- und Rasterdaten erfasst und publiziert.

Mit GeoMIS.Forst stehen unter anderem folgende Funktionalitäten zur Verfügung:

  • Erfassung von Metadaten gemäß ISO-Standards 19119 und 19115
  • Publikation betriebsinterner (nur für Sachsenforst im Intranet) und öffentlicher Metadaten (für die GDI-Sachsen im Internet) via OGC-CSW-Schnittstelle
  • Öffnen gefundener Kartendienste per Knopfdruck in FGIS_online

Da die Web-Klienten von FGIS_online und GeoMIS.Forst aus der gleichen Produktfamilie stammen, bestehen zwischen beiden Lösungen sehr gute Übergangsmöglichkeiten (Interoperabilität). Aus FGIS_online heraus kann man im GeoMIS.Forst nach Diensten suchen, die dann in FGIS_online visualisert werden. Nach Recherche im GeoMIS.Forst lassen sich gefundene Dienste auch in FGIS_online darstellen.

Nutzung von Geodaten innerhalb der sächsischen Geodateninfrastruktur (GDI-Sachsen)

Ziel: Die verschiedenen Urheber von Geodaten (vor allem Landesbehörden und Kommunen) publizieren ihre Geo- und Metadaten in Form von Diensten, die in den zentralen Internet-Portalen Sachsenatlas (Geodaten) und GeoMIS.Sachsen (Metadaten) zusammengeführt werden. Dort können sie von Landesbehörden, Bürgern, wissenschaftlichen und Bildungseinrichtungen sowie kommerziellen Anwendern gemeinsam genutzt werden. Zudem ist die Integration der Dienste in individuelle GIS-Anwendungen möglich.

Innerhalb des Freistaates Sachsen erfolgt der Austausch von Geoinformationen über Web Map Services (WMS). Diese Kartendienste speisen zahlreiche Web-GIS-Lösungen verschiedener öffentlicher Verwaltungen, so unter anderem FGIS_online beim Staatsbetrieb Sachsenforst. Als zentraler Web-Client für OGC-Kartendienste der sächsischen Landesbehörden steht der Öffentlichkeit im Internet der Sachsenatlas zur Verfügung. Hier können sämtliche öffentlichen sächsischen Kartendienste visualisiert, beliebig kombiniert und abgefragt werden.

Der Staatsbetrieb Sachsenforst publiziert unter dem Namen FGIS_services derzeit fünf Kartendienste im Internet (Wald in Sachsen; Waldbiotope in Sachsen; Waldfunktionen in Sachsen; Waldmehrungsplanung in Sachsen; Reitwege in Sachsen), die alle im Sachsenatlas betrachtet oder in eigene Anwendungen eingebunden werden können.

Über das zentrale Metadatenportal GeoMIS.Sachsen findet man alle im Freistaat Sachsen verfügbaren Geodaten und -Dienste. Gefundene Metadatensätze enthalten eine kurze Beschreibung zu einer Georessource, z.B. räumliches Bezugssystem, Kontaktinformationen etc.

Der Sachsenatlas bietet zudem die Möglichkeit, im GeoMIS.Sachsen über Stichwörter nach Diensten zu suchen und diese direkt einzubinden und zu visualisieren.

Sachsenforst als aktiver Bestandteil der GDI-Sachsen

Der Staatsbetrieb Sachsenforst (SBS) ist sowohl produzierender als auch konsumierender Teilnehmer der Geodaten-Infrastruktur (GDI) in Sachsen. Er publiziert zum Thema Wald im Intranet des Freistaates Sachsen zahlreiche Kartendienste, fünf davon auch im World Wide Web. Diese werden von anderen Landesbehörden und Kommunen in eigene GIS-Lösungen integriert. Zudem veröffentlicht der SBS einen Katalog-Dienst im Intranet. Das öffentliche Metadatenportal des Freistaates Sachsen GeoMIS.Sachsen greift über die CSW-Schnittstelle auf diesen Katalog (GeoMIS.Forst) zu, übernimmt die als öffentlich deklarierten forstlichen Metadaten in den eigenen Katalog und publiziert diese im Internet über eine Verteilte Suche.

Im Gegenzug integriert der SBS die Kartendienste des Staatsbetriebes für Geobasisinformation und Vermessung (GeoSN), des Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) und anderer Behörden in die forstliche WebGIS-Lösung FGIS_online.

Zwischen dem SBS und der GDI-Sachsen bestehen im Bereich OGC-relevanter Dienste und Applikationen derzeit folgende Arbeitsabläufe (Workflows):

  • konsequente Nutzung von Diensten der GDI-Sachsen im forstlichen Web-GIS FGIS_online
  • Publikation relevanter Metadaten über einen OGC-konformen Catalog Service (CSW) auf Basis des forstlichen Metainformationssystems GeoMIS.Forst
  • Publikation von OGC-konformen Kartendiensten (WMS) im Internet und ArcIMS-Diensten im Intranet (ArcIMS-Dienste bieten im Vergleich zu WMS-Diensten erweiterte Funktionalitäten, sind aber kein öffentlicher Standard. Sie werden daher ausschließlich betriebsintern verwendet.)
  • Recherche im GeoMIS.Sachsen nach neuen Diensten innerhalb der GDI und deren manuelle Integration in FGIS_online.

Web Feature Services (WFS) nach OGC-Standard sind Dienste, auf deren Basis Daten physisch übertragen werden können. Innerhalb der GDI-Sachsen haben diese für die Publikation von Geodaten derzeit noch keine große Bedeutung erlangt. Für die nächsten Jahre ist jedoch mit einer deutlichen Zunahme zu rechnen, da sich mit WFS-Diensten dann auch erweiterte Suchfunktionen (ähnlich der ArcIMS-Dienste) auf Basis eines öffentlichen Standards abbilden lassen.

Neue Anforderungen an künftige Geodateninfrastrukturen

In der Forstwirtschaft findet traditionell ein Großteil der Arbeit draußen im Wald statt, wo die Netzverbindungen oft nicht flächendeckend verfügbar sind. Web-Lösungen und die Nutzung von Diensten der GDI-Sachsen stoßen hier an ihre Grenzen, so dass mobile Geräte derzeit nicht in vollem Umfang von den Geodaten-Infrastrukturen profitieren können. Hier bleibt abzuwarten, was die Entwicklung der nächsten Jahre bringen wird.

Sachsenforst steht derzeit vor der Herausforderung, Geoinformationen und Möglichkeiten zu deren Erfassung und Recherche auf mobile Geräte wie PDAs oder Tablet-PCs zu bringen. Zudem müssen diese technischen Möglichkeiten in die realen Geschäfts- und Verwaltungsprozesse (z.B. Holzbuchführung und Holzlogistik) integriert werden.

Wenn man als Förster im Bereich der Geoinformatik arbeitet, wird einem bewusst, wie unterschiedlich die Zeitkategorien des Waldes und der Geoinformatik sind: Eine Waldgeneration entwickelt sich über etwa 100 Jahre und wird dann durch eine neue Generation abgelöst. Bei Geoinformationssystemen dauert dieser Vorgang weniger als ein Zehntel der Zeit.

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