Geodaten zur Steuerung komplexer und langfristiger Geschäftsprozesse am Beispiel des Altlasten- Vollzugs in der Schweiz

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1 233 Geodaten zur Steuerung komplexer und langfristiger Geschäftsprozesse am Beispiel des Altlasten- Vollzugs in der Schweiz Uli MÜLLER Zusammenfassung Die Relevanz von Geodaten für Geschäftsprozesse ist aus Literatur und Praxis hinlänglich bekannt (z. B. KEENAN 2003). Räumliche Zusammenhänge sind in vielen Bereichen die Grundlage von Entscheidungen. Es ist selbstverständlich geworden, dass Fachapplikationen diese Zusammenhänge abbilden und Entscheidungen durch automatisierte räumliche Abfragen oder durch kartographische Visualisierungen unterstützen. Wir stellen am Beispiel des Altlasten-Vollzugs in der Schweiz eine generalisierbare Lösung vor, die in der GIS- Integration einen Schritt weiter geht. Geodaten sind dabei als eine von vielen Steuergrößen nahtlos in flexibel modellierbare Geschäftsprozesse integriert. 1 Hintergrund Das Umweltschutzgesetz der Schweizerischen Eidgenossenschaft (USG 1983) verpflichtet die Kantone, einen öffentlich zugänglichen Kataster der belasteten Standorte zu erstellen. Das Vorgehen ist in der Altlasten-Verordnung (AltlV 1998) festgelegt. Der Kataster erfasst alle Flächen, bei denen im Untergrund umweltgefährdende Stoffe oder Flüssigkeiten zu erwarten sind. Mithilfe des Katasters sollen Personen, die ein Grundstück verkaufen oder kaufen, bebauen oder umnutzen wollen, schnell und einfach informiert werden, ob weitere Abklärungen über allfällige Verschmutzungen im Untergrund notwendig sind. Ein geringer Teil der belasteten Standorte stellt eine konkrete Gefährdung der Umwelt dar und wird daher als Altlast eingestuft. Altlasten müssen in geeigneter Weise saniert werden. Die AltlV definiert somit die wesentlichen Abläufe, wie die Qualifizierung einer Fläche als belastet oder unbelastet zu erfolgen hat, wie die betroffenen Eigentümer involviert werden, ob und gegebenenfalls welche Maßnahmen zur Sicherung oder Sanierung der Fläche erforderlich sind. Bei den Kantonen als den wichtigsten Organen im Altlasten-Vollzug sowie bei Bundesbehörden wurden aus den vorgeschriebenen Abläufen individuelle Geschäftsprozesse entwickelt, nach denen die gesetzlichen Vorgaben umgesetzt werden. Da die Ausgangslage im Hinblick auf die regionale Bedeutung des industriellen Sektors, die Größe des Kantons beziehungsweise der Bearbeitung auf Kantons- oder Bundesebene unterschiedlich ist, weichen die Vorgehensweisen teils erheblich voneinander ab. Folgende Gemeinsamkeiten kennzeichnen die Prozesse jedoch bei allen zuständigen Stellen: Die Bearbeitung der Prozesse erstreckt sich meist über lange Zeiträume. Während die Erhebung verdächtiger Flächen heute im Wesentlichen abgeschlossen ist, folgt bei belasteten Flächen unter Umständen eine Jahrzehnte dauernde Phase, in der die Auswir- Strobl, J., Blaschke, T. & Griesebner, G. (Hrsg.) (2011): Angewandte Geoinformatik Herbert Wichmann Verlag, VDE VERLAG GMBH, Berlin/Offenbach. ISBN Dieser Beitrag ist ein Open-Access-Beitrag, der unter den Bedingungen und unter den Auflagen der Creative Commons Attribution Lizenz verteilt wird (

2 234 U. Müller kungen der Belastung auf die Umwelt überwacht werden oder eine Sanierung veranlasst wird. Die meisten Prozesse erfordern eine detaillierte Information der betroffenen Eigentümer. Zu diesem Zweck müssen umfassende Berichte zu jedem Standort erstellt werden. Die von der Behörde vorgenommene Einstufung wird erst rechtskräftig, wenn der Inhaber Gelegenheit zur Stellungnahme erhalten hat. Geodaten sind die wichtigste Information zu einem Standort und den darauf aufbauenden Prozessen. Sie bestimmen Lage und Ausdehnung des Standorts. Über sie lassen sich durch räumliche Verschneidung relevante Umweltdaten ableiten. Eigentümer, die als Beteiligte in den Prozess zu integrieren sind, können über die vom Standort tangierten Parzellen bestimmt werden. Nicht zuletzt sind Geodaten die Grundlage für Kartendarstellungen in Berichten. 2 Karten, Geodaten, Geschäftsprozesse Die Unterstützung von Geschäftsprozessen durch Computer war eines der frühesten Anwendungsfelder der Informationstechnologie. Vor allem seit der Verfügbarkeit grafischer Benutzeroberflächen in den 1970ern unterstützten Decision Support Systems (DSS) den Anwender bei seiner täglichen Arbeit (SPRAGUE 1980). Die Nutzung von geographischen Informationen in Decision Support Systems beginnt allmählich in den 1980er-Jahren (ARMSTRONG et al. 1986). DENSHAM (1991) weist auf die Verzögerung von Jahren gegenüber den klassischen, nicht-räumlichen Informationstechnologien hin, die er in den großen zu verarbeitenden Datenmengen begründet sieht. Bemerkenswert ist die Feststellung, dass die Entwicklung von GIS-Technologien dabei weitgehend unabhängig und parallel zu klassischer Geschäftssoftware verlief (KENNAN 2005). Bei der Entwicklung von GIS- Software lag der Fokus lange Zeit auf der Bewältigung der komplexen GIS-spezifischen Anforderungen. Neben der Größe der Datenmengen gehörten dazu die Entwicklung von eigenen Datenformaten, kartografische Darstellungen, die Berücksichtigung von Projektionen oder die Entwicklung von Algorithmen zur räumlichen Analyse. Es entstanden spezialisierte Systeme mit umfassender Funktionalität, die jedoch lange eher isoliert von allgemeinen Entwicklungen in der IT blieben. So waren Fachanwendungen mit Geodaten bis vor etwa zehn Jahren ausschließlich als Erweiterung eines Desktop-GIS implementiert. Der Begriff des Applikationsmoduls oder der Fachschale hat sich für diese Art von Anwendungen etabliert, die teils von den Software-Herstellern selbst geliefert oder von Dritten programmiert wurden. Die Parallelität in der GIS-Welt ging dabei soweit, dass eigene Programmiersprachen entwickelt wurden, die nur zur Erweiterung einer proprietären GIS-Software dienten. Obwohl zahlreiche Fachschalen zu unverzichtbaren Hilfsmitteln wurden, war die Nutzung von GIS in vielen Anwendungsfeldern durch den systembedingten Umstand beschränkt, dass die Kartenansicht immer im Mittelpunkt der gesamten Anwendung stand. In der klassischen Geschäftssoftware vollzog sich seit den 1980er-Jahren eine Weiterentwicklung von einfachen Decision Support Systemen zu Workflow- und Business Process Management-Systemen (VAN DER AALST et al. 2003). Bei solchen Systemen geht es nicht mehr nur um die punktuelle Unterstützung des Anwenders durch die Bereitstellung von Informationsfragmenten, sondern um die Führung durch einen komplexen Prozess, wobei

3 Geodaten zur Steuerung komplexer und langfristiger Geschäftsprozesse 235 die Steuergrößen in der Regel aus verschiedensten Quellen gesammelt werden. Im Idealfall lassen sich Geschäftsprozesse unabhängig von der Anwendungssoftware mit spezialisierten Sprachen oder über grafische Oberflächen modellieren. Die Nutzung von Geodaten zur Steuerung von Geschäftsprozessen ist selten, neuere strategische Überlegungen der Hersteller zielen jedoch in diese Richtung (MORRIS 2005). 3 Flexibilität dank Software Stack In der gesamten IT ist die Abkehr von monolithischen Applikationen hin zu modularen System zum Paradigma geworden. Der Aufbau moderner IT-Systeme erfordert mindestens ebenso die Orchestrierung der Einzelteile wie die Entwicklung spezialisierten Programmcodes (KIEHLE et al. 2007). Die Einzelteile sind dabei Softwarekomponenten, Bibliotheken und Dienste. Dieser modulare Ansatz kann mit neuen Technologien auch für Geodaten angewendet werden und bietet damit die Möglichkeit der Abkehr von der klassischen Fachschale. Die wichtigsten Technologien, die die neuen Freiheiten ermöglichen, sind die Verfügbarkeit von Diensten zur Abfrage, Visualisierung und Manipulation von Geodaten, vor allem die vom Open Geospatial Consortium (OGC) 1 standardisierten Dienste. Auf der Software-Seite stehen zahlreiche in sich kompakte Programme und Bibliotheken für alle Aspekte des Managements von Geodaten auf unterschiedlichen Plattformen zur Verfügung. Die Modularität lässt sich besonders gut unter Nutzung quelloffener GIS-Software nutzen. Im Gegensatz zu proprietärer Software lag der Fokus hier von Anfang an auf einer weitgehenden Interoperabilität, was sich immer noch in der großen Flexibilität bei der Auswahl der im Einzelfall erforderlichen Komponenten zeigt. Die letzte Hürde zur Integration von Geodaten in Geschäftssoftware wurde mit der Verfügbarkeit von leistungsfähigen Bibliotheken zum Digitalisieren von Daten genommen, die sogar im Browser effizientes und präzises Arbeiten ermöglichen. 4 Geodaten und Geschäftsprozesse in Altlast4Web Die Möglichkeiten der nahtlosen Integration von Geodaten in Geschäftsprozesse wird im Folgenden mit dem Software-System Altlast4Web vorgestellt. Die Software ist webbasiert und baut ausschließlich auf quelloffenen Komponenten, namentlich solchen aus dem OSGEO-Stack 2, auf. Kernstück unter dem Aspekt der Geschäftsprozesse ist die Anbindung an ProcessMaker 3. ProcessMaker ist ebenfalls eine webbasierte quelloffene Software, mit der Geschäftsprozesse in einer grafischen Oberfläche modelliert und darauf basierende Geschäfte bearbeitet werden können. ProcessMaker erlaubt dabei die Abbildung beliebig komplexer Prozesse. In den Prozessen können sowohl sequentielle wie parallele Abläufe modelliert werden. Für den konkreten Verlauf eines auf dem Prozess basierenden Geschäfts werden Konditionen definiert, die aus verschiedenen Datenquellen abgefragt oder auch durch Benutzerinteraktion festgelegt werden

4 236 U. Müller Die wesentlichen Aspekte des Zusammenspiels von ProcessMaker mit den anderen Systemkomponenten lassen sich am besten am zentralen Prozess, dem Katastereintrag, darstellen (Abbildung 1). Abb. 1: Vereinfachte Darstellung des Prozesses Katastereintrag Der Prozess existiert genau einmal für jeden Standort und wird mit der Digitalisierung der Standortgeometrie angestoßen. In der Folge werden zahlreiche Attribute zum Standort erfasst, die schließlich die Grundlage für die Bewertung liefern, ob der Standort in den Kataster eingetragen werden soll oder nicht. Im Falle eines Eintrags müssen die Inhaber mit detaillierten Berichten orientiert werden. Die Inhaber können Einsprachen erheben, welche bearbeitet werden müssen. Ohne Einsprachen oder nach deren Bearbeitung und Ablehnung wird der Standort rechtskräftig im Kataster eingetragen. Mit dem rechtskräftigen Eintrag wird der Standort auch im öffentlichen Kataster, in der Regel über die Geodatenportale der Kantone oder Bundesstellen, publiziert. In der Folge, möglich sind jahrzehntelange Zeiträume, kommt es immer wieder zu Änderungen am Standort. Durch neue Erkenntnisse können Flächen hinzukommen oder wegfallen, die Belastungssituation kann sich ändern, oder Teile des Standorts sind aufgrund von Sanierungsmaßnahmen nicht mehr relevant. Über alle Änderungen, die zu einer Verschlechterung führen, müssen die Inhaber informiert und gegebenenfalls deren Stellungnahmen bearbeitet werden. Erst danach wird der aktuelle Stand wieder rechtskräftig und ersetzt damit die zuvor publizierte Version. Der Prozess endet erst, wenn der Standort als nicht mehr relevant eingestuft und aus dem öffentlichen Kataster gelöscht werden kann. Im System werden zwei vorerst voneinander unabhängige Datenbestände gepflegt. Dies sind einerseits die Grunddaten, also alle Attribute einschließlich der Geometrie, die den Standort charakterisieren. Andererseits sind es die Daten zu den Geschäftsabläufen. Zwischen beiden Datenbeständen werden Informationen auf Basis von Regeln wie in der folgenden Liste bidirektional ausgetauscht.

5 Geodaten zur Steuerung komplexer und langfristiger Geschäftsprozesse 237 Von Grunddaten zu Geschäften Erfassen der Geometrie Geschäft wird gestartet Ändern der Geometrie oder Ändern der Bewertung Ändern nur erlaubt, wenn gewisse Aufgaben bearbeitet sind Neue Aufgabe im Geschäft wird angestoßen Von Geschäften zu Grunddaten Aufgaben im Geschäftsverlauf werden abgeschlossen Stati für den Bearbeitungs- und Untersuchungsstand werden gesetzt Die aktuelle Version des Standorts wird als rechtskräftig markiert Die aktuelle Version wird zur Publikation freigegeben Die aktuelle Version wird historisiert Im Geschäftsverlauf werden Berichte erstellt Inhalte der Berichte einschließlich Karten werden aus den Grunddaten gelesen Bei welchen Aufgaben im Geschäftsverlauf die genannten Regeln greifen, lässt sich ebenso wie die Modellierung des Prozesses über eine grafische Oberfläche festlegen. Somit können alle möglichen Zusammenhänge zwischen Änderungen an Geodaten und den Geschäften abgebildet werden. Auf den Prozess Katastereintrag bezogen heißt das, sobald eine Änderung an den Geodaten erfolgt, wird der Anwender gemäß Prozessmodellierung durch alle Aufgaben geführt, um Berichte zur Information des Inhabers zu erstellen und zu diesen Reaktionen Stellung zu nehmen. Nach Bearbeitung dieser Aufgaben wird der aktuelle Status des Standorts mit der geänderten Geometrie als rechtskräftig markiert und zur Publikation freigegeben. Altlast4Web enthält alle Funktionen, um die im Rahmen der Geschäftsbearbeitung anfallenden Tätigkeiten innerhalb einer Applikation verfügbar zu machen. Neben zahlreichen Formularen für die übliche Datenerfassung gehören dazu verschiedene Berichtvorlagen, Mechanismen zur Historisierung von Standortversionen sowie die Möglichkeit, Geodaten in der Webapplikation zu bearbeiten. Die Bearbeitung der Geodaten in der Webapplikation bietet dabei alle erforderlichen aus einem Desktop-GIS gewohnten Funktionen. Punkte, Linien und Polygone werden auf einer Karte in der Webapplikation erfasst und bearbeitet. Vorhandene Geodaten können in den Datenbestand von Altlast4Web importiert werden. Alle als Vektoren vorliegende Daten lassen sich als Grundlage für ein Snapping beim Digitalisieren verwenden. Diese Funktion ist besonders relevant, da sich die Perimeter der belasteten Standorte meist an Parzellen oder anderen zuvor erfassten belasteten Standorten orientieren. Vor dem Speichern werden die Geodaten im Hinblick auf ihre Validität im Sinne der Simple Feature Specification (OGC 2011) geprüft. Die in die Webapplikation integrierte Geodatenbearbeitung ist die entscheidende Funktion, um einen durchgängigen Workflow zwischen Geodaten und Geschäftsprozesssen herzustellen. 5 Fazit Für die Bearbeitung aller Aspekte des Altlasten-Vollzugs wurden bislang rund 15 verschiedene Prozesse teils von den Anwendern selbst definiert. Neben Prozessen, die sehr eng an

6 238 U. Müller Geodaten geknüpft sind, wie der beschriebene Katastereintrag, verlaufen andere unabhängig davon. Für den Anwender ist entscheidend, dass alle Prozesse in einer einzigen Applikation bearbeitet werden können. Geodaten sind zwar eine entscheidende Steuergröße im Altlasten-Vollzug, es müssen jedoch auch alle anderen Aspekte komfortabel abgedeckt sein. Mit einer klassischen Fachschale, bei der sich alle Funktionen um GIS und im Speziellen um die Kartenansicht gruppieren, ist diese Anforderung nicht realisierbar. Dank der Verfügbarkeit von Softwarebibliotheken für alle Teilaspekte eines GIS, die sich mit Standardtechnologien der IT frei kombinieren lassen, sind neue Anwendungen möglich, die nur soviel GIS wie nötig enthalten und dennoch der großen Bedeutung der Geodaten gerecht werden können. Literatur DENSHAM, P. J. (1991): Spatial decision support systems. In: MAGUIRE, D. J., GOODCHILD, M. F. & RHIND, D. W. (Eds.): Geographical Information Systems. Vol. 1: Principles (S ). Harlow, Essex, UK: Longman Scientific & Technical. KEENAN, P. B. (2003): Spatial decision support systems. In: MORA, M., FORGIONNE, G. & GUPTA, J. N. D. (Eds.): Decision Making Support Systems: Achievements and Challenges for the New Decade (S ), Hershey, PA: Idea Group Publishing. KIEHLE, C., GREVE, K. & HEIER, C. (2007): Requirements for Next Generation Spatial Data Infrastructures-Standardized Web Based Geoprocessing and Web Service Orchestration. Transactions in GIS, 11 (6), S doi/abs/ /j x. MORRIS, H. D. (2005): WHITE PAPER. ESRI: Extending GIS to Enterprise Applications. Sponsored by: ESRI. David Sonnen (ISSI), February OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM (2011): OpenGIS Implementation Specification for Geographic information Simple feature access Part 2: SQL option. SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT (1983): Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG). SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT (1998): Verordnung vom 26. August 1998 über die Sanierung von belasteten Standorten (Altlasten-Verordnung, AltlV). VAN DER AALST, W. M. P., TER HOFSTEDE, A. H. M. & WESKE, M. (2003): Business Process Management: A Survey. In: TER HOFSTEDE & WESKE (Eds.): Business Process Management International Conference, BPM 2003 Eindhoven, The Netherlands, June 26 27, 2003, Proceedings.