Komplexe Auswertung von Fachinformationen am Beispiel der Fachanwendung Grundwasser Baden-Württemberg

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1 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 Seite 1

2 WaterFrame Gewässerinformationssysteme Gesundheitsbehörden EU-Wasserrahmenrichtlinie EU-Trinkwasserrichtlinie Umweltbehörden Ressort übergreifende Zusammenarbeit Oberflächenwasser Aufbereitung Trinkwasser Grundwasser Fachliche Korrelationen Einsatz in Baden-Württemberg, Thüringen, Bayern im Rahmen der FIS-Gewässer-Kooperation Seite 2 2

3 Fachanwendung Grundwasser (GWDB) Seite 3

4 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) Seite 4

5 Schnittstellen Dokumenten-Ablage GWDB-Editor (externe Erfassung) Bohrdatenarchiv Fachanwendung Grundwasser LABDÜS-Schnittstelle zu Labordatensystemen Fachanwendung Wasserrecht Cadenza (Selektoren,GIS) API WMS-, WFS-, WPS-Dienste Schnittstellen: (Web-)Service Datenbank Datei Import/Export DB-Zugriff (SQL) Seite 5

6 Datenkategorien Stammdaten Grundwassermessstellen (Brunnen, Quellen ) ca geothermische Anlagen ca Grundwasser-Analysen ca Qualitative Messwerte ca. 3 Mio. Quantitative Messwerte ca. 20 Mio. Grundwasserstände Quellschüttungen Sickerwasser-/Niederschlagsmengen Seite 6

7 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 Seite 7

8 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 Seite 8

9 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 Seite 9

10 Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung Früher: Excel-basierte Berechnung und Darstellung Seite 10

11 Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung Jetzt: Berechnung und Darstellung direkt in der Fachanwendung bei den dort verwalteten Geothermie-Stammdaten Fachobjekt Temperaturfeld Seite 11

12 Beispiel 1: Temperaturfeldberechnung Darstellung der Isothermen in GIS Extern berechnete Temperaturfelder können importiert werden (Shapefiles) Seite 12

13 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 Seite 13

14 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 Seite 14

15 Beispiel 2: Trendanalyse Seite 15

16 Beispiel 2: Trendanalyse Seite 16

17 Beispiel 2: Trendanalyse Seite 17

18 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 Seite 18

19 Beispiel 3: Diagramme Einfache Zeitreihen-Darstellung nicht ausreichend Seite 19

20 Beispiel 3: Diagramme Komplexe Diagramme basieren auf benutzerdefinierten Objekten Messstellen- Mappe Parameter- Liste Selektionsbasis Messwert- Selektion Selektionskriterien z.b. Zeitraum Diagramm Bericht Auswertung des Selektionsergebnisses Seite 20

21 Beispiel 3: Diagramme Nass- und Trockenperioden Seite 21

22 Beispiel 3: Diagramme Quelle: Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg Isolinien Grundwasserstand Isolinien Sulfat Parameter- Überschreitungsdiagramm Sickerwasser-/Niederschlagsdiagramm Normalbereiche Grundwasserstand Seite 22 Folie 22,

23 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 Seite 23