Messdatenmanagement in der Wasserwirtschaft Anforderungen, Standards, Software

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1 Messdatenmanagement in der Wasserwirtschaft Anforderungen, Standards, Software Kolloquium Wasserwesen der TU Berlin Roland Funke / KISTERS AG KISTERS AG WISKI DWAT-IWUC User Conference /01/2013 1

2 Agenda Messdaten Messdatenmanagement Was soll es leisten Standardisierung DWA M 151: Messdatenmanagementsysteme in Entwässerungssystemen OGC WaterML2.0 Softwarelösungen am Beispiel WISKI Aufbau eines Fachinformationssystems Datenaustausch und Data-Hubs Live-Demo KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

3 KISTERS AG / Gruppe Kundennähe: KISTERS AG -> Deutschland + KISTERS Gruppe -> weltweit Kerngeschäft: Zeitreihendatenverwaltungssoftware Mitarbeiter: 500 Mitarbeiter weltweit; 370 in Deutschland Märkte: Umweltinformatik, Wasser, Luft, Energie Kunden: Behörden, Wasserverbände, Versorger, Netzbetreiber; >1000 B2B/B2G KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

4 Messdaten im Feld KISTERS AG WISKI User Conference /01/2013

5 Messdaten im Büro KISTERS AG WISKI User Conference /01/2013

6 Messdaten im Büro Ordnung muss her Messdatenmanagementsystem KISTERS AG WISKI User Conference /01/2013

7 Motivation zum Messen und Betrieb eines MDMS KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

8 Motivation zum Messen und Betrieb eines MDMS KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

9 Messdatenmanagementsystem Was ist das? KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

10 Messdatenmanagementsystem Eine Definition KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

11 Zwei neue Merkblätter zum Messen im Wasser KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

12 Der Inhalt der Merkblätter KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

13 Datensichten innerhalb eines MDMS KISTERS AG USGS Presentation /01/2013

14 HydrologyDomain Working Group

15 OGC-HydroDWG Eine globale Plattform CUASHI Status: 2009

16 HydroDWG Mandat der Kommission für Hydrologie (CHy) der World MeteorologicalOrganisation (WMO) Ziel: Spezifikationen für größeres Publikum und möglichst auch im Rahmen von ISO-Standardisierungen Lose Gruppierung von interessierten Personen/Organisationen Themen aktuell: Erfassung und Austausch von Messdaten und Zeitreihen für Oberflächenwasser, Grundwasser, Vorhersagen

17 Format WaterML2 Hydrologic Time Series Encoding Standard

18 Development of WaterML2.0, Open Geospatial Consortium EA XML Harmonization Paper WaterML 1.0 WaterML 2.0 xhydro WDTF

19 «FeatureType» WaterML2-XML Schema für hydrologische Zeitreihen WaterML2 definiert 5 Komponenten zur Beschreibungvon Messwerten/ Beobachtungen Zeitreihen Erfassungs bzw. Berechnungs- oder Analysemethode Metadaten zur Erfassung Ort der Erfassung Zusammenstellungen, z.b. Zeiträume oder Regionen Dies korrospondiertmitdemiso Observations & Measurements Standard «metaclass» GF_FeatureType {root} «FeatureType» OM_Process +thegf_featuretype 1 «instanceof» 1 +procedure MD_Metadata «FeatureTyp... GFI_Feature 1 +featureofinterest Domain +propertyvalueprovider ProcessUsed +generatedobservation 0..* +metadata 0..1 Metadata 0..* +carrierofcharacteristics 0..* «metaclass» GF_PropertyType {root} «instanceof» Phenomenon 1 «Type» GFI_PropertyType +observedproperty OM_Observ ation «DataType» + parameter: NamedValue [0..*] NamedValue + phenomenontime: TM_Object + resulttime: TM_Instant + name: GenericName + validtime: TM_Period [0..1] + value: Any + resultquality: DQ_Element [0..*] constraints {observedproperty shall be a phenomenon associated with the type of the feature of interest} {procedure shall be suitable for observedproperty} {result type shall be suitable for observedproperty} +relatedobservation {a parameter.name shall not be used more than 0..* once} 0..* Range ObservationContext +result + role: GenericName «type» Any {root}

20 WaterML2: weitergehende Festlegungen z.b. Interpolationstypen Sowie Bemerkungen, Qualitätsstufen,

21 WaterML2.0: Status & nächste Schritte Entwicklung ist abgeschlossen Standard wurde Mitte 2012 veröffentlicht Standarisierung weiterer Elemente Nächstes Element: Schlüsselkurven

22 Derzeit beste Informationsquelle ist das Dokument selbst

23 Interoperability Experiment 3 Bereitstellung ausgewählter GRDC Stationsdaten zum globalen Abfluss

24 IE3: Der Ablauf TS Data META KiTSM KiWIS SOS/ WaterML2 Data Consumer Class Framework

25 IE3: Ergebnisse GRDC Daten konnten in eine WaterML2 konforme Struktur bereitgestellt werden Es konnte erfolgreich ein Server erstellt werden, der diese Daten zum Zugriff aus dem Internet bereitstellt Der Zugriff auf die Daten mittels verschiedenster Clients war problemlos WaterML2 als Format und WebServicesentsprechend dem SOS-Standard ermöglichen den Datenaustausch praktisch ohne vorherige Absprachen

26 Schlussfolgerungen Interoperabilität& Standards sind extrem wichtig für den Austausch von Daten (eineklareglobalevereinbarungenüberdie ausgetauschteninhaltereduziertdie Menge an Detailvereinbarungen) Die Standards werden inzwischen durch eine internationale Gemeinschaft voran getrieben dabeiliefertdie OGC einengeeignetenrahmenfürdas Verfassenund Beschließen von Spezifikationen KISTERS bringt als weltweit vertretene Firma die Anforderungen seiner Kunden mit ein und investiert viel in die konkrete Ausformulierung sowie die Erprobung Darüber hinaus ist durch KISTERS eine Kundengemeinschaft da, um die Standards auch global zu verteilen und anzuwenden

27 Der Einzugin die Praxis

28 Der Einzugin die Praxis

29 Wissen was passiert -Situational Awareness

30 Wissen was passiert -Situational Awareness

31 Der Einzugin die Praxis

32 WISKI (Wasserwirtschaftliches Informations-System KISTERS) Das Kernprodukt für hydrologisches Messdatenmanagement Typische Kunden: Behörden und Messnetz-Betreiber für Gewässer, Grundwasser, Meteorologie, Gewässergüte In über 35 Nationen bei mehr als 350 Organisationen im Einsatz WISKI erfasst und verwaltet derzeit Netzwerke von wenigen bis zu Stationen WISKI ist ein DataWarehouse für MESSDATEN WISKI liefert MESSDATEN und Informationprodukte über Time- und MapServices

33 WISKI 7 Ein erster Blick KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

34 WISKI: moderne Softwarearchitektur KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

35 Offene Schnittstellen (OGC, Inspire, LHP & BBViewer...) External public Various purposes Casual Data provider DBA Hydrologists GIS work places Application TSM ArcGIS Engine ArcGIS TSM Extension WebPortal Services OGC, CUAHSI, Automatization, Alarming, Im/Export, Forecasts KiTSM Database Database Database KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

36 WISKI -Kernfunktionalität Konfiguration und Definitionen systemweite Kataloge/ Schlüssellisten vor-und benutzerdefinierte Datengruppen systemweite Datenbearbeitungsansichten Zugriffsberechtigungen operative Verwaltung der META-Daten Standort Standort (Messort) Parameter (Kanal) Zeitreihen Datenfeeds Datenvalidierung und -bearbeitung Berechnung abgeleiteter Zeitreihen Zeitreihenverwaltung Datenveröffentlichung Zeitreihenauswertung Statistiken individuelle Berichtegenerierung Modelierung Leitsungsberichte (KPI) Rasterverwaltung spezielle Ablage in Pseudo-Zeitreihen Datenbearbeitung Korrelation von Punkt-(Zeitreihe) und Rasterdaten Datenveröffentlichung Raster- -auswertung Statistiken Integration in Berichte Anbindung an CALAMAR Leistungsberichte (KPI) KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

37 WISKI 7 kurzgefasst Wasserwirtschaftliches Informationssystem mit 25 Jahren Erfahrung Parameterunabhängig Nicht nur Wasserstand und Abfluss Frei gestaltbare Benutzeroberfläche Variable Modellierung der Stammdaten ohne Eingriff in das Datenmodell Integrierte Module und Methoden zur Qualitätssicherung der Daten Moderne Mehrschichten Architektur Umfangreiche Standardschnittstellen (Web Services, GIS, API, Scipting) Einfacher Datenzugriff und Veröffentlichung im Web KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

38 WISKI 7 Das Parameter-Konzept KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

39 Wasserqualität Sämtliche physikalischen und chemischen Parameter Kontinuierliche Messungen Umfassendes Probenahme und Messprogramm-Konzept Spezifische Auswertungen Kläranlage Bohrloch Standgewässer Quelläste Serie Stelle Probenahme KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

40 Pumpstationen: Fremdwasseranalyse KISTERS AG KISTERS Präsentation 40 31/01/2013

41 Flexible Stammdatenverwaltung mit WISKI 7 Die WISKI Stammdaten sind flexibel und beliebig auf den Stationstyp anpassbar sowie erweiterbar zu jedem Zeitpunkt. Das Pegelstammbuch DiPs/ MoSt kann eigenständig oder integriert im WISKI7 Produkt betrieben werden Bilder, PDF, URL stehen neben Schlüssellisten und weiteren zusätzlichen Attributen zur Verfügung. KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

42 WISKI: grafische Benutzeroberfläche Auswahlbaum gekachelte Ausgabe bspw. META-Daten, Zeitreihen, Standortkarte individueller Arbeitsordner Pinboard Darstellung: grafisch + tabellarisch KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

43 WISKI Explorer Baumansichten Angepassbar an jede Kundensituation Beliebige hierarchische Baumansichten lassen sich im WISKI 7 für alle Benutzer und Benutzergruppen hinterlegen. Hierzu stehen sämtliche WISKI Objekte und deren relationale Stammdaten zur Verfügung Keine Entwicklung seitens KISTERS erforderlich KISTERS AG KISTERS Präsentation 43 31/01/2013

44 Anpassbare Benutzeroberfläche Anpassung an Arbeitsabläufe beim Kunden KiScript Skript-Sprache Launchpad : direkter Zugriff auf benötigte Funktionen KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

45 Datenfluss und Qualitätssicherung in WISKI 7 Datenvalidierung + -bearbeitung graphische Kontrolle der Eingangsdaten Zeitreihen-Versionierung: Historie der Änderungen graphische Fehlererkennung: Box-Whisker Plots Trendanalyse Original nach Autovalidierung nach erster Bearbeitung KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

46 Daten im Web mit WISKI Web Flexibles Web-Interface zu WISKI Einsatz im Internet mit vordefinierten Funktionen Einsatz im Intranet mit viel Benutzer-Interaktion KIWIS zur Integration unterschiedlicher Datenquellen KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

47 Handerfassung von Daten mit WISKI Web Flexibles bedarfsgerechte Handeingabe Konfiguration über WISKI-Gruppen Automatische Validierung der Eingaben möglich KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

48 GIS Integration in die WISKI Oberfläche Freier Karten Client oder ArcGIS Engine KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

49 WISKI Daten im GIS die WISKI ArcGISExtention KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

50 Berichte Lösungskonzept Berichte - KiScript Berichte - CSV Datenexport - neuer Berichtsdesigner KISTERS AG WISKI User Conference /01/2013

51 Berichte KISTERS AG KISTERS Präsentation 51 31/01/2013

52 Berichte

53 Berichte

54 Berichtswesen KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

55 Schwellwertüberschreitung KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

56 Extremwertstatistik KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

57 Trendanalyse KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

58 Langzeitstatistiken KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

59 Niederschlagsintensität: Häufigkeit + Dauer KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

60 Rohrhydraulik und Teilfüllungskurven Stretched circular Oval cross section Extended ovoid Wide ovoid Squashed ovoid Extended arch Squashed arch Stretched arch

61 WISKI 7 live KISTERS AG AG WISKI Stadtentwässerung User Conference 2012 Hannover

62 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gerne stehen wir jetzt und im Anschluss an den Besprechungstermin für Rückfragen zur Verfügung! KISTERS AG Charlottenburger Allee 5 Tel D Aachen Fax KISTERS AG WISKI DWAT-IWUC User Conference /01/

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