MDI-DE: Marine Datenvielfalt praktisch verfügbar machen

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1 MDI-DE: Marine Datenvielfalt praktisch verfügbar machen Informationen verknüpfen, Synergien nutzen, Wissen generieren die Marine Daten-Infrastruktur Deutschland integriert die wesentlichen Datenquellen über alle Fach-, Behörden- und Institutsgrenzen. Mit Hilfe eines Internet-Portals werden die bislang über Bund und Länder verteilten marinen Fachdaten umfassend zur Nutzung bereitgestellt. Rainer Lehfeldt, Johannes Melles, Jasmin Geißler, Mario von Weber, Jörn Kohlus und Michael Räder Aufbau der Marinen Daten-Infrastruktur Deutschland (MDI-DE) Die Anforderungen an themenübergreifende Datenauswertungen, auch in den marinen Bereichen, nehmen laufend zu. Gründe liegen in der steigenden Komplexität aktueller Fragestellungen im Zusammenhang mit anthropogenen Veränderungen mariner Ökosysteme, in der globalen Klimaveränderung und den daraus resultierenden Anforderungen an den Küstenschutz sowie in den steigenden gesetzlichen Anforderungen zu Berichtspflichten, wie z. B. der europäischen Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) [1]. In den deutschen Seegebieten in Nord- und Ostsee werden Geodaten wie Seevermessungsdaten, Daten des Umwelt Monitorings, der Raumplanung und viele andere mehr, in erster Linie zur Erledigung von Fachaufgaben erhoben, die bisher nur unter den jeweiligen Nutzungsaspekten auf verschiedenen Plattformen zugänglich waren. Eine effektive Bearbeitung der interdisziplinären Arbeitsprozesse bzw. Aufgabenstellungen erfordert jedoch eine moderne Geodateninfrastruktur (GDI), die auf Basis interoperabler Geodienste im internationalen Standard und harmonisierter Datenstrukturen einen zentralen Zugangspunkt zu den vernetzten Informationen ermöglicht. Diese Aufgabe übernimmt die Marinen Daten-Infrastruktur Deutschland (MDI-DE) [2]. Sie ist die Basis für die gemeinsame Nutzung von verteilten heterogenen Datenbeständen in den deutschen Seegebieten sowie der Küstenzone. Sie erfüllt die Anforderungen der Europäischen Geodaten-Infrastruktur INSPIRE [3] und ist als Fachportal in die Geodaten-Infrastruktur Deutschland (GDI- DE) [4] eingebunden. / Kompakt / ¾¾Mit dem Aufbau des Portals der marinen Daten-Infrastruktur Deutschland (MDI-DE) wird die Fülle der Daten entlang der Küsten und des vorlagernden Meeres zusammengeführt und geordnet zugänglich gemacht. ¾¾Standardisierte Internetdienste zur Darstellung, zum Download und zur Recherche ermöglichen die Nutzung, auch über das Portal hinaus. ¾¾Der Zugang erfolgt über: Ziel des Projektes MDI-DE war es, Informationssysteme mit unmittelbarem Bezug zu Meer und Küste in konzeptioneller, technologischer und inhaltlicher Form zu einem übergreifenden, nationalen Meeres- und Küsteninformationssystem unter folgendem Leitbild zusammenzuführen: Aufbau einer multifunktionalen Marinen Daten-Infrastruktur für Deutschland durch Untersuchung, Evaluierung und konkrete Anwendung der verschiedenen technischen und strukturellen Möglichkeiten zur Entwicklung eines interdisziplinären Netzwerkes mit den Hauptkomponenten Daten, Metadaten und Dienste für den Einsatz in den wesentlichen Aufgabenbereichen von Meer und Küste. Als Ergebnis des Projektes MDI-DE werden die in der Küstenzone verteilten marinen Datenbestände der verschiedenen Fachdisziplinen über ein Netzwerk für Meeresdaten mit Internetdiensten entsprechend den Definitionen des Open Geospatial Consortium (OGC) genutzt [5]. Im MDI-DE Portal werden sie mit standardisierten Metadaten gemäß ISO19115 in einem Katalogdienst (CS-W) nachgewiesen. Fachdaten werden mit standardisierten Webservices (WMS, WFS) harmonisiert dargestellt und zugänglich gemacht. Prototypen zur Datenanalyse mittels Web Processing Service (WPS) [6] wurden bereitgestellt, wie sie zum Beispiel für Bewertungsverfahren nach der europäischen Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie erforderlich sind. Die standardisierten Internetdienste zur Darstellung, zum Download und zur Recherche ermöglichen die gemeinsame Nutzung dieser Daten, sowohl im Portal MDI-DE als auch in weiteren Zielsystemen wie der Bund-, Länder-, Informations- und Kommunikationsplattform WasserBLIcK [7] und dem europäischen Wasser-Informationssystem WISE-Marine [8]. Darüber hinaus können sie auch in lokalen GIS-Anwendungen genutzt werden. Durch die Einhaltung der genannten technischen Standards werden Daten und Datenprodukte ohne zusätzlichen Aufwand seitens der Anbieter mehrfach wiederverwendbar. Insbesondere unterstützt die MDI-DE die Behörden in der Küstenzone bei der Erfüllung ihrer Berichtspflichten für EU-Rahmenrichtlinien und dem Aufbau einer europäischen Geodateninfrastruktur (Bild 2). Im Rahmen eines VKoopUIS-Projektes werden die zentralen Komponenten der MDI-DE seit 2014 betrieben, gepflegt und weiter entwickelt. Dabei handelt es sich um die erforderlichen Hardware- Systeme und die Softwarekomponenten/Funktionen: 19

2 Bild 1: Partner der MDI-DE ¾¾das MDI-DE-Portal für die Zusammenführung und Bereitstellung Bund- und Länderübergreifender Darstellungs- und Download dienste ¾¾ein Metadaten-System für das Harvesten, die Speicherung und die Bereitstellung von Metadaten, ¾¾ein Ortsnamenregister als küsten- und meeresbezogener Gazetteer, ¾¾ein Begriffslexikon als Thesaurus für Meer und Küste sowie ¾¾weitere zentrale Dienste (z. B. Bewertungsdienste). Die dezentralen Komponenten werden von den Projektpartnern an den sogenannten verteilten Infrastrukturknoten (ISK) [9] eigenverantwortlich betrieben, gepflegt und weiterentwickelt (Bild 1). Sie umfassen im Einzelnen folgende Daten und Dienste: ¾¾Bereitstellung von Darstellungs- und Downloaddiensten ¾¾Bereitstellung von Metadaten über Katalogdienste ¾¾Bereitstellung von Bewertungsdiensten. Zur langfristigen Finanzierung der MDI-DE stellen die Küstenländer Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Mecklenburg- Vorpommern zusammen mit dem Bund (Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, BMVI; Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, BMUB) ein jährliches Budget zur technischen Konsolidierung und inhaltlichen Weiterentwicklung des Recherche- und Informations-Systems zur Verfügung. Diese Mittel werden durch eine Projektleitung, die von der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) wahrgenommen wird, unter Aufsicht eines ministeriell besetzten Lenkungsgremiums verwaltet. Das Angebot von marinen Daten wächst kontinuierlich durch Dienste, die bei den Partnerbehörden auf den verteilten Infrastrukturknoten (ISK) nach gemeinsam vereinbarten Standards bereitgestellt werden. Dabei entstehen auch Dienste wie ein Küsten- Thesaurus, der das Vokabular aus dem Natur- und Umweltschutz sowie das Wortgut aus dem Küsteningenieurwesen beinhaltet. Zusammen mit einem Dienst für die geographischen Namen in den deutschen Küstengewässern (Küsten-Gazetteer, Küsten-Ortsverzeichnis) [10], der in Ergänzung zum Gazetteer des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie den marinen Bereich abdeckt, bilden diese Dienste auch eine Grundlage zur Verortung und zur inhaltlichen Beschreibung von Daten durch Metadaten. Durch die Integration aller wesentlichen zuständigen Verwaltungen an der deutschen Küste ist das MDI-DE-Portal zu dem zentralen Anlaufpunkt für alle Interessenten mariner Fachdaten geworden. Dadurch wurde ein Hauptziel des Projekts MDI-DE erreicht. Weitere Institutionen, die Fachdaten bereithalten, aber noch keinen kompatiblen ISK aufgebaut haben, können in Zukunft unkompliziert in die MDI-DE integriert werden. Die MDI-DE ist ein offenes Netzwerk, in das beliebig viele lokale Knoten über standardisierte Metadaten und Dienste eingebunden werden können. Auf diese Weise werden Datenbestände aus den Küstenbehörden zusammen mit Datenbeständen aus der Forschung Bild 2: Geodatenportal der Marinen Daten Infrastruktur, Deutschland MDI-DE ( )

3 Bild 3: Allgemeiner Aufbau eines Infrastrukturknoten einheitlich recherchierbar und nutzbar. Die MDI-DE stellt damit eine Plattform dar, aus der sich zukünftig die breite Öffentlichkeit, Wirtschaft, Politik, Verwaltung und marine Wissenschaft bedienen können. Die MDI-DE basiert technisch auf der Vernetzung räumlich verteilter Infrastrukturknoten, die über das Internet verknüpft sind. Ein ISK besteht aus einer Zusammenstellung von Hard- und Software innerhalb einer lokalen Serverarchitektur, mit welcher Geodaten, Metadaten oder allgemeine Daten verwaltet und über standardisierte Dienste, die beispielsweise vom OGC [5] spezifiziert sind, bereitgestellt werden. Über das MDI-DE-Portal als zentraler Knotenpunkt fließen die verteilten Dienste zusammen und es lassen sich die Daten gebündelt recherchieren, verwenden sowie herunterladen (Bild 3). Die Dienste werden unentgeltlich zur Verfügung gestellt und zukünftig unter der Datenlizenz Deutschland Namensnennung Version 2.0 bereitgestellt. Für die einzelnen ISK ist es wichtig, dass jeder teilnehmende Partner eine nachhaltige Lösung für sein System entwickelt. Dies beinhaltet sowohl die Pflege der Daten und Dienste als auch deren Aktualisierung, Erweiterung und Überwachung. Jedem MDI-Partner steht es frei, sich aktiv zu beteiligen und selbst neue Vorschläge einzubringen [9]. Implementierung von Geodatendiensten Die Veröffentlichung von Geodatendiensten bedarf eines interdisziplinären Abstimmungs- und Entwicklungsprozesses, wenn als Zielvorgabe Nutzeranforderungen und Richtlinien bedient werden sollen. Hierbei darf der kontinuierliche Dialog mit den Nutzerkreisen nicht fehlen. Die im Küsten- und Meeresgebiet der deutschen Nord- und Ostsee zuständigen Behörden und Institutionen haben sich im Bund/Länder-Ausschuss Nord- und Ostsee (BLANO) [11] zusammengeschlossen, um die Anforderungen der einschlägigen EU-Richtlinien (MSRL, WRRL, FFH-RL, VSRL) und der regionalen Meeresschutzabkommen (Helsinki Commission (HELCOM) [12], Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt des Nordatlantiks (OSPAR) adäquat und effektiv erfüllen zu können. Die Partner der MDI-DE stehen mit den Facharbeitsgruppen und weiteren Gremien innerhalb des BLANO in Kontakt und sind hier zum Teil auch selbst vertreten. In der Querschnittsgruppe AG Daten des BLANO wird ein Nationales Marines Datenkonzept erarbeitet und inhaltliche Anforderungen der Fachexperten mit der entsprechenden Datengrundlagen zusammengebracht. Die MDI-DE ist Teil des marinen Datenkonzeptes und nimmt an der Entwicklung aktiv teil. Innerhalb der MDI-DE wurden verschiedene Arbeitsgruppen gebildet, die sich mit den technischen Komponenten einer Geodateninfrastruktur und etablierten Standards, sowie inhaltlichen Anforderungen, Datenharmonisierung und Interoperabilität beschäftigen. In der Arbeitsgruppe AG MSRL wurde ein Schema entworfen, welches den Entwicklungsprozess von den Anforderungen zu Geodatendiensten in der MDI-DE und wichtige Bezugsquellen darstellt (Bild 4). Der Name der Arbeitsgruppe ist historisch bedingt, es werden tatsächlich auch Dienste für weitere Umweltrichtlinien, wie die WRRL und FFH-RL konzipiert. Im Idealfall verläuft der Prozess linear, in der Realität ergeben sich jedoch in verschiedenen Abschnitten Iterationen. Insbesondere durch Veränderungen der Anforderungen und technische Weiterentwicklungen bedarf das Konzept eines Geodatendienstes einer fortlaufenden Evaluierung. Für die inhaltlichen Anforderungen der Umweltrichtlinien sind die rechtlichen Beschlüsse sowie technische Leitfäden wichtig, welche die Umweltparameter sowie deren Monitoring und Bewertungsverfahren beschreiben. Am Beispiel der MSRL sei hier auf den Leitfaden der EU für die Berichte nach Artikel 8-10 MSRL [13] und dem aktuellen Anhang eines Beschlusses der Kommission zur Festlegung der 21

4 Bild 4: Der Implementierungsprozess von Geodatendiensten in der MDI-DE Überwachungskriterien und methodischen Standards [14] verwiesen. Die Beschreibung des guten Umweltzustands nach Artikel 9 MSRL wird anhand von elf qualitativen Deskriptoren (D) vorgenommen [15]. Hierfür wurden bereits Themenbereiche mit Diensten für die folgenden Deskriptoren erstellt, die derzeit weiterentwickelt werden: D 5 (Eutrophierung), D 8 (Schadstoffe) und D 10 (Abfälle im Meer). Für weitere Deskriptoren sind z.t. schon Dienste im Portal vorhanden, z. B. Monitoringdaten von Robben und Benthos, Sedimentverteilung, Human Activities und Bathymetrie. Diese Dienste sind derzeit noch nicht als entsprechende Themenbereiche konzipiert. Für die technischen Anforderungen sind die Leitfäden und Durchführungsvorschriften der INSPIRE Richtlinie (2007/2/EG, [16]) verbindliche Grundlagendokumente. Hintergrundinformationen zu den technischen Standards finden sich in den Dokumentationen des OGC [5]. Weitere technische Leitfäden und Fachnetzwerke zu den INSPIRE Datenthemen (Anhang I-III) finden sich bei der GDI-DE [4]. Umsetzungspläne und -fristen sind entsprechend in der Planung zu berücksichtigen. Die wesentlichen Arbeitsschritte und inhaltlichen Abstimmungen werden bei der Erstellung eines neuen Dienstes dokumentiert und den Partnern der MDI-DE zur Verfügung gestellt. Ein Leitfaden zum Implementierungsprozess von Geodatendiensten für marine Umweltrichtlinien ist in Arbeit. Unten werden zwei Beispiele für die Entwicklung von Geodatendiensten für die MSRL vorgestellt. Geodatendienst für Eutrophierungsdaten Der Eutrophierung mariner Gewässer wurde von der Europäische Union bei der Erarbeitung der MSRL ein großes Gewicht beigemessen und zur Beschreibung des guten Umweltzustands ein eigener qualitativer Deskriptor (D 5) definiert: Die vom Menschen verursachte Eutrophierung ist auf ein Minimum reduziert; das betrifft insbesondere deren negative Auswirkungen wie Verlust der biologischen Vielfalt, Verschlechterung des Zustands der Ökosysteme, schädliche Algenblüten sowie Sauerstoffmangel in den Wasserschichten nahe dem Meeresgrund [17]. Die Anreicherung des Wassers mit Nährstoffen (insbesondere Stickstoff und Phosphor) ist in den europäischen Meeren eines der größten Umweltprobleme. Infolge einer solchen Überdüngung des Meeres kommt es zu Veränderungen in der Struktur und Funktion des gesamten marinen Ökosystems und zu einer Verringerung seiner Stabilität [18]. So wird das gesamte Nahrungsnetz verändert, das Wachstum planktischer Mikroalgen stark angeregt, die Trübung des Wassers nimmt zu, Seegräser und Makroalgen werden verdrängt, Verschlickung und Sauerstoffmangel mit Todeszonen am Meeresgrund führen zum Absterben von Bodenorganismen und Fischen. Ein wichtiges Werkzeug dafür ist eine einheitliche Vorhaltung und Darstellung der für die Zustandsbewertung notwendigen Meeresdaten aus den verschiedenen Institutionen und Datenquellen. Daher wurde die Darstellung der Daten und Indikatoren für D 5 als Pilotprojekt bereits in der vom BMBF geförderten Projektphase umgesetzt und lieferte wichtige Informationen für den Implementierungsprozess von weiteren Diensten in der MDI-DE. Die für die MSRL und das Thema Eutrophierung relevanten Daten sollten unabhängig von ihrer Herkunft gemeinsam und in harmonisierter Weise für den gesamten Meeres- und Küstenbereich Deutschlands auf dem Portal MDI-DE dargestellt werden. Hierzu ist es notwendig, dass die datenhaltenden Behörden ihre Daten nach einem abgestimmten Schema als Dienste zur Verfügung stellen (WMS, WFS). Die Daten wurden für die einzelnen Parameter in eine einheitliche Datenstruktur gebracht, dabei wurden einheitliche Maßeinheiten beachtet, Klassengrenzen vereinbart und ein Zeitraum definiert. Hierzu sind nicht nur die obligatorischen WMS-Anfragen Get- Capabilities und GetMap zu bedienen, sondern ebenfalls die optionalen Werkzeuge GetFeatureInfo, DescribeLayer und GetLegend

5 Datengrundlage und Bearbeitung Für den Anfangsbetrieb mit WMS wurde pro Parameter zunächst nur eine geringe Anzahl von Layern aufgesetzt. Die dargestellten Werte sind Mittelwerte der Jahre Angaben zu den einzelnen Jahren können bereits in der Attributtabelle vorgehalten werden. Weiterhin kommen WFS zum Einsatz, in denen die Parameter dann vollständiger abgebildet werden. Dies schließt z. B. die Werte der einzelnen Jahre, Quartalswerte und/oder Frühjahrs- bzw. Sommerwerte mit ein. Im Rahmen der Datenharmonisierung in der MDI-DE werden mit Hilfe von zentralen SLDs die WMS aus den verschiedenen ISK einheitlich klassifiziert und dargestellt. Die SLDs werden auf dem Portal-Server für den online-zugriff bereitgestellt. So erhalten z. B. alle Nitrit-N-Layer (mittlere Winterkonzentration ) von den verschiedenen Partnern eine einheitliche Farbe, Form und Größe, sowie eine abgestimmte Klassifizierung mit Legende. Zur Veranschaulichung ist ein Layer mit hauseigenen Styles und ein Layer mit harmonisierter Symbolik dargestellt (Bild 5). Für folgende Parameter des D 5 wurden die Daten für den Zeitraum , sowie Symbolik und Legenden harmonisiert und dargestellt: Ammonium, Chlorophyll a, gelöster Sauerstoff, Gesamt-Phosphor, Gesamt-Stickstoff, Grünalgenbedeckung, Nitrat, Nitrit, Opportunistische Makroalgen/Biomasseanteil, Ortho-Phosphat, Seegrasbedeckung, Seegrastiefengrenze, Sichttiefe, Silikat, Stickstofffracht. Veröffentlichung und Ausblick Alle Partnerbehörden, die Daten für D 5 erfassen und vorhalten, haben unter dem Themenbereich Eutrophierung Datendienste bereitgestellt. Dieser Themenbereich stellt auch eine detaillierte Beschreibung der Thematik zur Verfügung. Aktuell werden die Daten für den Zeitraum 2006 bis 2014 neu erstellt, da dieser Datenzeitraum für die Meldung an die EU relevant ist. Bild 5: Gegenüberstellung von individuellen und harmonisierte Diensten Graphic. Die Styled Layer Descriptors (SLDs) wurden von der MDI- DE- internen Arbeitsgruppe Datenharmonisierung und Interoperabilität zur Verfügung gestellt. Für eine optimale Recherche sollen für alle Daten und Dienste vollständige Metadaten in einem Metadatensystem nach ISO vorliegen und weitere Information zu INSPIRE und MDI-DE enthalten. Die zu liefernden WMS- Dienste umfassen meist mehrere Layer mit Attributtabellen. Der Aufbau dieser Attributtabelle musste für jeden Layer bzw. jeden Dienst festgelegt werden. Um die Struktur der verschiedenen Dienst-Attributtabellen zu vereinheitlichen, wurde eine Basis- Tabelle vereinbart, die für alle Themen gültig ist. Abhängig von der Art des Wertes sind die Bezeichnung, der Datentyp und der Wertebereich/ Format verschieden. Auch können zusätzliche, parameterspezifische Attribute gefordert sein. Geodatendienste für das Strandmüll monitoring Die Erfassung von Strandmüll in der Nord- und Ostsee basiert auf einer standardisierten und im europäischen Kontext etablierten Methode, die im Rahmen von OSPAR entwickelt wurde. Hier werden Müllteile quantitativ entlang von Dauertransekten aufgenommen [19] und für die ökologischen Zustandsberichte von OSPAR und HELCOM ausgewertet [20]. In der MSRL wurden im aktuellen Anhang Teil I des Kommissionsbeschlusses für D 10 Abfälle im Meer unter dem Bewertungskriterium D10C1 diese Kategorien bis auf wenige Ausnahmen übernommen [14]. Für die Ostsee ist der HELCOM-Indikator noch in Entwicklung. Für den MSRL-Bericht 2018 wurde per Expertise eine Bewertung durchgeführt. Die Bewertung für den aktuellen MSRL Bewertungszyklus bis 2018 und auch der Qualitätszustandsbericht des Wattenmeers für Meeresmüll im Rahmen der Trilateraten Wattenmeer Kooperation [21] basiert auf der Zwischenbewertung der Daten von 2009 bis 2014 für den nächsten OSPAR Zustandsbericht In der Bewertung des Lebensraumtyps Meeresbuchten (1160) nach der Flora-Fauna-Habitatrichtlinie (FFH) ist Müll als eine Beeinträchtigung mit in der Bewertung zu berücksichtigen. Die Entwicklung der Geodatendienste für das Strandmüllmonitoring erfolgte in Zusammenarbeit der Ämter: Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR), Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN), Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern (LUNG). Die inhaltlichen Anforderungen wurden in Zusammenarbeit mit Mitgliedern der Facharbeitsgruppe Abfälle im Meer abgestimmt. Datengrundlage und Bearbeitung Durch überregionale Kooperationen sind die Daten des Niedersächsischen Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- und Natur- Der Aufbau der MDI-DE wurde in den Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Beteiligt waren 11 Bundes- und Landesbehörden, die für das Küsteningenieurwesen, den Küstengewässerschutz, den Meeres umwelt schutz und den Meeresnaturschutz zuständig sind. Seit 2014 ist MDI-DE unter dem Dach einer Kooperationsvereinbarung zur Entwicklung von Umwelt informations systemen (VKoopUIS) dauerhaft verankert. 23

6 schutz (NLWKN) in der Monitoring-Datenbank des LKN integriert. Die Erfassung der Daten für die deutsche Nord- und Ostsee wurde von den Landesbehörden koordiniert, wo die Daten in Datenbanken verwaltet werden.es stehen Daten ab 2001 für die Nordsee und für die Ostsee ab 2012 zur Verfügung. An der Ostseeküste in Schleswig-Holstein wird das Strandmüllmonitoring durch den NABU organisiert und von Ehrenamtlichen weitestgehend nach der gleichen Methode durchgeführt. Hier sind dem LLUR Daten von 2011 bis 2015 zur Verfügung gestellt worden. An der deutschen Nordseeküste erfolgt die Erfassung entlang von vier Transekten: Je einer auf Sylt, Scharhörn, Juist sowie Minsener Oog. An der Ostsee gibt es in Mecklenburg-Vorpommern über 30 Transekte u. a. durch ehrenamtliche Tätigkeit. Für den Kartendienst (WMS) wurden die quantitativen Erfassungen von Makro- und Mesomüll (Einzelteile > 5 mm) entlang von 100 m langen Strandabschnitten verwendet. Hier werden im Vergleich zu den ebenfalls erfassten m Transekten, die Müllteile detailliert erfasst und in über 100 Mülltypen klassifiziert. Diese werden in 11 Materialklassen wie Plastik und Glas, zugeordnet [19]. Pro Erfassungsjahr gibt es vier Erfassungszeiträume: ¾¾Mitte Dezember bis Mitte Januar, ¾¾April, ¾¾Mitte Juni bis Mitte Juli, ¾¾Mitte September bis Mitte Oktober. Für die mecklenburg-vorpommersche Ostseeküste liegen zusammengefasste Daten auf der Webseite des LUNG vor. [ lung.mv-regierung.de/insite/cms/umwelt/wasser/meeresstrategie_ rahmenrichtlinie/meeresstrategie_abfaelle.htm]. Die Daten für den WMS wurden aus den Datenmodellen der je weiligen Datenbanken zusammengestellt bzw. als Shapefiles direkt in einem Geodatenserver gespeichert. Die Müllartikel wurden zunächst in den entsprechenden Materialklassen zusammengefasst und dann deren prozentualer Anteil an der Gesamterfassung und der Jahresmittelwert pro Materialklasse berechnet. Aus diesen Ergebnissen wurde ein SQL-View als Grundlage für den Kartendienst erstellt. Dabei wurde auf eine einheitliche Attributtabelle geachtet, um eine harmonisierte Darstellung der Länderdienste zu gewährleisten. Für die Darstellung des Dienstes wurde ein SLD für die Darstellung des jährlichen Plastikanteils erstellt. Nach Fertigstellung des WMS wurden entsprechende Metadatensätze für die Dienste von Schleswig-Holstein und Niedersachsen erstellt (Bild 6). Veröffentlichung und weitere Entwicklungen Im MDI-DE Portal ist der Themenbereich Abfälle im Meer eingerichtet worden. Der bisher implementierte Strandmülldienst ist ein Prototyp. Nach Rücksprache mit den Experten aus den BLANO- Facharbeitsgruppen sollen bis zum Sommer 2017 sowohl weitere Daten des Strandmüllmonitorings als auch deskriptive Analysen ergänzt werden. So sollen zunächst Kartenlayer für weitere, bereits berechnete Müllkategorien und Erfassungsjahre ergänzt werden. Über den vorhandenen Kartendienst können die aggregierten Daten für die Materialklassen auch heruntergeladen werden. Zusätzlich werden gemäß dem Bewertungsverfahren Kartenlayer mit 6-Jahresmitteln für Mülltypen, die zusammen 80 % des Gesamtmüllaufkommens ausmachen, erstellt. Darstellungen von Trends und saisonale Vergleiche sind in Planung. Langfristig können Dienste für weitere Monitoringprogramme, abhängig zur Datenverfügbarkeit zum Thema Meeresmüll integriert werden. Von der technischen Seite betrachtet, werden weitere Berechnungen in der Datenbank durchgeführt, um zusätzliche Kartenlayer im vorhandenen Dienst mit geringem Aufwand durch Filterfunktionen im SLD anzubieten. Je nach Fragestellung und Datengrundlage werden darüber hinaus für das Portal neue gemeinsame Dienste konzipiert, die sich aus den einzelnen Diensten der Küstenländer speisen. Was kommt als nächstes? Die MDI-DE bildet einen organisatorischen Rahmen für die inhaltliche Abstimmung, zur erforderlichen Harmonisierung der Daten und um zukünftig erforderliche gemeinsame Internetdienste zu entwickeln und zu etablieren. Dabei beinhaltet die langfristige MDI-DE, Bild 6: Kartendarstellung des Strandmülldienstes der deutschen Nordund Ostsee

7 MDI-DE & WeTransform, 2017 Bild 7: Transformationsprozess vom ISK zur MUDAB Pflege dieser Infrastruktur die kontinuierliche Anpassung aller Komponenten an technische Weiterentwicklungen sowie inhaltliche Anpassungen an Implementierungsvorschriften durch nationale und europäische Vorgaben. Human Activities Suche nach Belastungsdaten Die Anforderungen der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie erfordern, dass neben dem Zustand des Meeresökosystems auch die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten und Belastungen auf das marine Ökosystem analysiert und bewertet werden. Um dies zu ermöglichen, müssen Daten zu menschlichen Aktivitäten und an thropogenen Belastungen aus verschiedensten Quellen zusammengetragen und in möglichst kompatibler Form zur Verfügung gestellt werden. Dazu wurde in einer Bestandsaufnahme erfasst, wo welche Daten zu den in der MSRL aufgelisteten Themenbereichen vorliegen, wer die verantwortlichen Ansprechpartner sind, und in welcher Form die Daten vorliegen (Metadaten, Dienste). Die Ergebnisse wurden auf einem Workshop mit allen Datenbereitstellern und Vertretern der BLANO Umfeld diskutiert. Auf dieser Basis werden bis Ende 2017 neue gemeinsame Dienste über die MDI-DE bereitgestellt. Neues MDI-DE-Portal Es ist geplant, das Portal der MDI-DE zu erneuern und auf eine neue Technologie umzustellen, die eine intuitive Nutzung des Portals ermöglicht. Die Inhalte des jetzigen Portals bleiben erhalten und werden erweitert, es wird aber neue Möglichkeiten geben mit den Informationen zu arbeiten. Die wichtigsten geplanten Neuerungen sind: ¾¾Lucene-Volltextsuche mit optimierter Indexierung und Ergebniscenter ¾¾Verbesserte Downloadmöglichkeiten ¾¾Verbesserung der Druckfunktionalität bis hin zum großformatigen Druck ¾¾Time-Slider zur Darstellung zeitlicher Abläufe in Kartendiensten Mit dem neuen Portal wird dem Anwender der MDI-DE ein attraktives Werkzeug an die Hand gegeben, mit dem ein benutzerfreundlicher Zugriff auf Informationen aus dem Bereich von Meer und Küste möglich ist. Datenlieferungen zur Meeresumweltdatenbank (MUDAB) Aktuell läuft die Entwicklung für ein Werkzeug zur vereinfachten, automatisierten Lieferung von jährlichen Monitoring Daten an die MUDAB. Hierfür wird die Software Humboldt Alignment Editor (HALE) [23], die im Umfeld der INSPIRE Richtlinie als Datentransformierungswerkzeug verbreitet ist, eingesetzt. Hier wurden diverse Codelisten, Überprüfungen zur Qualitätssicherung, Datenbank Konnektoren, sowie eine schematische und semantische Validierung der Daten entwickelt und ergänzt (Bild 7). Im Folgenden werden diese Monitoring Daten automatisiert über Dienste angeboten und generisch in die MUDAB überführt werden. Die neuen Funktionen werden als Funktionserweiterung softwaretechnisch eingebaut, so dass weitere Nutzer von der Beauftragung der MDI-DE profitieren. Ein exemplarischer Einsatz für den ISK Niedersachsen ist für die Datenlieferung August 2017 geplant. Bild 8: Küsten-Gazetteer mit zeitlich veränderlichen Geometrien 25

8 Küsten-Gazetteer der MDI-DE Ein wichtiger Baustein einer Geodateninfrastruktur (GDI) ist ein Gazetteer als Referenzsystem für geographische Namen. Ein Gazetteer-Webdienst stellt eine wesentliche semantische Komponente einer GDI dar [24]. Der Küstengazetteer wurde für die besonders wandelbaren Strukturen im Küstenbereich als raum-zeitliches System entwickelt. So lassen sich nicht nur die aktuelle Lage, sondern auch Formwandel und Lageveränderung der namenstragenden Geoobjekte abfragen. Auch der sprachliche Wandel und die Sprachenvielfalt im Küstengebiet werden berücksichtigt, historische und fremdsprachliche Namen, wiederum bezogen auf zeitliche Abschnitte, werden mitgeführt. Durch die unterschiedlichen Abfragemöglichkeiten ausgehend vom Text nach der räumlichen Repräsentanz oder umgekehrt nach der Benennung eines Gebietes fragend lässt sich der Gazetteer sowohl für Fragen mit semantischem Kontext, wie auch besonders bei Abfragen mit Zeitbezug, onomasiologisch einsetzen [10] (Bild 8). In Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) werden geografische Namen mit sehr unterschiedlichen Vorgehensweisen ermittelt und als Gazetteer in der MDI-DE zur Verfügung gestellt [25]. Ausgangspunkt dieser Arbeiten waren die Karten des Ständigen Ausschusses für geographische Namen StAGN und darin aufgezeichnete geografische Namen in den deutschen Küstengewässern von Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern sowie der deutschen AWZ. Um als Referenzsystem für die küstenbezogene Literatur dienen zu können, werden auch Flur- und Ortsbezeichnungen im Küstengebiet und im Unterlauf der ins Meer fließenden Flüsse berücksichtigt. Gemeinsame INSPIRE-Dienste Jeder der Partner der MDI-DE ist datenhaltende Stelle im Sinne der INSPIRE-Richtlinie und stellt eigene INSPIRE-Dienste zur Verfügung. Für den Anwender bedeutet das, dass er sich mit einer Vielzahl von INSPIRE-Diensten herumschlagen muss, wenn er Informationen zu den deutschen Seegebieten haben möchte. Um dieser Situation entgegenzuwirken, sollen im Rahmen der MDI-DE gemeinsame INSPIRE-Dienste für die deutschen Seegebiete erstellt und veröffentlicht werden. Damit bekäme der Anwender die benötigten Informationen zu den jeweiligen INSPIRE-Themen in nur einem Dienst. Das Verfahren zur Erstellung der gemeinsamen INSPIRE- Dienste und die dafür benötigte Technologie sollen prototypisch am INSPIRE-Thema Umweltüberwachung erarbeitet werden. Aufbau eines gemeinsamen Thesaurus Im Umfeld der Kooperationspartner der MDI-DE gibt es mehrere Listen mit Synonymen, die bei den Partnerbehörden für unterschiedliche Anwendungen verwendet und im jeweiligen Fachnetzwerk gepflegt werden. Diese sogenannten Thesauri sind aktuell als eigenständige, aber isolierte Systeme verfügbar und somit nur bedingt interoperabel mit den Geo- bzw. Metadaten vernetzt. Da diese Informationen im Weiteren äußerst sinnvoll für Suchfunktionen und Beschreibungen eingesetzt werden sollen, finden aktuell Gespräche mit der der GDI-DE statt, eine Vernetzung über die Registry [26] zu etablieren. Die hier eingesetzte Technologie befindet sich aktuell in der Weiterentwicklung und wird zukünftig über diese Funktionalität verfügen. Ein Beispiel hierfür ist der Begriff Seehund, dessen Synonym Phoca vitulina entspricht. Durch die Verknüpfung im Thesaurus wird bei jeder Suchanfrage, ob Seehund oder Phoca vitualina die Information zum Seehund gefunden. Durch die Registry-Technologie gibt es viele Mehrwerte, die unter anderem darin bestehen, dass Änderungen nur hier gepflegt werden müssen, da eine weitere Einbindung über referenzierbare Links erfolgt. Literatur [1] Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG) EUR-Lex :0040:de:PDF Zugriff [2] Zugriff [3] INSPIRE Directive (2007/2/EC): LexUriServ.do?uri=OJ:L:2007:108:0001:0014:en:PDF Zugriff [4] Geodateninfrastruktur Deutschland (GDI-DE) de/de/gdi-de/gdi-de_artikel.html?lang=de Zugriff [5] Zugriff [6] Rieger, Anna; Kohlus, Jörn; Traub, Karl-Peter (2013): Automatisiertes webbasiertes Verfahren zur ökologischen Bewertung von Makrophyten in Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer, in: K.-P. Traub, J. Kohlus und T. Lüllwitz (Hg.): Geoinformationen für die Küstenzone: Beiträge des 4. Hamburger Symposiums zur Küstenzone, Karlsruhe: Sokrates & Freunde GmbH (4), S [7] Zugriff [8] The Water Information System for Europe Zugriff [9] Leitfaden zur Anbindung eines Infrastrukturknotens an die MDI-DE Zugriff [10] Kohlus, J.; Sellerhoff, F.; Thang-Trong-Nhan, V.; Lehfeldt, R.; Roosmann, R.; Alcacer-Labrador, D. (2014): Der Deutsche Küstengazetteer, ein service-basiertes Instrument zur Referenz und Kommunikation von Ortsbezeichnungen, in: Die Küste, 82, Marine Daten-Infrastruktur Deutschland MDI-DE, S k pdf Zugriff [11] Bund/Länder-Ausschuss Nord- und Ostsee html Zugriff [12] HELCOM Zugriff [13] Working Group on Data, Information and Knowledge Exchange (WG DIKE, 2017): Reporting on the 2018 update of articles 8, 9 & 10 for the Marine Strategy Framework Directive, nicht veröffentlicht [14] Europäische Kommission (2017): ANHANG Kriterien und methodische Standards für die Beschreibung eines guten Umweltzustands von Meeresgewässern, von Relevanz für die qualitativen Deskriptoren gemäß Anhang I der Richtlinie 2008/56/EG und die indikativen Listen gemäß Anhang III der Richtlinie, sowie Spezifikationen und standardisierte Verfahren für die Überwachung und Bewertung, 2017, nicht veröffentlicht [15] Zugriff [16] Zugriff [17] D046061/03 Annex oder ANHANG Kriterien und methodische Standards für die Beschreibung eines guten Umweltzustands von Meeresgewässern, von Relevanz für die qualitativen Deskriptoren gemäß Anhang I der Richtlinie 2008/56/EG und die indikativen Listen gemäß Anhang III der Richtlinie, sowie Spezifikationen und standardisierte Verfahren für die Überwachung und Bewertung, 2017 [18] HELCOM (2009): Eutrophication in the Baltic Sea. An integrated thematic assessment of the effects of nutrient enrichment in the Baltic Sea region, Helsinki Commission, Balt. Sea Environ. Proc. No. 115b [19] Zugriff [20] Zugriff [21] Trilaterate Wattenmeer Kooperation Zugriff [22] Zugriff

9 [23] HALE Zugriff [24] Melles, J. & Lehfeldt R (2014): Marine Daten-Infrastruktur Deutschland (MDI-DE). In: Die Küste, 82, Marine Daten-Infrastruktur Deutschland MDI-DE, S. 1 25, k pdf Zugriff [25] Kohlus, J. (2009): Ein Gazetteer für die deutsche Küste, in: Andreas Vött und Helmut Brückner (Hrsg.): Ergebnisse aktueller Küstenforschung Beiträge der 26. Jahrestagung des Arbeitskreises Geographie der Meere und Küsten, April 2008 in Marburg, Marburger geographische Schriften, H. 145, S.50 65, Marburg [26] Zugriff Weitere Empfehlungen aus Marine Daten Bruder, I.; et al.: Daten wie Sand am Meer Datenerhebung, -strukturierung, -management und Data Provenance für die Ostseeforschung. In: Datenbank-Spektrum, Online First Berlin Heidelberg: Springer, Rieth, Thürmel, S.: Autonomie und Kontrolle in Big Data basierten Systemen. In: Berechenbarkeit der Welt?. Wiesbaden: Springer VS, Autoren Dr.-Ing. Rainer Lehfeldt Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) Wedeler Landstraße 157, Hamburg rainer.lehfeldt@baw.de Johannes Melles Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) Bernhard-Nocht-Straße 78, Hamburg johannes.melles@bsh.de Jasmin Geißler Jörn Kohlus Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN) Schlossgarten 1, Tönning joern.kohlus@lkn.landsh.de jasmin.geissler@lkn.landsh.de Mario von Weber Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern (LUNG) Goldberger Straße 12, Güstrow mario.von.weber@lung.mv-regierung.de Michael Räder Nationalpark-Verwaltung Niedersächsisches Wattenmeer/ Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLPV / NLWKN) Virchowstraße 1, Wilhelmshaven michael.raeder@nlpv-wattenmeer.niedersachsen.de Immissionsorientierte Anforderungen an Misch- und Niederschlagswassereinleitungen Anwenderschulung zum BWK-Merkblatt 3 und zur Software Verena Schulungstermine 27./28. November 2017 Veranstalter: BWK Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau e. V. Veranstaltungsort: BEW Das Bildungszentrum für die Ver- und Entsorgungswirtschaft GmbH, Essen Fortbildungsveranstaltungen des BWK Seminarleitung: Prof. Dr. Dietrich Borchardt, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, UFZ, Magdeburg Dipl.-Ing. Markus Funke, SYDRO Consult GmbH, Darmstadt Erster Tag: Die Grundlagen zum BWK-Merkblatt 3 und zur Software BWK-Verena Teilnahmegebühr für eine zweitägige Schulung: BWK-Mitglieder 490, Nicht-Mitglieder 590, In der Teilnahmegebühr sind Mittagessen und Getränke im Seminarraum sowie die Lehrgangsunterlagen enthalten. Bei Unterschreiten der Mindestteilnehmerzahl (11) kann ein Seminar abgesagt werden; gegebenenfalls sind Änderungen im Ablaufprogramm sowie der Referenten möglich. Zweiter Tag: Praxisanwendung Gewässerbegehung Rechnerische Durchführung des Immissionsnachweises Anmeldung unter: fortbildungsreferent@bwk-bund.de 27