GeoIT in der Energiewirtschaft

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1 GeoIT in der Energiewirtschaft Wie integrierte Rauminformationen und Technologien die Geschäftsprozesse der Energiebranche unterstützen. erstellt durch: EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH erstellt für: Anwenderverband für integrierte Rauminformationen und Technologien e.v. (AIR)

2 Impressum Herausgeber Anwenderverband für integrierte Rauminformationen und Technologien e.v. (AIR) Westring Herne verband.de Verfasser Anschrift Brigitte Bonder, Dr. Bodo Bernsdorf EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH Oststraße Münster (Westf.) Version v 1.1 Titelbild Fotolia.de Stand November 2014 Inhalt Alle in dieser Studie enthaltenen Angaben wurden nach bestem Wissen erstellt und mit größtmöglicher Sorgfalt überprüft. Eine inhaltliche Gewährleistung kann jedoch nicht übernommen werden. Urheberrecht Dieses Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne schriftliche Zustimmung des Herausgebers unzulässig. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung in elektronischen Medien. Copyright AIR e.v. / EFTAS GmbH Disclaimer In dieser Studie werden Firmen und Markennamen genannt. Diese können zugleich eingetragene Warenzeichen oder Wort /Bildmarken sein. Das Fehlen eines Hinweises wie oder lässt nicht darauf schließen, dass die Bezeichnung einen freien Warennamen kennzeichnet. Ebenso wenig ist zu erkennen, ob ein Patent oder Gebrauchsmusterschutz vorliegt. Die Studie wurde im Rahmen des Projektes geonet2.0 erstellt. Das Projekt wird gefördert mit Mitteln der EU und des Landes Nordrhein Westfalen. Seite 2 von 90

3 Inhalt 1 Management Summary Einleitung Ausgangssituation Stand der Technik: Geo Entwicklungen in der Energiewirtschaft Definitionen Der 10 Jahres Rhythmus Der Geodaten Zyklus Bewertung und Aufgaben der Studie Geschäftsprozesse in der Energiewirtschaft Beispielhafte Betrachtung von Geschäftsprozessen der Energiewende Geoinformation im Geschäftsprozess Das Beispiel Standortbewertung Bewertung von Geschäftsmodellen in der Geo IT Trends und aktuelle Entwicklungen Internettechnologien Breitere Nutzergruppen für Geodaten und technologie Web GIS Geodaten für alle Geodaten Auskünfte für Externe Mobiles GIS: Dienst und App Geodaten für unterwegs Einsatz von Geodaten im Rahmen der Energiewende GIS und Landmanagement Netzausbau und Trassenplanung Monitoring von Einsparungsmaßnahmen Einbindung der Bürger 3D Modelle Intelligente Kommunikation im Netz Smart Grids Geodaten in der Betriebsführung Fazit Literatur Fachbücher, Zeitschriftenartikel und Vorträge Internetquellen Seite 3 von 90

4 Seite 4 von 90 Geoinformation in der Energiewirtschaft

5 1 Management Summary Die vorliegende Studie stellt die Nutzung von GeoIT 1 in Prozessen und Abläufen der Energiewirtschaft aus Sicht der GeoIT Branche dar. Sie wird als Diskussionsgrundlage für Gespräche mit der Energiebranche dienen und helfen, ein gemeinsames Verständnis über die Verwendbarkeit von Raumbezug in der Energiewirtschaft zu erreichen. In der Folge wird als Grundlage die Entwicklung der Geodatenverarbeitung in den letzten Jahren beschrieben. Von der Digitalisierung der realen Objekte als Grundlage für jede Datenverarbeitung bis hin zur Projektion dieser Informationen in die reale Welt über Augmented Reality Ansätze gehört heute Vieles bereits zum Standard. Es wird dargestellt, wie die GeoIT Branche heute der Mainstream IT mit zeitlichem Versatz folgt, bis neue Ansätze in konkrete Anwendungsfälle übertragen werden. Die Einsatzmöglichkeiten von Geodaten in der Energiewirtschaft sind sehr vielfältig, so dass ein Fokus auf aktuelle, technische Trends und die Themen der Energiewende gelegt wird. Die Nutzung von Geodaten und GIS Technologien wird derzeit in den Energieversorgungsunternehmen stark forciert nicht zuletzt aufgrund der Möglichkeiten der neuen technischen Entwicklungen. Über interne Auskunftssysteme, externe Plattformen oder mobile Apps werden Leitungsinformationen vermehrt auch an GIS Laien abgegeben. Webbasierte GIS Lösungen sind in der Lage, Geoinformationen einer größeren Anzahl an Nutzern preiswert verfügbar zu machen und lösen damit die Anwendungen von den vormals vorherrschenden Spezialisten Arbeitsplätzen. Über die gleichen Technologien werden die Daten auch allen externen Nutzern vom Träger öffentlicher Belange bis hin zum Bürger angeboten. Über Viewer Komponenten stehen sie online und immer aktuell zur Verfügung. Auch die sich daraus ergebenden mobilen Einsatzmöglichkeiten im Workforce Management werden beleuchtet. Insbesondere im Rahmen der Energiewende ergibt sich ein neues und breit gefächertes Anwendungsspektrum für Geodaten. Zu den planerischen Aufgaben wie Umweltverträglichkeitsprüfungen kommen nun viele standortbezogene Fragestellungen hinzu. So sind beispielsweise lokale Windverhältnisse von entscheidender Bedeutung für den wirtschaftlichen Betrieb einer Windkraftanlage und beeinflussen sogar Finanzierungsfragen. Auch für die Planung der benötigten Strom Autobahnen werden vielfältige Geodaten eingesetzt. Im Umfeld der Smart Grids ändern sich durch die dezentrale Energieproduktion aktuell die Vorzeichen und lokale Verteilnetze spielen eine immer größer werdende Rolle. Für die Netzstabilität ist die exakte Prognose, wo zukünftig wie viel Energie produziert wird und wo genau diese Energie verbraucht wird von entscheidender Bedeutung. Für die Erreichung der Klimaziele spielt auch die Gebäudesanierung eine wichtige Rolle, denn es müssen hierzu nicht mehr nur Einzelhäuser, sondern ganze Stadtteile oder sogar Städte effizient und korrekt beurteilt werden. 1 GeoIT umfasst die Gesamtheit von Hardware, Software, Techniken und/oder Methoden zur Erfassung, Analyse und Präsentation von Geodaten und Rauminformationen in Technologiesäulen wie Fernerkundung, Satellitennavigation oder Geodateninfrastrukturen. Seite 5 von 90

6 So zeigt die Studie die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Geodaten und Raumbezug im Allgemeinen auf. Am Beispiel der Standortbewertung wird die Sichtweise der GeoIT Branche verdeutlicht: Sind geeignete Geodaten nicht verfügbar, wird ein energiewirtschaftlicher Kernprozess behindert oder manche Teilprozesse sogar unmöglich. Seite 6 von 90

7 2 Einleitung 2.1 Ausgangssituation Geographische Informationssysteme und Geodaten spielen bereits seit vielen Jahren in der Energiewirtschaft eine große Rolle. In vielen Unternehmen der Branche wurde in den vergangenen Jahren mit hohem Aufwand das Planwerk mit den Informationen zu Leitungsnetz und Betriebsmitteln digitalisiert und auf Basis von geographischen Informationssystemen kurz GIS eine IT gestützte Leitungsdokumentation realisiert. Diese Daten wurden zu Beginn für die interne Beauskunftung verwendet und vorrangig als Basis für die Prozesse rund um Wartung und Instandhaltung verwendet. Während Geographische Informationssysteme zunächst nur GIS Experten vorbehalten war, geht der Trend heute dahin, die Daten mit den modernen Methoden von moderner Kommunikation in Verbindung mit GIS möglichst vielen Beteiligten zur Verfügung zu stellen. Aktuell erweitert sich die Nutzergruppe erneut und so werden die Geodaten der Energieversorger zunehmend auch für die externe Beauskunftung verwendet. Die Entwicklung der Internettechnologie ermöglicht beispielsweise Leitungsnetzauskünfte für Baufirmen oder Planungsbüros, die bei ihren Bau oder Planungsmaßnahmen im öffentlichen Raum die in der Erde verlegten Leitungen berücksichtigen müssen. Über entsprechende Portale definieren die Interessenten ihren Bauabschnitt in der Karte und erhalten automatisierte Informationen zu verlegten Kabeln oder Rohrleitungen. Derzeit liegt aufgrund der Entwicklung der Hardware Technologie und der entsprechenden Preisstruktur der Geräte auch die mobile Beauskunftung im Trend. Die oben genannte Leitungsnetzauskunft wird aktuell auch für die Abfrage direkt vor Ort verstärkt nachgefragt und realisiert. Die Anwendung lokalisiert den Anfragenden und stellt entsprechend der Anfrage die Geodaten der gewünschten Sparten des Energieversorgers bereit. Politik und Gesellschaft diskutieren darüber hinaus intensiv die Entwicklungen im Bereich der Energiewende: Seit dem Beschluss zum Atomausstieg in Deutschland stehen Bund, Länder und Kommunen aber auch die Energieversorgungsunternehmen vor neuen Herausforderungen beim Ausbau regenerativer Energien (vgl. DDGI, 2012, [1]). Im Rahmen der Energiewende ergeben sich somit für Geodaten ganz neue Anwendungsfelder bei Energieversorgungsunternehmen. Ab sofort sind Prozessunterstützung, Standortanalysen für dezentrale Energieerzeugungsanlagen und auch Zukunftsthemen wie Smart Grids Einsatzgebiete von Geoinformationen (vgl. Patzwaldt, V. 2012). Die Bedeutung von Wind, Biomasse, Geothermie und Sonne als klimaneutrale und umweltfreundliche Quellen der Energieerzeugung hat in den letzten Jahren stark zugenommen und dieser Trend wird sich fortsetzen. Die Standorte für weitere Anlagen müssen geplant werden, dabei sind Geodaten wesentliche Bestandteile der Planungsgrundlage. Auch der Wechsel von einer zentralen Energieerzeugung zu zahlreichen, dezentralen Einspeisern stellt neue Aufgaben an die Verteilung von Energie und den Einsatz von Geoinformationstechnologie: Etwa km Stromtrassen müssen neu gebaut und zusätzlich rund km vorhandener Trassen aufgerüstet werden (BMWI & BMU 2012, BMU 2012/1, [1]; vgl. ), hierzu sind vorab entsprechende Trassenführungen zu planen. Seite 7 von 90

8 Für die neuen Einspeiser ist zudem ein intelligentes Netz nötig, welches sich um den Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch kümmert. Denn zukünftig bestimmen externe Faktoren wie Sonne und Wind die Erzeugungsmenge und nicht wie zuvor der aktuelle Verbrauch der Nutzer. Erzeuger und Verbraucher von Energie müssen somit in Echtzeit kommunizieren. Benötigt wird hierfür ein entsprechendes Kommunikationsnetz, z.b. ein Breitband Powerline Netz (vgl. Patzwaldt, V. 2012). Auch für die Planung des Ausbaus dieses Kommunikationsnetzes sind Geodaten relevant. Wo gibt es bereits verwertbare Leerrohre? Im Rahmen welcher Baumaßnahmen können Leitungen mitverlegt werden? Der Einsatz von GeoIT hilft bei diesen Fragestellungen. Auf der Intergeo 2012 lag der Fokus im Bereich GIS und Energieversorgung auf smarten GIS Lösungen für Unterstützung der Herausforderungen der Energiewende. Hierbei stehen einfache, benutzerfreundliche Bedienungsoberflächen für den Endnutzer im Vordergrund. Die Rolle von GIS wird im Kontext der Energiewende neben der Planung und Durchführung des Netzausbaus vor allem auch im Management und in der Wartung gesehen (vgl. Kutzner, T. et.al, 2012) das bestätigt den oben dargestellten Trend. 2.2 Stand der Technik: Geo Entwicklungen in der Energiewirtschaft Die Entwicklungen um das Thema Raumbezug in der Energiewirtschaft lässt sich nicht unabhängig von der Entwicklung der Internet und Mobilfunktechnologien oder der technologischen Entwicklun gen der GeoIT Branche erklären. Die Energiewirtschaft ist dabei eine nutzende Branche, die sowohl Notwendigkeiten definiert, als auch neue Anforderungen an die Branche stellt. In dieser Studie soll der Einsatz von GeoIT im Rahmen der Energiewende im Fokus stehen Definitionen Energiewirtschaft Der Begriff der Energiewirtschaft umschreibt nach Wikipedia alle Einrichtungen und Handlungen von Institutionen oder Personen, die Privathaushalte und Betriebe aller Art mit Energieträgern versorgen (vgl. [2]). Träger der Energiewirtschaft sind vorrangig Energieversorgungsunternehmen, die mit ihren Hauptsparten Gas, Strom, Wasser, Fernwärme für die Bereitstellung von Energie zuständig sind. Das Gabler Wirtschaftslexikon definiert die Energiewirtschaft wie folgt: Auf der Angebotsseite umfasst die Energiewirtschaft diejenigen Sektoren der Wirtschaft, die mit der Förderung bzw. dem Im port von Energieträgern, deren Umwandlung, Lagerung und Transport befasst sind. Die Energienachfrage von Haushalten, Industrie und Gewerbe richtet sich auf die nutzbaren Endenergieträger wie etwa Strom, Kraftstoffe, Erdgas oder Heizöl, die zusammen mit den entsprechenden Anlagen geeignet sind, die gewünschten Energiedienstleistungen zu erbringen (vgl. [3]). Mit dem Beginn des Aufkommens von Elektrizität und Gas entwickelte sich eine zentralistische Versorgungstruktur mit natürlichen Monopolen. Die staatliche Regulierung des Marktes war somit erforderlich, um Machtmissbrauch zu verhindern. Mit der Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes von 1998 begann der Weg der schrittweisen Liberalisierung der Energiewirtschaft, mit dem Zweiten Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts trat 2005 eine weitere Novelle in Kraft Seite 8 von 90

9 beschloss die Bundesnetzagentur die Geschäftsprozesse zur Kundenbelieferung mit Elektrizität und legte alle Prozesse zwischen den Marktakteuren um die Lieferantenwechsel und die Belieferung von Stromkunden fest. Während noch um die Jahrhundertwende zum 21. Jahrhundert die Weltenergieversorgung größtenteils auf Verbrennung fossiler Energieträger und jeweils zu fünf Prozent auf der Nutzung regenerativer Energie sowie nuklearer Energie in Kernkraftwerken (vgl. [3]) lag, fokussiert die moderne Energiewirtschaft jedoch auf einen Energiemix und den verstärkten Einsatz von regenerativen Energien. Mit dem Begriff der Energiewende wird heute die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität mit erneuerbaren Energien bezeichnet (vgl. [4]) Raumbezug und Geoinformation Demgegenüber stehen die Begriffe der Geoinformationswirtschaft, die in dieser Studie eine Rolle spielen. Dies sind insbesondere Raumbezug, Geodaten, Geoinformation und Geographisches Informationssystem. Entsprechend der obigen Ausführungen befinden sich die Betriebsmittel der Ener im Zuge der gieversorgungsunternehmen im geografischen Raum, neue Netze und Anlagen müssen Energiewende ihren Platz finden. Auch mobile Mitarbeiter haben einen Raumbezug, wenn auch mit variabler Position. Der Raumbezug ist das verbindende Element aller Objekte, die sich auf der Erdoberfläche verorten lassen. Er beschreibt die räumliche Beziehung der Objekte zueinander, also Entfernung, Richtung, Höhe, etc. Nach den klassischen Definitionen (vgl. z.b. Bill, R. 2010, [5]) kann dieser Raumbezug in Informationssystemen jedoch unterschiedlich abgebildet werden. In der Geodäsie werden die Objekte der realen Welt gemeinhin über Bezugssysteme als Koordinatenpaare abgebildet. Auf diesem We erreicht, was als primäre Metrik bezeichnet wird. Zwar ge wird eine sehr hohe Lagegenauigkeit nimmt die exakte Vermessung in der Energiewirtschaft einen hohen Stellenwert ein, jedoch ist insbesondere im Rahmen der Energiewende diese Genauigkeit aber nicht notwendig und es wird z.b. über Kennziffern (sekundäre Metrik) agiert. Diese Ziffern können Postleitzahlgebiete oder andere Regionsbeschreibungen sein, die letztlich angeben, dass ein Objekt innerhalb einer definierten Grenze zu finden ist, nicht aber exakt wiedergibt, wo es sich in diesem Areal befindet. Um den Raumbezug eines Objektes nutzen und auswerten zu können und es in das korrekte räumli che Verhältnis zu anderen Objekten zu setzen, werden in den Informationssystemen Geodaten benötigt. Hier wird zwischen Geobasisdaten und Geofachdaten unterschieden. Geobasisdaten sind eine Teilmenge der Geodaten, welche die Landschaft (Topographie) und die Liegenschaften der Erdoberfläche interessenneutral beschreiben. Zu ihnen zählen im Wesentlichen die Daten der Vermessungsverwaltung, die als Grundlage für viele Anwendungen geeignet sind. (vgl. Bill, R. 2010, [6]). Es handelt sich etwa um die kartographischen Grundlagen, auf denen spezielle Themen abgebildet werden. Diese Themen werden als Geofachdaten bezeichnet: Geofachdaten sind die in den jeweiligen Fachdisziplinen erhobenen Daten. Durch den Zusatz "Geo" soll konkretisiert werden, dass auch diese Daten einen Raumbezug besitzen. (vgl. Bill, R. 2010, [7]). Seite 9 von 90

10 Hier wird es nun für die Energiewirtschaft interessant. In der Vergangenheit lagen die Informationen zu Leitungsnetzen und Betriebsmitteln grundsätzlich in detaillierten, analogen Plänen vor. Diese Karten sind bereits wesentliche Aspekte der Geoinformatik: Eine Karte ist ein maßstäblich verkleinertes, vereinfachtes (generalisiertes), inhaltlich ergänztes und erläutertes Grundrissbild der Erde (bzw. von Teilen der Erde) oder anderer Weltkörper und des Weltraumes in einer Ebene (topographische Karte). In der Regel wird darunter eine analoge Abbildung auf Papier o.ä. dauerhaften Trägern verstanden; (vgl. Bill, R. 2010, [8]). Eine Karte erfüllt alle Anforderungen an ein Informationssystem. Dieser Begriff ist sehr generisch definiert und verlangt die rechtzeitige Versorgung der Handlungsträger mit allen notwendigen und relevanten Informationen in wirtschaftlich sinnvoller Weise. [Ein] Informationssystem bildet [das] Medium für Entscheidungsfindung und durchsetzung. [ ] Im Informationssystem vollzieht sich der Informationsprozess. (vgl. [9]) Genau diese Aufgabe erledigt die Karte für Mitarbeiter des Energieversorgungsunternehmens. Monteure beispielsweise erkennen auf der Karte, wo die Leitungsabschnitte oder Betriebsmittel liegen, an denen sie Wartungsarbeiten durchführen sollen. Im Störfall ermittelt die Zentrale auf dem Plan anhand des Leitungsverlaufs, welche Gasschieber geschlossen werden müssen oder welche Haushalte betroffen sind. Die Karte liefert somit wesentliche Anhaltspunkte für die Lösung versorgungstechnischer Problemstellungen. Nun transferieren wir das in die Moderne. In Bill, R. & Fritsch, D. (1991) ist schon nachzulesen, dass man seit den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts Geodaten digital verarbeitet. Aus den Anfängen haben sich die Geographischen oder Geo Informationssystemen (GIS) entwickelt: Ein Geo Informationssystem ist ein rechnergestütztes System, das aus Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm können raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden. In verschiedenen Anwendungsgebieten entstehen spezielle Ausprägungen von GIS, wie z.b. KIS (Kommunales IS), LIS (Land IS), NIS (Netz IS), UIS (Umwelt IS), RIS (Raum IS) und FIS (Fach IS). (vgl. Bill, R. & Fritsch, D. 1991, [10]) In der Energieversorgungsbranche kamen bereits sehr früh geographische Informationssysteme zum Einsatz. Zunächst wurden die nötigen Fachdaten mit hohem Aufwand durch die Energieversorger oder beauftragte Unternehmen erfasst, hohe Kosten und viel Zeit flossen in den letzten Jahren und Jahrzehnten in die Digitalisierung der analogen Planwerke. Zu den erfassten Geodaten gehören beispielsweise die Verläufe von Gasleitungen, Stromnetzen oder Wasserrohren mit ihren Geokoordina weisen damit einen Raumbezug auf und lassen sich in geographischen In ten und den zugehörigen Fachinformationen, wie Alter, Dimension, Material der Leitung etc.. Die Objekte von Interesse (Points of Interest, POI) der Energiewelt sind die Standorte von Anlagen oder anderen Betriebsmitteln. Sachdaten zu Gasschiebern, Umspannstationen oder ähnlichem sind mit dem Objekt verbunden, formationssystemen auch auswerten. Diese Informationssysteme stellen die Geodaten systematisch für das Informationsbedürfnis des Energieversorgungsunternehmens zusammen und bieten sie entsprechend der Fragestellung an. Das bedeutet, dass ein solches digitales Medium in der Lage ist, alles auszublenden, was für die aktuelle Seite 10 von 90

11 Nutzung nicht relevant ist. Für Mitarbeiter der Sparte Gas werden keine Betriebsmittel aus den Sparten Strom und Wasser angezeigt und umgekehrt, für die Planung von Instandhaltungen können alle wartungsrelevanten Objekte dargestellt werden. Der Mitarbeiter wird so in die Lage versetzt, seine raumbezogenen Fragen einfach zu beantworten. Je nach Umgebung kann dies mittlerweile online oder offline in stationären (PCs) oder mobilen (Tabletts, Smartphones) Geräten geschehen. Geoinformationen in der Energiewende Die Bedeutung von Geoinformationen zur Realisierung der Energiewende ist als hoch einzuschätzen. Im Rahmen der Expertengruppe Energiewende des Deutschen Dachverband für Geoinformation e.v. (kurz DDGI) wurde insbesondere auf die Bereitstellung von der notwendigen Geoinformationen für die Netzausbauplanung die Planung neuer Standorte für regenerative Energien wie Windkraft, Bio gewählte, zukünftige Energieform (vgl. Rech, M. gas und Photovoltaikanlagen hingewiesen (vgl. Rech, M. 2012). Durch die Neuausrichtung der Energieerzeugung wechselt die zentrale Energieerzeugung durch wenige Großkraftwerke zur dezentralen Energieeinspeisung durch zahlreiche Anlagen, die regenerative Energien nutzen: Eine weitreichende Netzumstrukturierung ist unumgänglich. Dieser Umbau kann jedoch nur erfolgreich sein, wenn eine ausreichend verlässliche Planungsgrundlage vorhanden ist. Dazu benötigen die Netzbetreiber dringend verlässliche Geoinformationen über bestehende und zukünftige Anlagen zur Energieerzeugung und das Potenzial für die jeweils 2012). So ist die Standortplanung neuer Biogasanlagen abhängig von der Biomasse Verfügbarkeit im Umkreis, geeignete Biomassepotenzialdaten sind jedoch nicht flächendeckend ausreichend detailliert verfügbar. Die modernen Methoden der Fernerkundung können hier einen wesentlichen Beitrag leisten und einen ausreichend detaillierten Datensatz zu Biomassepotenzial bereitstellen. Aber auch bei der Planung der Sonnenenergienutzung kommen Geodaten zum Einsatz: Aus Luftbildern und Laserscandaten können für Photovoltaik geeignete Dachflächen automatisch ermittelt werden, für die Standortplanung von Windkraftanlagen kann die Fernerkundung durch die Erfassung der Landnutzung und Geländeform relevante Basisdaten liefern (vgl. Rech, M. 2012). Seite 11 von 90

12 Hinweis: Der 10 Jahres Rhythmus Die folgenden Überlegungen in Kapitel und Kapitel sind Resultate aus einem Gespräch zwischen Dr. Bodo Bernsdorf und Prof. Dr. Roland M. Wagner, Beuth Hochschule für Technik, Berlin (vgl. [11]) Die Entwicklungen der GeoIT Branche in den letzten 30 Jahren (vgl. Abbildung 1) unterliegen einem starken Wandel. Mitte der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts waren GIS sehr komplexe und nur von Experten zu bedienende Werkzeuge. Wochenlange Schulungen und jahrelange Erfahrung waren nötig, um einfache Ergebnisse zu erzielen. Mit der Entwicklung der IT, insbesondere der Workstationund PC Umgebungen, war GIS nur etwas für den Spezialisten, konnte graphisch aber schon sehr ansprechend sein. Breite Anwenderschichten gab es nicht. Abbildung 1: Der 10 Jahresrhythmus in der GeoIT Branche (Quelle: Bernsdorf, B. 2012/1 [12], Bilder: fotolia.de, CFGI GmbH) Das änderte sich Mitte der 1990er Jahre mit der Verbreitung von Client Server Systemen. Ab sofort war der Zugriff durch eine größere Nutzergruppe innerhalb abgeschlossener IT Umgebungen auf geographische Information möglich. Vernetzte Arbeitsplätze waren üblich und so wuchs die Gruppe derjenigen, die mit raumbezogenen Informationen in Kontakt kamen. Seite 12 von 90

13 Mitte 2005 brachten verschiedene Entwicklungen die Geodaten ins Internet. Zum einen waren mit der breiten Einführung von DSL 2 bereits Bandbreiten zu erzielen, die sinnvolle Geo Anwendungen unterstützten. Auch hatten die GDI Bestrebungen erste Erfolge. Geodaten konnten nun entspre konnten ab sofort Karten im Internet dargestellt werden. Mit Google trat ein finanz chend definierter Standards über das Internet ausgetauscht werden 3. Das war zwar schon früher möglich, aber die neu definierten Standards ließen interessante Anwendungen entstehen. Per WebMapping kräftiger Player auf den Markt, der mit den Anwendungen Google Maps und Google Earth breite Nutzerschichten ansprach. Das Google Programmierinterface ließ es zudem zu, eigene Kartenanwendungen beispielsweise in Leitungsauskunft Systeme für Externe zu integrieren. Heute 10 Jahre später hat sich das mobile Internet massiv entwickelt, nicht zuletzt aufgrund der Bandbreitenerweiterung für Mobilfunkanwendungen dank des Standards HSPA 4. Konsequent haben sich auch die Endgeräte in Richtung Tablet PC und Smartphones weiterentwickelt. Nahezu jedes Ge besitzt heute einen Empfänger für das Globale Positionierungssystem GPS und kann sich an je rät dem Ort positionieren. Folglich bieten alle Smartphones heute Kartenanwendungen und Navigationsmöglichkeiten. Aufgrund des Wachstums mobiler Technologien und der Verbreitung von mobilen Endgeräten ist zu erwarten, dass in weiteren 10 Jahren Geoinformationen an jedem Ort und zu jeder Zeit ubiquitär verfügbar sein werden. Ein Flaschenhals besteht dabei lediglich in der Verfügbarkeit flächendeckend geeigneter Geobasis und fachdaten. Aber Projekte wie OpenStreetMap (OSM, vgl. [15]) oder die Initiative OpenData (vgl. [16]) könnten zukünftig solche Daten bereitstellen Der Geodaten Zyklus Hier lohnt sich ein Blick auf die Entwicklung innerhalb desselben Zeitraums aus einer anderen Perspektive. Es geht um die Erfassung und die Nutzung von Geodaten sowie der sich daraus ergebenden Möglichkeiten für die Energiewirtschaft. Abbildung 2 zeigt die Entwicklung grafisch auf. Vor den 1950er Jahren gab es keine Möglichkeit der Digitalisierung von Geodaten und somit keine digitale Verarbeitung des Raumbezugs, die Prozesse liefen auf die bekannten analogen Karten hinaus. Kataster und topographische Karten waren die Grundlage für jede Planung. 2 DSL ist ein Übertragungsstandard für Daten im Internet. Definition z.b. unter [13]. 3 Das sind insbesondere die Standards des Open Geospatial Consortiums (OGC) wie z.b. der WebMapping Standard WMS, die durch ISO und DIN später aufgegriffen und verbreitet wurden. 4 HSPA oder High Speed Package Access ist ein schneller Mobilfunkübertragungsstandard, der auf UMTS aufsetzt und diesen verbessert. Definition z.b. unter [14]. Seite 13 von 90

14 Parallel zur Entwicklung der Computer wurde besonders in den 1980er und 1990er Jahren versucht, die Objekte der realen Welt möglichst korrekt im Rechner abzubilden. Diverse Methoden der Digitalisierung ermöglichten die Erfassung der Objekte. Verbreitet waren: Digitalisierung analoger Vorlagen von Papierkarten auf Digitalisiertabletts (Vektordaten) Digitalisierung analoger Karten über Trommel oder Flachbettscanner (Rasterdaten) Digitalisierung resp. konkreter: Vektorisierung gescannter Rastervorlagen wie z.b. Luftund Satellitenbilder auf dem Bildschirm (Onscreen Digitalisierung) Abbildung 2: Der Geodaten Zyklus von der realen Welt bis zur Augmented Reality (Bildquellen vgl. [17], [18], [19], [20] und [21]). Diese Möglichkeiten wurden in der Energiewirtschaft intensiv genutzt, um z.b. Leitungspläne digital vorzuhalten. Sehr viel Geld wurde seinerzeit in Scanner und entsprechende Großformat Drucker investiert. Seite 14 von 90

15 Die digitale Vermessung und der Einsatz von GPS Geräten entwickelten sich parallel, so dass ab Mitte der 1990er Jahre bereits im Gelände digitale Daten erfasst werden konnten. Mit der weiten Verbreitung der Geodaten im Internet ging die Nutzung der Daten durch breite Anformationssystems alle erdenklichen Informationen zur Energiewende auf Kartenbasis darstellen (vgl. wenderschichten einher. Beispiele sind Portale wie die Energieatlanten, die im Sinne eines Fachin [18], [19] und [20]) schloss sich technologisch ein Kreis, der vor allem im Umfeld der Smartphones Anwendung findet. Mobile Endgeräte sind durch GPS, Gyrometer, Kamera und digitalem Kompass in der Lage, ihre exakte Ausrichtung zu ermitteln. Das lässt sich hervorragend für die sog. Augmented Reality (AR) nutzen. AR bezeichnet eine computerunterstützte Wahrnehmung bzw. Darstellung, welche die reale Welt um virtuelle Aspekte erweitert. Merkmale: Mit der Integration von Kameras in immer mehr mobile Geräte können zusätzliche Informationen oder [digitale] Objekte direkt in ein aktuell erfasstes Abbild der realen Welt eingearbeitet werden. Dabei kann es sich um Informationen jedweder Art (bspw. Textinformationen oder Abbildungen) handeln. Die Anwendungszwecke reichen von der Information über die unmittelbare Umgebung, über die ins Sichtfeld eingeblendete Navigation bis hin zu Spielen und Werbung. (vgl. [22]) Der Anwender hält das Smartphone auf einen Straßenzug oder in die Landschaft, die Kamera nimmt das Bild auf und via Internet werden georeferenzierte Themen in der Datenbank abgefragt. Diese digitalen Informationen, z.b. Windkraftanlagen, projiziert die Anwendung in die reale Welt des Kamerabildes. Zum vergleichsweise breiten Einsatz kommt diese Technologie im Tourismus z.b. bei Restaurant Findern wie etwa die App Wohin? der Firma FutureTab GmbH (vgl. [23]). Wurde ein Restaurant (Hotel oder andere Einrichtung) gefunden, ist die Anwendung in der Lage, aufgrund der bekannten Positionen des Anwenders und des Restaurants den Nutzer exakt zum Ziel zu navigieren. Im Bereich der Energiewirtschaft kommt die Anwendung noch nicht zum breiten Einsatz, sieht man von den Möglichkeiten ab, z.b. Windkraftanlagen in Google Earth zu positionieren und auf einem realen Luftbild zu betrachten. Anwendung findet die Technologie bereits in Wartung und Reparatur energietechnischer Anlagen, um Serviceingenieure bei Störungen effizient mit allen wichtigen Daten zu versorgen (vgl. [24]). Auch die links unten in Abbildung 2 gezeigte Anwendung gehört in den Bereich AR. Jedoch dient sie eher dazu, Kunden für das Thema zu interessieren und ist Teil einer modernen Kommunikationsstrategie. Geodaten werden hier (noch) nicht verwendet. 2.3 Bewertung und Aufgaben der Studie Internet und Mobilfunktechnologien sowie die Technologien und Daten der GeoIT Branche sind bereits sehr weit entwickelt. Während die Energiewirtschaft vormals ein großer Lieferant an Anfor derungen an komplexe GIS Anwendungen war, halten neue Entwicklungen wie Apps jetzt umgekehrt Einzug in die Prozesse der Energieversorger. Die Studie ist Teil des Projektes geonet 2.0, das zum Ziel hat, die Nutzung von Geoinformation und Raumbezug in mehreren Zielbranchen zu eruieren. Es geht letztlich um die Geschäftsprozesse in den Seite 15 von 90

16 Branchen und die Frage, ob Raumbezug in den Geschäftsprozessen vorhanden ist oder was passiert, wenn Raumbezug nicht genutzt wird. Die Aufgabe der vorliegenden Studie besteht darin, für den Bereich der Energiewirtschaft mit Fokus auf die Energiewende eine Diskussionsgrundlage zu schaffen. Sie weist einen starken Bezug zu den Möglichkeiten der GeoIT Branche auf und stellt Technologien dar, die mit Blick auf eine Nutzung in der Energiewirtschaft bewertet werden. In der Folge werden Gespräche mit Experten geführt, die aus Sicht der Energiewirtschaft bewerten werden, was von den hier dargestellten Möglichkeiten nutzbar ist und was nicht. Es wird eruiert, welche Notwendigkeiten in den jeweiligen Prozessen bestehen. Der Blick soll dadurch von der angebotsgetriebenen Sichtweise der GeoIT Branche auf die Notwendigkeiten für die Nutzung von Raumbezug in der Energiewirtschaft gelenkt werden. Dazu wird eine Folgestudie vor allem die Sichtweise dieser Branche untersuchen. Vom Blickwinkel der Geschäftsprozesse in der Energiewirtschaft ausgehend, wird der Status quo beschrieben und dargestellt, welche Trends der GeoIT Branche für die Energiewirtschaft sinnvoll und nachweisbar sind und wo sie bereits eingesetzt werden. 3 Geschäftsprozesse in der Energiewirtschaft Die Prozesse der Energiewirtschaft sind derart vielfältig, dass zunächst eine Einschränkung auf den Bereich der Erneuerbaren Energien erfolgen soll. Die Entwicklungen im Rahmen der Energiewende werden von Politik und Gesellschaft stark diskutiert, denn die Wandlungen betreffen alle Bürger: Neue Stromtrassen müssen gebaut werden, Solaranlagen und Windkraftanlagen entstehen und verändern das Landschaftsbild. Vorgaben zur Energieeffizienz von Gebäuden treffen Häuslebauer und besitzer, Einsparungen bei Energieversorgern werden häufig auch an den Endkunden durchgereicht. 3.1 Beispielhafte Betrachtung von Geschäftsprozessen der Energiewende Auch die Prozesse der Energiewende sind vielfältig und so soll der Fokus auf den Kernprozessen lie die bereits von einer Expertenrunde rund um den Deutschen Dachverband für Geoinformation gen, zur Umsetzung der Ziele der Energiewende definiert wurden. Im Fokus stehen (Vgl. DDGI, 2012): Seite 16 von 90 Ausbau der regenerativen Energien Ausbau der Netze Effizienzsteigerung bei der Nutzung fossiler Energien Maßnahmen zur Energieeinsparung Alle Prozesse bedürfen einer umfassenden Unterstützung durch GeoIT. So leisten Geodaten beispielsweise durch Biomassepotenzialanalysen einen wichtigen Beitrag bei der Standortplanung von

17 Biogasanlagen oder Windkrafträdern hier müssen Belange von Landschafts und Naturschutz und Nutzungskonflikte zu anderen Bereichen wie Lebensmittelproduktion und Tourismus berücksichtigt werden. Abbildung 3: Der Standort von neuen Windkraftanlagen will gut geplant sein Brigitte Bonder Für den Bau der neuen und erweiterten Stromtrassen, die für die Lieferung des Stroms aus Erzeugerregionen zu den Verbrauchern nötig sind, spielen Geodaten als Entscheidungsgrundlage für die Planung des Trassenverlaufs eine wichtige Rolle. Im Rahmen der Effizienzsteigerung fossiler Energieträger kommen Geodaten ebenfalls von der Lagerstättenerschließung bis zum Monitoring von Altberg zum Einsatz und sind eine wichtige Entscheidungsgrundlage zur Umsetzung von Energie bauflächen einsparungsmaßnahmen. 3D Gebäudemodelle helfen bei der energetischen Bewertung von Gebäuden. So können teilweise auf Basis von Fernerkundungsdaten wie Luftbildern oder Satellitendaten Modelle zum Solarpotenzial von Gebäuden ermittelt werden. Seite 17 von 90

18 Abbildung 4: Unterstützung von Kernprozessen der Energiewende durch Geodaten DDGI e.v. 3.2 GeoIT im Geschäftsprozess Das Beispiel Standortbewertung Für einen Laien ist es aufgrund der extremen Vielfalt schwierig, einen roten Faden in die Geschäftsprozesse der gesamten Energiewirtschaft zu bringen. Ein erster Versuch besteht darin, sich einen einzigen Geschäftsprozess unter hunderten herauszusuchen, um sich dem Thema zu nähern. Exemplarisch wird dazu die Planung einer Windkraftanlage (WKA) gewählt, da diese rechtlich gut geregelt ist und in mehreren Aspekten Geoinformation berücksichtigen muss. Wesentliche Subprozesse bei der Planung solcher Anlagen sehen wie folgt aus (Quelle: [26]): Seite 18 von 90

19 Überprüfung der prinzipiellen Genehmigungsfähigkeit aus baurechtlicher Sicht. Lage eines Standorts in einem Windvorrang oder Windvorbehaltsgebiet (Regionaler Raumordnungsplan) Überprüfung der Eignung des Standortes aufgrund der lokalen Windverhältnisse als wichtigste Voraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb Überprüfung der Netzanschlussmöglichkeiten als weitere Voraussetzung für den generellen und wirtschaftlichen Betrieb Überprüfung des Standortes der Windenergieanlage bezüglich festgelegter Mindestabstände zu Wohnbebauung, Freileitungen, Straßen etc. Standortsicherung z.b. durch Kauf oder Nutzungs und Gestattungsverträge der Grundstücke wie dem eigentlichen Standort der Anlage, den Zuwegen, der Kabeltrasse etc. Wirtschaftlichkeitsberechnung durch prognostizierte Energiemenge, Baukosten, Einspeisevergütung etc. Einleitung des Genehmigungsverfahrens nach Prüfung all dieser Punkte. Bau der Anlage Betrieb der Anlage Viele dieser Punkte benötigen direkt oder indirekt Geodaten. Bereits die Prüfung aus baurechtlicher Sicht vergleicht den geplanten Standort mit den zuvor festgelegten Grenzen von Windvorrang oder vorbehaltsflächen. Die dazu verwendeten regionalen Raumordnungspläne beinhalten erhebliche Mengen von Geoinformationen. Gleiches gilt für die Ermittlung lokaler Windverhältnisse. Eine grobe Einschätzung lässt sich aus den Windpotentialkarten des Deutschen Wetterdienstes oder auch regionaler Windpotentialkarten ermitteln. Jedoch sind lokale Windverhältnisse meist komplex und so sollen in verschiedenen Höhen über der Erdoberfläche mindestens einjährige Messungen durchgeführt werden. Auch diese Informaund tionen werden in Karten oder gar 3D Modellen abgebildet, die die lokalen Windverhältnisse damit den optimalen Standort der WKA in der Lokation darstellen. Für die Einschätzung eines wirtschaftlichen Betriebs ist auch der Aufwand für den Bau von Anschluss und der leitungen einzukalkulieren. Da ein Anschluss von Einzelanlagen an das Mittelspannungsnetz jenige von Windparks an das Hochspannungsnetz erfolgt, ist vom lokalen Energieversorger der nächste und wirtschaftlich sinnvollste Einspeisepunkt zu benennen. Die Distanzen zu einem solchen Einspeisepunkt definieren die Baukosten und können so den wirtschaftlichen Betrieb in Frage stellen (vgl. dazu auch Kapitel ). Dazu werden diverse Geoinformationen benötigt, wie im Anwendungsbeispiel der Teilnetzanalyse als Basis zur EEG Anschlussbeurteilung beschrieben ist (Quelle: [25]). Natürlich basiert auch die Überprüfung des Standortes der Windenergieanlage bezüglich der festgelegten Mindestabstände zu Wohnbebauung, Freileitungen, Straßen, Funktrassen etc. auf Geodaten. Seite 19 von 90

20 Abstandsflächen werden klassisch über Pufferberechnungen in einem GIS ermittelt, wozu geeignete und vollständige Grundlagendaten benötigt werden. Im Rahmen der Standortermittlung kann man ebenfalls klassische GIS Funktionalitäten nutzen, in von Eigentümern, die ggf. kontaktiert dem man die Liegenschaftskarte und angeschlossenes Liegenschaftsbuch mit den ermittelten Flächen für den Standort verschneidet. Es resultiert eine Liste werden müssen. Etwas ausführlicher beschreibt Kohl, M. (2012) den Prozess und nutzt dazu eine Abbildung aus Gasch, R. & Twele, J. (2011) (vgl. Abbildung 5). Hier erkennt man eine deutlichere Trennung der rechtlichen und wirtschaftlichen Aspekte von den Standort und Technikfragen. Aus beiden Darstellungen ist erkennbar, dass die Geschäftsprozesse in der Energiebranche komplex sind. Die gesamte Wertschöpfungskette lässt sich an dieser Stelle kaum abbilden. Befasst man sich mit den Subprozessen, kommt eine Vielzahl von Ansatzpunkten zustande. Interessant ist die Frage, ob die oben beschriebene Durchdringung des Prozesses Planung und Bau einer WKA auch von Seiten der Energiewirtschaft als Geodaten lastig empfunden wird resp. wie man mit diesen Themen umgeht. Die Sichtweise der GeoIT Branche ist in Abbildung 6 und Abbildung 7 dargestellt. Abbildung 6 stellt eine Umsetzung der Prozesse aus Abbildung 5 dar und basiert auf Koch, M. (2012). Koch beschreibt die übergeordneten Fragestellungen bei der Planung und dem Bau einer WKA. In Abbildung 7 ist dargestellt, welche Subprozesse sich ohne die Nutzung von Geodaten und informationen nachteilig entwickeln und welche in jedem Fall unterbrochen werden. Dabei ist zu erkennen, dass natürlich alle Standortfragen betroffen wären. Darüber hinaus würden auch Prozessunterbrechungen bei rechtlichen Fragestellungen und Technischen Vorgängen auftreten, wenn Geoinformationen fehlen. So ist es klar, dass ohne Raumbezug ein Standort nicht ermittelt werden kann. Aber auch die Finanzierung als vertraglicher Subprozess ist nur unsicher zu erstellen, wenn z.b. die Windverhältnisse am geplanten Standort ungeklärt sind. Natürlich würde man eine Finanzierung auch ohne die Berücksichtigung geographischer Fragen hinbekommen, aber eben nur mit Nachteilen bei der Beurteilung des Finanzierungsrisikos. Auch technische Aspekte, wie z.b. die Frage nach dem Anschluss an das Hochoder Mittelspannungsnetz, lassen sich nicht ohne Geoinformation beantworten (z.b. wo ist der wirt schaftlich günstige Einspeisepunkt? ). Ziel der Untersuchungen im Projekt geonet 2.0 ist zu ermitteln, ob diese Sichtweise der GeoIT Branche von den Spezialisten der Energiewirtschaft geteilt wird. Dazu werden in der Folge Trends und Entwicklungen aufgezeigt, die aus Sicht der GeoIT Branche die Notwendigkeit für die Nutzung von Geodaten belegen sollen. Seite 20 von 90

21 Abbildung 5: Prozesse bei Planung und Bau einer Windkraftanlage (Quelle: Kohl, M. S. 16). Seite 21 von 90

22 Abbildung 6: Planung und Bau einer WKA mit Subprozessen (eigener Entwurf, nach Abbildung 5) Abbildung 7: Prozessnachteile und Prozessunterbrechung durch fehlende Geoinformationen (eigener Entwurf). Seite 22 von 90

23 3.3 Bewertung von Geschäftsmodellen in der GeoIT Um die Energiewende hin zu den erneuerbaren Energien erfolgreich abschließen zu können, sind alle wissenschaftlichen Disziplinen gefragt. Gerade die Geoinformation wird laut Prof. Dr. Martina Klärle vom Frankfurter Forschungsinstitut für Architektur, Bauingenieurwesen und Geomatik in besonderem Maße gefragt. Denn kaum eine Disziplin ist in der Lage, mit zeitgemäßer dreidimensionaler Informationstechnologie die für die Energiewende relevanten Raumdaten so schnell, präzise und nachvollziehbar zu analysieren, dass der Gesellschaft jederzeit Antworten in den Entscheidungsprozessen der Energiewende zur Verfügung stehen. Geoinformation ist in der Lage, Ergebnisse abzuwägen und durch Visualisierungstools so aufzubereiten, dass sie auch interessierten Laien vorgestellt werden können (vgl. Klärle, M. 2012). Die Fachliteratur bewertet Geschäftsmodelle, in den Geodaten und GeoIT lukrativ positioniert werden können, als sehr wertig. Prof. Dr. Martina Klärle sieht die Geoinformatik als unverzichtbar im Rahmen der Energiewende: Geoinformationen erfassen, dokumentieren und klassifizieren raumbezogene Daten der Erde. Sie analysieren, bewerten und planen die nachhaltige Nutzung. Geodaten und GIS Technologien liefern passende Methoden und Werkzeuge, um in Deutschland auf die flächen und raumbezogenen Fragen der erneuerbaren Energien qualifizierte Antworten geben zu können (vgl. Klärle, M. 2012). Im folgenden Kapitel werden die möglichen Einsatzszenarien von Geodaten im Rahmen der Energie wende dargestellt. Es wird aufgezeigt, wie Geodaten und GIS Technologien beispielsweise den Aus bau von Netzen, die Bewertung von Standorten für Windräder oder die Reduktion von Energie unterstützen können. 4 Trends und aktuelle Entwicklungen Die Entwicklung von Technologien im Web und im mobilen Bereich beeinflusst die Nutzung von Geodaten in der Energiewirtschaft sehr stark. Zudem schaffen die Vorgaben im Rahmen der Energiewende neue Anforderungen an Energieversorger und Kommunen, so dass sich jetzt weitere völlig neue Anwendungsfelder für den Einsatz von Geodaten und GIS Technologien ergeben. 4.1 Internettechnologien Breitere Nutzergruppen für Geodaten und technologie Mit der Entwicklung des Internets hat sowohl die GeoIT Branche als auch die Energiewirtschaft eine neue Entwicklungsrichtung eingeschlagen. Neue Technologien ermöglichen die einfachere Bereitstellung von Geodaten und informationen für eine breitere Nutzergruppe sowohl innerhalb des Energieversorgungsunternehmens als auch darüber hinaus. Mobile Technologien wie Apps oder spezielle Webseiten für Smartphones oder Tablets werden tagtäglich bereits im privaten Bereich genutzt. Die Nachfrage nach der komfortablen Prozessunterstützung durch Services und Daten zu jeder Zeit an jedem Ort wächst auch in der Energiewirtschaft. Seite 23 von 90

24 4.1.1 Web GIS Geodaten für alle Der Zugriff auf Informationen ist für viele Unternehmen eine wichtige Voraussetzung für den reibungslosen Ablauf von Arbeitsprozessen. Während Geodaten noch vor einigen Jahren nur durch GIS Experten bearbeitet werden konnten, stellen immer mehr Energieversorgungsunternehmen die nötigen Daten einer größeren Anwendergruppe bereit. Denn für einen Netzbetreiber sind geografische Daten von großer Bedeutung und es ist wichtig, dass diese Informationen möglichst vielen Mitarbeitern auf einfache Weise zur Verfügung gestellt werden. Im Fokus steht, dass die Anwender keine GIS Profis sein müssen, um auf die gewünschten Daten und Pläne zugreifen zu können. Somit sind intuitiv bedienbare Lösungen anstelle der vollständigen GIS Funktionalität notwendig. Häufig reichen einfache Auskunftssysteme bereits aus, um die Prozesse zu unterstützen. Nicht ganz von der Hand zu weisen ist auch der finanzielle Aspekt: Ein vollständiger GIS Rollout für alle Mitarbeiter wäre in den meisten Unternehmen nicht realisierbar, da Kosten für Lizenzen und Schulungen die Projekte schnell unwirtschaftlich werden lassen. Um zu gewährleisten, dass den Mitarbeitern jeweils die aktuellsten Daten als Basis für ihre Arbeit zur Verfügung stehen, kommen immer häufiger webbasierte Lösungen zum Einsatz. Seit der Erfindung der Web Map Services als Basis für ein Web GIS ist dies auch keine nennenswerte Herausforderung mehr. Timo Thalmann unterscheidet klassischerweise zwischen Produktions und Auskunftslösungen (Thalmann, T. 2012/7). Letztere konzentriert sich zumeist auf das Kartenbild im Browser und liefert dazu lediglich notwendige Bedienfunktionen wie Zoomen, Kartenausschnitte verschieben etc.. Varianten wie Google Maps sind unter diesen Bedingungen bereits als einfachste Form des GIS zu be Sie lassen sich zudem um diverse Funktionen zur kartenbasierten Recherche anreichern, zeichnen. bei den meisten Produkten ist dies konfigurierbar. Für den Auskunftssuchenden stehen oftmals Funkdie Suche nach Adressen, Orten und Koordina tionen wie Zoom per Aufziehen von Rechtecken und ten per Texteingabe bereit. Häufig können auch der Karte Koordinaten entnommen werden bei spielsweise zur Übergabe an ein Fahrzeugnavigationssystem. Weiterhin können auch Entfernungen gemessen oder Flächengrößen berechnet werden. Gerade für Energieversorgungsunternehmen spielt jedoch auch der Zugriff auf Sachdaten eine wichtige Rolle. Es gibt viele Situationen, in denen eine einfache Web GIS Auskunft zum Einsatz kommen kann: Für Kundenanfragen, Bauverhandlungen oder die Bekanntgabe von Kabellagen ist oftmals ein schneller Überblick über die Netzsituation nötig. Durch verschiedene vordefinierte Abfragen kann rasch auf die betroffene Netzsituation navigiert werden. Über weitere Funktionen wie Netzwerkanalysen und Abfragen können zusätzliche, situationsspezifische Informationen abgerufen werden. Komplexe Auskunftslösungen bieten darüber hinaus auch die Möglichkeit, auf Basis von Datenabfragen und weiteren Webservices eigene Karten zu konfigurieren. High End Lösungen gleichen webbasierten Produktionslösungen: Sie erlauben im Gegensatz zu reinen Auskunftssystemen auch die Datenerfassung von Geo und Sachdaten (Thalmann, T. 2012/7). Der Übergang zwischen Auskunfts und Produktionslösung kann dabei fließend sein. Hier stellt sich dem Betreiber die Frage, ob bislang als Seite 24 von 90

25 Desktop Variante betriebene Fachanwendungen oder Fachschalen auch in der Web Variante zur Verfügung stehen müssen und welche Erweiterungen es gegebenenfalls im Browser bedarf. Die klassischen GIS Anbieter haben in den letzten Jahren ihre Produktpalette zunächst um reine Auskunftssysteme erweitert. Bei diesen Varianten handelte es sich um geographische Informationssysteme mit stark verkleinertem Funktionsumfang und intuitiv bedienbarer Oberfläche. Um jedoch eine breiteren Anwendergruppe die Auskunft zu ermöglichen, werden Web GIS verstärkt nachgefragt. Auch hier entwickeln die GIS Lieferanten eigene Lösungen, Partnerunternehmen ergänzen das Portfolio der bekannten GIS Anbieter Beispiele für Umsetzungen Energie AG Oberösterreich nutzt SWeb Der Smallworld Partner Grintec bietet als Web GIS sein Produkt SWeb, ein moderner Web GIS Client für Anwender des Smallworld GIS. Einfache Bedienbarkeit, großer Funktionsumfang und performantes Verhalten als ein vollständiges GIS zeichnen das Produkt aus. Mittlerweile hat sich die Anwendung zu einem umfangreichen Web GIS entwickelt, mit dem auch Planungen und Analysen möglich sind. Die Energie AG Oberösterreich nutzt das Produkt unternehmensweit, um möglichst allen Mitarbeitern die eigenen geografischen Daten zur Verfügung zu stellen. Ob für Auskünfte bei Kundenanfragen, Bauverhandlungen oder bei der Erstellung von Statistiken: die Energie AG setzt mit dem Tool ihre Geodaten in Wert. Zukünftig sollen auch weitere Datenquellen direkt eingebunden werden, anstatt sie aufwändig ins GIS zu importieren. Ein Beispiel sind die Flächenwidmungspläne der Landesregierung, die auch zukünftig im SWeb angezeigt werden sollen und das Produkt zum Geoportal des Unternehmens ausweiten. Die Lösung SWeb ist jedoch auf die Nutzung durch Smallworld Kunden eingeschränkt. SWeb greift direkt auf die Smallworld Datenbank zu, weist jedoch eine deutlich einfachere Bedienstruktur auf als das vollständige GIS. Im Vordergrund für die Produktentwicklung stand das gängige Google Look andfeel, an dem sich die Softwarehersteller mittlerweile messen müssen. Im SWeb können wie im Desktop GIS die einzelnen Layer ein und ausgeschaltet werden: Als Hintergrundkarten werden beispielsweise Google oder Bing Karten verwendet, darüber legen sich die GIS Daten der Energieversorger, beispielsweise ein digitaler Kabelplan, die Betriebsmittel aus dem Bereich Gas, Wasser, Strom oder andere Informationen. Wie ein vollständiges GIS zeigt SWeb auch die Sachdaten des selektierten Objekts der Karte an. Auch Mehrfachselektionen sind möglich. Wird beispielsweise ein Leitungsabschnitt ausgewählt, zeigt SWeb die einzelnen Abschnitte in der Übersicht mit Detailinformationen an. Auskunftssysteme mit intuitiver Bedienoberfläche erfreuen sich immer mehr Beliebtheit bei den Mitarbeitern von Energieversorgungsunternehmen. Ständig werden neue Anforderungen auf den Seite 25 von 90

26 Anwendertagungen definiert, so dass die ursprünglich reinen Viewing Systeme verstärkt ausgebaut werden. Abbildung 8: Layerkonzept von SWeb Grintec Abbildung 9: Anzeige von Sachdaten in SWeb Grintec Seite 26 von 90

27 SWeb bietet mittlerweile auch schreibenden Zugriff und das Editieren von Sach und Geometriedaten. Mit Redlining Funktionen kann der Anwender Daten, die nicht in der Smallworld Datenbank verwaltet werden sollen, erfassen und speichern. Die bei Energieversorgern üblichen unterschiedlichen Kontexte von Schema, Trassen bis Kabelpläne können in mehreren Kartenfenstern angezeigt und genutzt werden. Ein Netzwerkanalyse Tool ermöglicht sogar eine effiziente Auswertung von Leitungsdaten. Über die Fähigkeit des Systems, globale Kartendienste in Form der standardisierten WMS Dienste zu integrieren, lassen sich auch Zusatzlayer von OpenStreetMap bis Google einbinden. Abbildung 10: Das Web GIS Osiris von GIS Consult zeigt im Browser Geodaten an GIS Consult Seite 27 von 90