URBAN GEOLOGY Prof. Peter Huggenberger, Stefan Wiesmeier

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1 URBAN GEOLOGY Prof. Peter Huggenberger, Stefan Wiesmeier Kolloquium «Geologische Informationssysteme», swisstopo, Wabern 3. Februar 2012

2 Agenda «Urban Geology» Urban Geology «Management und Ressourcen in dicht besiedeltem Gebiet» Überblick «GeoData» UNI Basel (AUG) Ziele Zielgruppen Aktueller Stand des Systems Erfahrungen und Nutzung Ausblick auf Entwicklungen

3 Natürliche Ressourcen, unsichtbare Entwicklungen im Untergrund? ±

4 Management und Ressourcen Konzept über Management und Ressourcen in dicht besiedeltem Gebiet Ressourcenschutz Nutzungskonflikte Raumplanerische Aspekte -> Priorität von versch. Bauvorhaben Rolle des Service Public Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

5 Adaptives Ressourcenmanagement Wasserressource Randbedingungen (natürlich, anthropogen) Systemprofile Systemanalyse Kurzfristige Ziele Langfristige Ziele Dokumentation / Inventarisierung Randbedingungen (Istzustand) Formulierung Fragestellungen Definition Systemprofile Defizite Analyse Datenlücken Definition / Formulierung kurz- / langfristige Ziele Minimierung Veränderungen Fliessregime Technische Lösungen Baustellensicherheit Einhaltung Gewässerqualitätsstandards Sicherstellung Wasserversorgung Nachhaltige Nutzung Wasserressource Erhaltung natürlicher Fliessregime Wiederherstellung natürlicher Prozesse Ökosysteme Zusätzliche Grundwassernutzung Konzepte - Monitoring - Modellierung - Szenarienentwicklung Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

6 Photo: Peter Huggenberger Welche Information verbirgt sich in geologischen Archiven? Überblick «GeoData» UNI Basel SQL Datenbank (MS SQL Server 2008) Eigenständiges Frontend zur Eingabe, Abfrage und Export von Bohrungen, Berichten und Beilagen Unterlagen werden gescannt (PDF) und auf Fileserver abgelegt (+Verlinkung in Datenbank) Abschliessende Qualitäts- und Plausibilitätskontrolle 15 m 30 cm

7 Geologische Datenbank «GeoData» Überblick «GeoData», AUG, UNI Basel SQL Datenbank (MS SQL Server 2008) Eigenständiges Frontend zur Eingabe, Abfrage und Export von Bohrungen, Berichten und Beilagen Unterlagen werden gescannt (PDF) und auf Fileserver abgelegt (+Verlinkung in Datenbank) Abschliessende Qualitäts- und Plausibilitätskontrolle Automatische Reporterstellung

8 «GeoData» Eingabe- und Abfragemaske Bohrungen 11108* St. Beilagen 23169* St. Berichte 4740* St. * Stand: Januar 2012

9 Geologische Datenbank «GeoData» Überblick «GeoData» UNI Basel - Aufbau (Darstellung vereinfacht) Geologie Schicht Stratigraphie Lockergesteinsklass. Einbau Rohr Einbau Abstichart Berichte 4740* St. Beilagen 23169* St. Bohrungen 11108* St. Messung Grundwasserstand SPT / RQT / KF Gesteinsprobe Bohrvorgang Bohrdurchmesser Bohrverfahren Bohrverfahrensart * Stand: Januar 2012 Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

10 Geologische Datenbank «GeoData» Überblick «GeoData» UNI Basel projektbezogene Erweiterungen (Darstellung vereinfacht) Geologie Schicht Stratigraphie Lockergesteinsklass. Erweiterung des Datenbankmodells mit projektspezifischen Daten Einbau Rohr Einbau Abstichart bspw. GeORG Parameterdaten Berichte(chemisch und Beilagen physikalisch) 4740* St * St. Bohrungen 11108* St. GeORG Parameter Stammdaten Parameterdaten Messung Grundwasserstand SPT / RQT / KF Gesteinsprobe Bohrvorgang Bohrdurchmesser Bohrverfahren Bohrverfahrensart

11 Geologische Datenbank «GeoData» Überblick «GeoData» UNI Basel projektbezogene Erweiterungen (Darstellung vereinfacht) Geologie Schicht Stratigraphie Lockergesteinsklass. Einbau Rohr Einbau Abstichart Berichte 4740* St. Beilagen 23169* St. Bohrungen 11108* St. GeORG Parameter Stammdaten Parameterdaten Messung Grundwasserstand SPT / RQT / KF Gesteinsprobe Bohrvorgang Bohrdurchmesser Bohrverfahren Bohrverfahrensart

12 Ziele - Zielgruppen rasche Verfügbarkeit von Daten für: (a) Projekte Nachhaltige Nutzung von Ressourcen 3D-Raumplanung Wasser Trinkwasser Landwirtschaft Ökosysteme Energie Erdwärme Erwärmung - Risiken Gefährdungen, Risiken (b) externe Kantonale Fachstellen Bundesstellen Gemeinden Private Büros Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

13 Aktueller Stand «GeoData» Interoperabilität Überblick Daten Management «GeoData» & Software Geologie Schicht Stratigraphie Lockergesteinsklass. Einbau Rohr Einbau Abstichart Berichte 4740* St. Beilagen 23169* St. Bohrungen 11108* St. GeORG Parameter Stammdaten Parameterdaten Messung Grundwasserstand SPT / RQT / KF Gesteinsprobe Bohrvorgang Bohrdurchmesser Bohrverfahren Bohrverfahrensart Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

14 Aktueller Stand «GeoData» Interoperabilität Überblick Daten Management «GeoData» & Software Geologie Schicht Stratigraphie Lockergesteinsklass. Einbau Rohr Einbau Abstichart Berichte 4740* St. Beilagen 23169* St. Bohrungen 11108* St. GeORG Parameter Stammdaten Parameterdaten Messung Grundwasserstand SPT / RQT / KF Gesteinsprobe Bohrvorgang Bohrdurchmesser Bohrverfahren Bohrverfahrensart Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

15 Aktueller Stand «GeoData» Interoperabilität Überblick Daten Management «GeoData» & Software Speicherung Ergebnisse und fertige Produkte in Produktund Model Datenbank Model & Produkt Datenbank Volumen etc. Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

16 Aktueller Stand «GeoData» Interoperabilität Überblick Daten Management «GeoData» & Software Speicherung Messdaten / Feldmessungen & Zeitreihen in separater Datenbank Model Datenbank Spezielle T.b.a. Swisstopo 25.1 ;) Hydrologische Datenbank (Zeitreihen) Pegel Brunnen Wasserversorgung.. Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

17 Aktueller Stand «GeoData» Interoperabilität Überblick Daten Management «GeoData» & Software spezielle Modellier- und Simulationssoftware Model Datenbank Spezielle T.b.a. Swisstopo 25.1 ;) Hydrologische Datenbank (Zeitreihen) Pegel Brunnen Wasserversorgung.. Quelle: Huggenberger P, Epting J (2011) Urban Geology - Process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management Springer, Basel

18 Aktueller Stand «GeoData»: Bohrungen

19 Erfahrungen mit System In Betrieb seit 6 Jahren (GeoData) Server stabil, keine technischen Schwierigkeiten Backups lassen sich schnell und gut verwalten, da keine grosse Datenmenge [ohne PDF Scans!] Komfortables Werkzeug für Datenbereitstellung und Abfrage Export an Kantone in Austauschformat problemlos Suchverfeinerung, spezielle Anpassung an Fragestellungen Erweiterung durch neue / angepasste Exportformate in Planung Verlinkung zu Produktdatenbank (auf welchen Daten basiert Produkt)

20 Erfahrungen mit System In Betrieb seit 6 Jahren (GeoData) Server stabil, keine technischen Schwierigkeiten Backups lassen sich schnell und gut verwalten, da keine grosse Datenmenge [ohne PDF Scans!] Komfortables Werkzeug für Datenbereitstellung und Abfrage Export an Kantone in Austauschformat problemlos Ausblick Suchverfeinerung, spezielle Anpassung an Fragestellungen Erweiterung durch neue / angepasste Exportformate in Planung Verlinkung zu Produktdatenbank (auf welchen Daten basiert Produkt)

21 Ausblick auf Entwicklungen INTERN / RESEARCH WMS WFS. (Bohr-API) Export KANTONE (regelmässig) WMS, (WFS) & Profile (anonymisiert) Dyn. Modellentwicklung mit tagesaktuellen Hydro-Daten Webserver AUG Incl. Mapserver & GeoData Snapshot Interaktive Simulationen online Fels OK, Grundwasser, Erdwärme, 3D Modelverwaltung Im- und Export GeoData & Hydrologische Datenbank Fertige Produkte Veränderung Umweltdaten mit neuronalen Netzen (Simulationen) PRODUCTS Methodenentwicklung GIS geologische Daten Haltung und Darstellung Desktop Infoplattform Regionale Geologie Reporterstellung, Profilschnitterzeugung Weitere Produkte Mobile (Apps) Welche Bohrungen befinden sich in meiner Nähe? Wo wäre Bohrung für Informationsgewinn geeignet? Wie ist der Untergrund an meinem Standort? Welche Schichten? (Whats below me?)

22 Ausblick auf Entwicklungen INTERN / RESEARCH WMS WFS. (Bohr-API) Export KANTONE (regelmässig) WMS, (WFS) & Profile (anonymisiert) Dyn. Modellentwicklung mit tagesaktuellen Hydro-Daten Webserver AUG Incl. Mapserver & GeoData Snapshot Interaktive Simulationen online Fels OK, Grundwasser, Erdwärme, 3D Modelverwaltung Im- und Export GeoData & Hydrologische Datenbank Fertige Produkte Veränderung Umweltdaten mit neuronalen Netzen (Simulationen) PRODUCTS Methodenentwicklung GIS geologische Daten Haltung und Darstellung Desktop Infoplattform Regionale Geologie Reporterstellung, Profilschnitterzeugung Weitere Produkte Mobile (Apps) Welche Bohrungen befinden sich in meiner Nähe? Wo wäre Bohrung für Informationsgewinn geeignet? Wie ist der Untergrund an meinem Standort? Welche Schichten? (Whats below me?)

23 Ausblick auf Entwicklungen WMS WFS. (Bohr-API) Export KANTONE (regelmässig) WMS, (WFS) & Profile (anonymisiert) Dyn. Modellentwicklung mit tagesaktuellen Hydro-Daten Interaktive Simulationen (online) Webserver AUG INTERN / RESEARCH Interaktive Simulationen online - Tool / WebInterface Incl. Mapserver - Parametrisierung / versch. Szenarien & GeoData - Verschiedene Simulationsarten Snapshot & Filter für ausgewählte Region bzw. Projektgebiet 3D Modelverwaltung Im- und Export GeoData & Hydrologische Datenbank Fertige Produkte Methodenentwicklung GIS geologische Daten Haltung und Darstellung Methodenentwicklung GIS geologische Daten Desktop Weitere Produkte Mobile (Apps) Welche Bohrungen befinden sich in meiner Nähe? Wo wäre Bohrung für Informationsgewinn geeignet? Qualität / Ranking Infoplattformfinden Berücksichtigung Regionale Geologie in GIS Reporterstellung, Korrektur Daten im GIS auf Basis Profilschnitterzeugung geologischer Annahmen Wie ist der Untergrund an meinem Standort? Welche Schichten? (Whats below me?) Kartographische Darstellungsarten PRODUCTS

24 Ausblick auf Entwicklungen Dyn. Modellentwicklung mit tagesaktuellen Hydro-Daten INTERN / RESEARCH Informationsplattform Regionale Geologie Ortsspezifische Aufschlüsse (als POIs) WMS WFS. (Bohr-API) Export KANTONE (regelmässig) WMS, (WFS) & Profile (anonymisiert) Webserver AUG Oberkante-Fels, Grundwasser- Analysen, Erdwärme, Incl. Mapserver & GeoData Snapshot Fortführung / Verarbeitung neuer Daten Einsatz in verschiedenen Fragestellungen Fels OK, Grundwasser, Erdwärme, Geologischer Formenschatz 3D Modelverwaltung Im- und Export für regionale Darstellung GeoData & Hydrologische Datenbank Fertige Produkte Veränderung Umweltdaten mit neuronalen Netzen (Simulationen) Desktop Infoplattform Regionale Geologie Reporterstellung, Profilschnitterzeugung Weitere Produkte Mobile (Apps) Welche Bohrungen befinden sich in meiner Nähe? Wo wäre Bohrung für Informationsgewinn geeignet? Wie ist der Untergrund an meinem Standort? Welche Schichten? (Whats below me?) Veränderung Umweltdaten neuronale Netze (Simulation) Self-organizing maps Warnsysteme PRODUCTS

25 Schlussfolgerungen Erweiterung bzw. Links der Datenbank auf a. geophysikalische Daten b. Resultate von Modellierungen c. geologische 3D Modelle Pflege und Entwicklung der Datenbank regional Exportmöglichkeiten Datenbanknutzung möglichst vielfältig, Link zu Kantonalen Informations-Systemen / externen WebGIS Modelle für langfristige Finanzierung der Services

26 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit Photo: Peter Huggenberger