FoGIS-Redesign Ausbau des Forstlichen Geoinformationssystems FoGIS zu einem Unternehmens-GIS

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1 FoGIS-Redesign Ausbau des Forstlichen Geoinformationssystems FoGIS zu einem Unternehmens-GIS Matthias BLUHM, Marcus BRIESEN und Jan DUVENHORST Zusammenfassung Mit dem Projekt FoGIS Redesign hat sich die Landesforstverwaltung Baden-Württemberg das ehrgeizige Ziel gesetzt alle relevanten Geschäftsprozesse durch Einbindung von Geodaten effizienter zu gestalten. Ziele des Projektes sind die Verfügbarmachung der vorhandenen Geodaten an allen Arbeitsplätzen und die Unterstützung wesentlicher Arbeitsabläufe durch GIS-Technologien. Von Anfang an wird darauf geachtet, internationale Standards (WMS, WFS, GML, ) einzusetzen und in die Gesamtarchitektur zu integrieren. Nicht zuletzt dadurch soll das System den zukünftigen Herausforderungen gewachsen sein. 1 Einführung Die Landesforstverwaltung Baden-Württemberg (LFV) betreibt seit 1995 das Forstliche Geoinformationssystem FoGIS. Ziel des GIS-Einsatzes war zunächst die Umstellung der analogen Kartenfertigung auf ein digitales Verfahren. Diese erfolgte im Jahr Nach nunmehr über sieben Jahren Betrieb ist die Phase der Ersterfassung von Fachgeodaten weitgehend abgeschlossen. Im Rahmen des Projekts FoGIS-Redesign ist nun im Teilprojekt InFoGIS vorgesehen, die bislang lediglich für Kartenausdrucke verwendeten Geodaten, den Forstbehörden aller Verwaltungsebenen auch digital und damit flexibler einsetzbar zur Verfügung zu stellen. Grundsätzlich werden die IT-Fachverfahren der LFV den Anwendern von einer zentralen Forst-Serverfarm über CITRIX-Metaframe zur Verfügung gestellt. Diese ist über Internet und Intranet erreichbar. Zentrale Komponente der Forstfachverfahren der LFV ist neben dem Forstlichen Führungsinformationssystem FOFIS das ERP-System FOKUS 2000 (Forstliches Operations-, Kommunikations- und Unternehmensführungssystem). Mit FoGIS-Redesign sollen nun GIS-Funktionalitäten in die bestehende IT-Infrastruktur und insbesondere in FOKUS 2000 integriert werden. Die Fachanforderungen verlangen sowohl den Wechsel aus FOKUS 2000 heraus in eine spezifizierte GIS-Darstellung (Georeport), als auch den Wechsel von einer thematischen Darstellung im GIS in eine spezielle FOKUS-2000-Maske (Geoselektion). Der Anwender soll das GIS als inhaltliche Erweiterung seiner vertrauten Anwendung wahrnehmen und als Werkzeug nutzen, es nicht als neues Fachprogramm verstehen. Dies zu realisieren, ist eine besondere Herausforderung im Projekt.

2 Ausbau des Forstlichen Geoinformationssystems FoGIS zu einem Unternehmens-GIS 61 2 Ziele des Projekts FoGIS-Redesign Ein erstes Ziel des Projektes FoGIS-Redesign ist es, den Anwendern in den Forstbehörden Geodaten digital verfügbar zu machen. Dies wird mit dem Teilprojekt InFoGIS in mehreren Iterationsschritten erfolgen. Erst in einer späteren Phase soll dann auch die derzeitige Produktionsumgebung FoGIS 3.1 abgelöst werden. Grundsätzliche Ziele des Projektes sind: Mittelfristiger Ausbau von FoGIS zu einem Unternehmens-GIS. Das Angebot und die Nutzungsmöglichkeiten von digitalen Geometriedaten und Karten sollen verbessert werden. GIS soll als Werkzeug innerhalb von FOKUS 2000 zur Verfügung stehen und so Eingang in Geschäftsprozesse finden. Z. B.: Aus dem FOKUS-2000-Modul Forsteinrichtung heraus kann von den Planungsdaten für einen Waldort direkt in die entsprechende Wirtschaftskarte gewechselt werden, wo dieser dann herausgehoben dargestellt wird (Georeport). Auch der andere Weg, Auswahl einer Fläche in der Karte und Wechsel zu den entsprechenden Daten in FOKUS 2000, wird möglich sein (Geoselektion). Erzielung von Rationalisierungseffekten. Die Nutzung von GIS als Werkzeug und Informationsmedium bei Planungs-, Dokumentations- und Entscheidungsvorgängen soll zur Effizienzsteigerung bei der Aufgabenerledigung innerhalb der LFV führen. Z. B.: Bei der Stellungnahme zu einem Bauvorhaben stehen Orthofotos und Katasterdaten am Bildschirm zur Verfügung und können mit weiteren Informationen (z. B. Waldbiotopkarte) überlagert werden. Eine Entscheidung kann effizienter und auf einer besseren Grundlage getroffen werden, als durch die Nutzung der bisher verfügbaren analogen Karten. Durch die Verfügbarkeit von Geoinformationen soll die Zusammenarbeit mit Kunden und Partnern verbessert werden. Z. B.: Mit InFoGIS werden die Lagerorte des Holzes georeferenziert und in einer Karte dargestellt. Dem Kunden kann dadurch zusammen mit der Abfuhrfreigabe auch eine Anfuhrskizze ausgehändigt werden. Mit dem Projekt FoGIS-Redesign soll in eine zukunftsfähige Technologie investiert werden. Besonderer Wert wird auf Flexibilität und Skalierbarkeit bezüglich organisatorischer Änderungen sowie neuer, bzw. sich ändernder fachlicher Anforderungen gelegt. Internationale Standards und aktuelle technologische Entwicklungen sollen soweit möglich berücksichtigt werden. 3 Technische Realisierung 3.1 Übersicht und Architektur Für FoGIS wird eine auf OGC-Standards basierende verteilte Dienste-Architektur realisiert, die eine hohe organisatorische und technische Flexibilität sicherstellt. In Abbildung 1 wird die Systemarchitektur grob dargestellt. Die Auswahl der Produkte resultiert aus technischen und organisatorischen Rahmenbedingungen, wie bspw. dem Landessystem-

3 62 M. Bluhm, M. Briesen und J. Duvenhorst konzept oder den bisher im Einsatz befindlichen Systemen. Schnittstellen werden, soweit möglich, auf Basis von OGC-Standards realisiert, um für die interne und externe Kommunikation die größtmögliche Offenheit zu gewährleisten und den Aspekten Zukunftssicherheit und Flexibilität Rechnung zu tragen. Die Auskunftskomponente, die auch über einfache Erfassungsfunktionalitäten verfügt, wird auf Basis des Produkts disy GISterm entwickelt. disy GISterm ist ein vollständig in Java implementiertes Geographisches Informationssystem. Bei der Entwicklung wurde vor allem auf den flexiblen Einsatz und die Benutzerfreundlichkeit geachtet. Hauptzielgruppe ist der typische Gelegenheits-GIS-Nutzer. Die problemlose Erweiterbarkeit über vorhandene Java-Schnittstellen, die Unterstützung der gängigsten Datenformate sowie der konsequente Einsatz von OpenGIS- und weiteren offenen Standards sorgen für eine nahtlose Integration in vorhandene Geodaten- Infrastrukturen. Einige Geschäftsprozesse stellen komplexe funktionale Anforderungen an die Erfassung, Analyse und Ausgabe von Geodaten. Für diese wird ArcGIS auf Terminalservern eingesetzt werden. ArcGIS wird jedoch nicht auf der Fläche, sondern nur einer kleinen Zahl von Spezialisten an den Regierungspräsidien zur Verfügung stehen, wo auch bislang die Geodatenerfassung und Kartenproduktion erfolgt. Die Datenproduktion erfolgt in der Übergangszeit weiterhin mit dem bestehenden System FoGIS 3.1 (Arc/Info-AML- Anwendung mit ArcStorm-Datenbank). Die Daten werden mit FME-Routinen in das neue System migriert. Terminalserver (n= 44) Forstzentrale FOKUS 2000 WM, Datei InFoGIS (GISterm) BK-Programme JDBC WFS-T ArcIMS, ArcMap-Server ArcIMS-WMS WMS FOKUS SDS FA (SQL-Base) FOKUS SDS ZS-LFV (Oracle) FoGIS GDS (Oracle, ArcSDE) MLR-GDS (Oracle) Div.-GDS Legende: SDS = Sachdatenserver GDS = Geodatenserver Abb. 1: Vereinfachte schematische Darstellung der Systemarchitektur InFoGIS Mit der gewählten Architektur wird ein Optimum aus Verteilung und Zentralisierung der Daten erreicht, da die Datenhaltung nicht nur zentral, sondern auch verteilt erfolgen kann. Die forstlichen Fachgeodaten werden in einem zentralen Datenbestand vorgehalten und logisch in Produktions- und Auskunfts-Geodatenbank getrennt. Geobasis- und nicht forst-

4 Ausbau des Forstlichen Geoinformationssystems FoGIS zu einem Unternehmens-GIS 63 liche Fachdaten sowie Auswertungen werden von anderen, z. T. externen Anbietern über OGC-konforme Dienste bereitgestellt und in das System integriert. Die Auslagerung wesentlicher Daten und Services hinter standardisierte Schnittstellen bietet zukünftig auch die Möglichkeit unterschiedlichen Kliententypen (mittelfristig sind ArcGIS-, disy GISterm- und HTML-Klienten geplant) mit überschaubarem Aufwand die gleiche Funktionalität im Sinne einer konsolidierten Infrastruktur bereitzustellen. 3.2 Datenerfassung Eines der wesentlichen Projektziele ist die Bereitstellung von Geobasisdaten und Forstfachdaten in der Fläche an allen relevanten Arbeitsplätzen. Dieses Bedürfnis findet sich heutzutage als selbstverständliche Forderung in allen neu zu entwickelnden Geo- Informationssystemen. Eine besondere Herausforderung in diesem Projekt ist die Integration von Erfassungsfunktionalitäten in eine GIS-Applikation, die einem breiten Anwenderkreis zur Verfügung gestellt wird. Erfassungsfunktionalitäten finden sich üblicherweise so nur in großen und kostenintensiven GIS-Klienten, die noch dazu meist schwierig zu erlernen sind. Bei InFoGIS soll auch die Erfassung in der Fläche stattfinden, um die GIS-Spezialisten im Fachbereich zu entlasten. Den Architekturvorgaben der Konzeptphasen konsequent folgend, wurde der Einsatz eines WFS-Servers evaluiert. Nach einer Recherche der vorhandenen Server fiel die Wahl auf den GeoServer ( da nur dieser die für eine sinnvolle Erfassung notwendige Locking-Funktionalität im ausreichenden Maße unterstützt. Locking bedeutet, dass der Klient ein Geo-Objekt (z. B. eine Förderfläche) zur Änderung anfordert. Dieses wird vom Server dann gesperrt und kann von keinem Anwender ebenfalls zum Schreiben angefordert werden. Ist die Änderung des Objektes abgeschlossen, wird das geänderte Objekt an den GeoServer geschickt, der dafür sorgt, dass die Daten in den entsprechenden Quellen geändert werden. Das Objekt wird außerdem für eine weitere Änderung freigegeben. Ähnlich funktioniert das Löschen oder Hinzufügen von Objekten. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass der Klient sich nicht um proprietäre Datenformate kümmern muss. Er kommuniziert mit dem Server in GML (Geography Markup Language) und der Server sorgt dafür, dass die Daten in das entsprechende Format gewandelt werden. Der GeoServer erlaubt derzeit das Lesen/Schreiben von/nach: Shape, ESRI ArcSDE, Oracle Spatial, PostGIS und MySQL. Zu den von disy GISterm bereitgestellten Standardfunktionen bei der Erfassung, z. B. neues Objekt anlegen, Objekte editieren oder Snapping, wird die Erfassung vor allem auf die Bedürfnisse von nicht GIS-geschulten Fachanwendern ausgerichtet, die durch entsprechende Programmfunktionen sicher durch die Erfassung geführt werden müssen. Schließlich muss auch sichergestellt werden, dass die dem Geo-Objekt zugehörigen Sachdaten über die bestehende ERP-Anwendung FOKUS 2000 erfasst werden.

5 64 M. Bluhm, M. Briesen und J. Duvenhorst 3.3 Anbindung von FOKUS 2000 Aus technischer Sicht stellt die Anbindung der bestehenden ERP-Lösung FOKUS 2000 eine weitere Herausforderung dar. FOKUS 2000 ist mit dem 4GL Century Teamdeveloper von Gupta entwickelt worden, wogegen disy GISterm vollständig in Java entwickelt wird. Die Kommunikation zwischen beiden Applikationen stellt ein technisches Risiko dar, ist aber aus Anwendersicht ein unverzichtbarer Bestandteil der zu erstellenden Lösung. Um diesem Problem zu begegnen, wurde bereits früh im Projekt ein spezieller Adapter entwickelt, der die Programme auf technischer und logischer Ebene miteinander verbindet. Da beide Programme von unterschiedlichen Herstellern stammen und auch beim Auftraggeber in verschiedenen Projekten gepflegt werden, ist eine technische Abstraktionsschicht wichtig, die dafür sorgt, dass die Kommunikation von disy GISterm zu FOKUS 2000 auch dann noch funktioniert, wenn eine neuere Programmversion von FOKUS 2000 installiert wird. Darüber hinaus müssen auch auf organisatorischer Ebene entsprechende Absprachen getroffen werden. Funktional wird InFoGIS die bestehende Anwendung um eine Geodaten-Komponente erweitern. Aus FOKUS 2000 heraus können selektierte Objekte in der Karte dargestellt werden. Umgekehrt ist es möglich, in der Karte Geo-Objekte zu selektieren und interaktiv die entsprechende FOKUS-2000-Maske mit den dahinter liegenden Daten aufzurufen. Es ist weiterhin geplant InFoGIS auch zur Erfassung von Koordinaten zu nutzen, um zum Beispiel Polterstandorte in der Karte einzuzeichnen, Anfahrtskarten zu erstellen oder Förderflächen zu erfassen. 4 Ausblick Im Dezember 2005 soll eine neue FOKUS-2000-Version ausgeliefert werden. Unter dem Namen InFoGIS werden die Anwender dann ein neues Modul von FOKUS 2000 vorfinden, in dessen Basisversion erste fachlich priorisierte Geschäftsprozesse unterstützt und neben Geobasisdaten diverse Forstfachkarten digital zur Verfügung gestellt werden (siehe Abb. 2 und 3). In den kommenden Jahren sollen dann weitere bereits existierende Fachanforderungen sukzessive umgesetzt werden. Darüber hinaus werden die Anwender aber sicherlich beim täglichen Einsatz von InFoGIS auch neue Geschäftsprozesse entdecken, die sinnvoll unterstützt werden können und heute noch unbekannte Anforderungen stellen.

6 Ausbau des Forstlichen Geoinformationssystems FoGIS zu einem Unternehmens-GIS 65 Abb. 2: Screenshot vom Prototyp InFoGIS mit dargestellter Forstgrundkarte (Inhalt u. a.: DOP, ALK, Forstbezirksgrenze, Nutzungsartengrenze, Wege, Gewässer) Abb. 3: Screenshot vom Prototyp InFoGIS mit dargestellter Waldentwicklungstype- Karte (RK10-Hintergrund, forstspezifische Themen im Vordergrund)