Verfahren zur Implementierung eines Kartierungsdienstes für Rutschungen auf Basis von Fernerkundungsdaten und Nutzereinbindung

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1 Verfahren zur Implementierung eines Kartierungsdienstes für Rutschungen auf Basis von Fernerkundungsdaten und Nutzereinbindung Elisabeth Weinke 1, Florian Albrecht 1, Daniel Hölbling 1, Clemens Eisank 2 und Filippo Vecchiotti 3 1 Interfakultärer Fachbereich für Geoinformatik Z_GIS, Universität Salzburg 2 GRID-IT Gesellschaft für angewandte Geoinformatik mbh 3 GBA - Geologische Bundesanstalt Copernicus4all - AGIT 2016

2 Inhalt 1. Projektziele und State-of-the-Art 2. Workflow für Design und Implementierung 3. Erster Prototyp der - Plattform 2

3 Projektziele Bereitstellung einer web-basierten Plattform mit pre-operationalen Webservices zur: 1. Semi-automatisierten Erfassung und Dokumentation von Hangrutschungen, 2. Identifizierung von beeinträchtigten Infrastrukturen 3. Validierung und 4. Überwachung von Rutschungen. Entwicklung von adaptierbaren und semi-automatisierten Kartierungsroutinen für Rutschungen basierend auf multispektralen/multitemporalen Fernerkundungsdaten Datenkatalog zur Verwaltung von GIS-Daten (FE-Daten, Infrastrukturen, etc.), Metadaten, Klassifikations- und Analyseroutinen Bereitstellung der Ergebnisse in standardisierter Form Einbindung von Nutzern in den gesamten Prozess 3

4 Beispiel für lokale/regionale Datenbanken für Hangrutschungen 4

5 Beispiel für web-basierte Gefährdungskarten 5

6 Beispiel für Entscheidungsunterstützungssysteme 6

7 Copernicus Emergency Management Service der EU 7

8 Workflow: Design und Implementierung Erster Workflow für Anforderungserhebung: Scenario S1: Landslide rapid mapping Scenario S2: Landslide documentation and mapping Scenario S3: Monitoring of selected landslide sites 8

9 Workflow: Design und Implementierung Potenzielle Nutzer: Wildbach- und Lawinenverbauung Österreichischer Alpenverein Österreichische Bundesforste AG Geologische Bundesanstalt Landesgeologischer Dienst, Land Salzburg Amt für Geologie und Baustoffprüfung, Autonome Provinz Bozen Geologischer Dienst, Bayerisches Landesamt für Umwelt Landesvermessungsamt Vorarlberg ASFINAG 9

10 Workflow: Design und Implementierung Dokumentation der Ziele: 3 Ebenen-Framework nach COCKBURN (2001) Übergeordnete Ziele US US US Anwenderziele US US US Softwarekomponenten US US US US US Cockburn, A. (2001), Writing effective use cases. Addison-Wesley Pearson Education. 10

11 Workflow: Design und Implementierung User Stories: Planungsinstrument und dient zum Verständnis von Nutzeranforderungen von Kunden und Entwicklern Standardisierte Form der User Story: Als <Art von Benutzer> möchte ich <Anforderung / Funktion> damit <Grund> eine gute User Story erfüllt die INVEST-Kriterien: Independent Negotiable Valuable Estimable Small Testable 11

12 Workflow: Design und Implementierung Prototypenentwicklung: 12

13 Workflow: Design und Implementierung Akzeptanzkriterien und Testfälle: 5 Schritte Ansatz nach BECKER (2012): Identifizierung von Schlüsselwörtern Einsetzen von Schlüsselwörtern in einen Fragenkatalog Antworten finden, prüfen, diskutieren Akzeptanzkriterien definieren Testfälle spezifizieren Becker, A. (2011), Akzeptanzkriterien im klassischen und agilen Testumfeld. Objektspektrum

14 User Story und Akzeptanzkriterien Story-Name: ID Beschreibung: Schlüsselwörter : Akzeptanzkriterien: Wireframe: Fernerkundungsdaten hochladen US_1.2 Als Kartierer möchte ich multispektrale Fernerkundungsdaten hochladen können, damit diese Daten als Datengrundlage in die Analysen eingebunden werden können. Verb: hochladen Substantiv: Fernerkundungsdaten A1: nur autorisierte Nutzer dürfen Fernerkundungsdaten hochladen. (Diese Funktion ist optional; der Nutzer muss keinen Datensatz hochladen sondern kann Musterdaten verwenden.) A2: Gleich nachdem der Datensatz ausgewählt wurde, muss dieser am Server in einer räumlichen Datenbank (DB) gespeichert werden. A3: Der Upload-Prozess sieht wie folgt aus: User klickt auf den Hochladen-Button im Bereich Fernerkundungsdaten hochladen. Danach kann der User auf seinem Rechner einen Datensatz zum Hochladen auswählen. A4: Die hochgeladenen Daten müssen am Server/DB vorhanden sein. A5: Der Datensatz kann hochgeladen werden: - wenn eine Verbindung zum Server besteht - wenn es sich um einen Rasterdatensatz in den Formaten geotiff, img, png (plus worldfile) handelt - wenn eine maximal definierte Datengröße (z.b. 200MB) nicht überschritten wird - wenn derselbe Datensatzname in Verbindung mit einem Nutzer noch nicht im System gespeichert wurde A6 14

15 User Story und Testfälle Story-Name: User Stories- Zusammenhang: Technische Aufgaben Aufwand: Priorisierung: Testfälle: Fernerkundungsdaten hochladen US_1.1: Auswahl von Daten aus dem US_2.1: Ansicht von Metadaten von ausgewählten Fernerkundungsdaten US_2.2: Angabe von neuen Metadaten A1: User Interface mit Daten-Upload-Form erstellen (HTML5, CSS3, Java Script Logik; AngularJS) A2:. 1 Tag 3 (wobei: 1 = hohe Priorität und 5 = niedrige Priorität) T1: ungültige Raster-Formate testen (nur geotiff und tif Files plus worldfile sind erlaubt) Vorbedingungen: der Nutzer hat sich registriert, eingeloggt und das Tool für das Hochladen von Fernerkundungsdaten aufgerufen. Auszuführende Testschritte: 1) Datensätze in ungültigen Formaten hochladen 2) Speicher-Button anklicken Erwartetes Ergebnis: - der Speichervorgang wird nicht durchgeführt; die Datenbank ist leer. - es wird eine Fehlermeldung mit Hinweis auf ein ungültiges Datenformat angezeigt. Verwendete Testdaten - Haunsberg_test.png, Haunsberg_test.img, Haunberg_test.jpg T2: 15

16 Systemarchitektur 16

17 Prototyp 17

18 Fazit Vorteile und Nachteile des gewählten Ansatzes: + Softwareentwicklungsprozess wird in Teilaufgaben untergliedert und iterativ verbessert (unter Nutzereinbindung) + Planbarkeit wird erleichtert durch Priorisierung und Aufwandsschätzung der Tasks - Zeitaufwand bei Änderungen und Anpassungen Mögliches Potential der Plattform für zeitgerechte Aktualisierung, Überwachung und Bereitstellung von Hangrutschungsinformationen im Rahmen des Copernicus Emergency Management Service Beitrag zum Katastrophenmanagement durch rasche Identifizierung von beeinträchtigten Infrastrukturen Potential für digitale Dokumentation von Ereignissen sowie für den Aufbau von standardkonformen regionalen Rutschungsinventaren 18

19 The project is funded by the Austrian Research Promotion Agency (FFG) under the Austrian Space Applications Programme (ASAP 11, No ) 19