Archiv der Kategorie: Allgemein

GIS-Schöneck

Hugo Preiss

Geo-Daten & -Karten

Zur Begriffsklärung
Was versteht man unter Geo-Daten?
„Geodaten sind alle Daten mit direktem oder indirektem Bezug zu einem bestimmten Standort
oder geografischen Gebiet.“ (§ 3 Abs. 1 Geodatenzugangsgesetz (GeoZG))
Geodaten können in zwei verschiedene Arten untergliedert werden. Einerseits kann es sich um Geobasisdaten handeln, andererseits um Geofachdaten.

Geobasisdaten
„Geobasisdaten sind Daten des amtlichen Vermessungswesens, welche die Landschaft, die Liegenschaften und den einheitlichen geodätischen Raumbezug anwendungsneutral nachweisen und beschreiben. Sie sind Grundlage für Fachanwendungen mit Raumbezug.“ (Definition der AdV, Plenumstagung am 28. und 29. September 2005 in Magdeburg).

Das sind letztendlich sehr viele Daten und Daten-Typen, die man sich im GIS-System anzeigen lassen kann.
Exemplarisch werden im Folgenden jedoch nur einige Daten-Typen zur Veranschaulichung genannt, um den Rahmen der Darstellung an dieser Stelle nicht zu sprengen:

  • Verwaltungsgrenzen
  • Grundrissdaten aus dem Liegenschaftskataster
  • Hauskoordinaten
  • 3D-Gebäudemodell
  • OpenStreetMap
  • Bodenrichtwertinformationssystem (BORIS)
  • Geodienste Wasser
  • Baumkataster
    …u.v.m.
    (Anmerkung: die beiden zuletzt genannten haben in den entsprechenden BIG-Gruppen eine hohe Relevanz.)

Geofachdaten
Im Bereich der Geoinformation wird bei Geodaten mit der Thematik eines Fachgebietes von Geofach-daten gesprochen.
Ein Beispiel für Geofachdaten ist das Solarpotenzial, an dem sich Interessierte darüber informieren können, ob die Sonneneinstrahlung auf ihrem Dach zum Aufstellen von Solarpanelen genügt. Ein weiteres Beispiel können die Hochwassergebiete sein, da sie entlang des Gewässernetzes nach ihrem Risikoniveau gestuft sind, welches ausgelöst wird bei einer bestimmten Niederschlagsmenge. Wanderwege sind auch Teil der Geofachdaten und können für Naturbegeisterte von Interesse sein.
Schutzgebiete aller Art wie Naturschutzgebiete, Vogelschutzgebiete, Landschaftsschutzgebiete oder Flora und Fauna Habitate können sehr relevant sein.

Ein spezifisches Beispiel eines Fachgebiets ist der Bestand an öffentlichen Bäumen in der Gemeinde Schöneck, das Baumkataster.

Wie kann man die Geo-Daten /-Karten anzeigen?

Mit dem Aufruf der Web-Application  „GIS-Schöneck“ (s.u.) können nun eine ganze Reihe dieser Daten und Karten angezeigt werden. Die hier gezeigte exemplarische Auswahl kann je nach Bedarf ergänzt werden.

Geo-Basisdaten
Aufruf GIS-Schöneck / tab Geobasisdaten:
https://digitaler-zwilling-schoeneck-fh-frankfurt.hub.arcgis.com

Die Start-Seite trägt den Titel „Digitaler Zwilling Schöneck“ und zeigt einen Blick von Schöneck auf Frankfurt. Danach wird kurz erläutert, was ein Digitaler Zwilling und was das EVAP-Modell ist (siehe auch Kapitel „Phase-I: Erstellung eines Demonstrators“ -> Vorgehensmodell).
Durch weiteres herunter-scrollen gelangt man zum Abschnitt Geobasisdaten und der dazugehörigen Kartenansicht.

Abb. Geobaisdaten – Karte mit Gemeindeteilen und Flur-Abschnitten

Durch die Suche nach „Schöneck“ (oben links) fokussiert sich die Karte auf die Gemeinde-Umrisse. Die entsprechenden Daten-Ansichten können in der List-Box (oben rechts) ausgewählt werden.
So ist hier z.B. die Ansicht „Bodenrichtwertinformationssystem (BORIS)“ durchaus sehr interessant, da sie Auskünfte über die Kosten/m2 in den verschiedenen Gebieten in der Gemeinde gibt (s.u.).

Im Folgenden werden nun einige der aktuell verfügbaren Karten hier als Abbildungen gezeigt.

Abb. #007: GB_Verwaltungsgrenzen

Abb. #008: GB_Liegenschaften

Abb. #009: GB_Hausumringe & Hauskoordinaten

Abb. #010: GB_Digitales Geländemodell

Abb. #011: GB_Bodenrichtwerte (BORIS)

Geo-Fachdaten
Aufruf GIS-Schöneck / tab Geofachdaten:
https://digitaler-zwilling-schoeneck-1-fh-frankfurt.hub.arcgis.com

Die Start-Seite trägt den Titel „Digitaler Zwilling Schöneck“ und zeigt einen Blick von Schöneck auf Frankfurt. Danach wird kurz erläutert, was ein Digitaler Zwilling ist (siehe auch Kapitel „Phase-I: Erstellung eines Demonstrators“).
Durch weiteres herunter-scrollen gelangt man zum Abschnitt Geofachdaten und der dazugehörigen Kartenansicht.

Abb. Geofachdaten – Karte mit Bäumen, Landschaftswegen und Gewässer

Durch die Suche nach „Schöneck“ (oben links) fokussiert sich die Karte auf die Gemeinde-Umrisse. Die entsprechenden Daten-Ansichten können in der List-Box (oben rechts) ausgewählt werden.
So ist hier z.B. die Ansicht „Bäume“ zugeschaltet, die das aktuelle Baumkataster der Gemeinde Schöneck umfasst. Durch Vergrößern der Ansicht (+) werden die einzelnen Bäume als grüne Punkte ausgewiesen.

Im Folgenden werden einige der aktuell verfügbaren Karten hier als Abbildungen gezeigt.

Abb. Geofachdaten – Solarpotenzial

Abb. Geofachdaten – Hochwassergebiete

Abb. Geofachdaten – Wanderwege

Abb. Geofachdaten – Schutzgebiete

Abb. Geofachdaten – Baumkataster mit Kontextdaten

GIS-Schöneck

| Hugo Preiss

Baumpatenschaft in Schöneck

Wir, die Baumpaten und -patinnen Schöneck, wollen, dass es unseren Bäumen in der Gemeinde gut ergeht, so gut, dass die Bäume umgekehrt uns Bürgern dabei helfen können, das Micro-Klima in der Gemeinde zu verbessern, also z.B. dass die Luft rein gehalten wird und dass wir Bürger ausreichend Schatten bekommen und nicht zuletzt, dass wir uns am Anblick von schönen Bäumen erfreuen können.

Sie, als Bürger bzw. Bürgerin von Schöneck, können auch ganz einfach Baumpate bzw. Baumpatin werden, indem Sie sich einen Baum (…oder auch mehrere Bäume) in unserem neuen Geo-Informations-System „GISSchöneck“ (s.u.) aussuchen, um den Sie sich bis zu Ihrem Widerruf kümmern möchten, und dann ein e-mail an die Gemeinde (Baumpaten@schoeneck.de) senden, um sich ganz formlos anzumelden. Eine Registrierung bzw. Identifikation ist nicht erforderlich, lediglich eine gültige e-mail-Adresse über die Sie ggfls. erreicht werden können.
Sie erhalten daraufhin eine Bestätigung von der Gemeinde zurück – und los geht’s.

Wie kann ich mir einen Baum aussuchen?
Über den link „GIS-Schöneck: Baumpatenschaft“ gelangen Sie auf die Web-Seiten des Systems, das den Titel „Digitaler Zwilling Schöneck“ trägt. Nach einer kurzen Beschreibung zu den Themen „Digitaler Zwilling“ und „Baumpatenschaft“ gelangt man zur Karte „Baumpatenschaften“ (-> nach unten blättern).

Abb.: Digitaler Zwilling Schöneck – Baumpatenschaften

Über die Such-Funktion (siehe links oben „Adresse…“) kann man sich z.B. die eigene Wohnstraße und die dort (evtl.) vorhandenen Bäume – in Form von „grünen Punkten“ – anzeigen lassen. Prinzipiell ist die Auswahl eines Paten-Baumes jedoch frei wählbar und nicht an die eigene Wohnstraße gebunden, macht aber praktisch gesehen sicher Sinn.
Die Karte lässt sich vergrößern und verkleinern (oben links / Kachel: + / -) sowie verschieben (linke Maus-Taste gedrückt halten + ziehen) – soweit Bäume vorhanden sind, werden sie als grüne Punkte dargestellt.

Wie werde ich Pate:in für einen Baum?
Durch Einschalten der Bearbeitungsfunktion (-> click auf

) öffnet sich ein „Bearbeiten“ Fenster. Nun kann der Wunschbaum ausgewählt werden (-> click auf grünen  Punkt).
(Tipp: evtl. die Karte mit der Maus entsprechend ziehen, damit der Baum nicht durch das Bearbeitungs-Fenster verdeckt wird.)
Nun bitte einfach die Felder ‚Patenschafts_Beginn‘ und ‚Paten-Nr.‘ (= Id) nach folgendem Schema ausfüllen und mit „Schließen“ beenden.
Die Paten-Nr./-Id soll durch die Transformation der Namens-Initialen des Paten in die
korrespondierende Nummer im Alphabet erweitert um die Zahl des Geburtsmonat
gebildet werden.
Beispiel: Hanna Musterfrau, geboren im Mai -> HM -> 81305, da H=8, M=13, Mai=05

Danach ist die vergebene Paten-Nr./-Id bei dem Baum in der Karte sichtbar, was – anderen – signalisiert, dass es für diesen Baum bereits einen Paten gibt.

Abb.: Baum mit Paten-Nr./-Id


Um später den Paten-Baum leicht wieder zu finden, sollte man sich seine vergebene Paten-Nr./-Id notieren bzw. auch den Baum und die Straße für die man sich entschieden hat.

Durch Ihre Anmeldung, die Bestätigung durch die Gemeinde (s.o.) zusammen mit der Auswahl eines Baumes ist Ihre Patenschaft nun auch schon aktiv, was gleichzeitig die Akzeptanz der „Vereinbarung einer Baumpatenschaft“ (-> Merkblatt am Ende der Web-Seite „Baumpatenschaft“) umfasst.

Wie kann ich einen Baum hinzufügen?
Die Karte „Baumpatenschaften“ zeigt aktuell leider nicht alle öffentlichen Bäume, die tatsächlich in den Ortsteilen vorhanden sind. Das liegt ganz einfach daran, dass noch nicht alle Bäume erfasst wurden.Als aktiver Baumpate:in können Sie dazu beitragen, den Bestand zu komplettieren.
Das gleiche gilt natürlich auch für aktive Bürger:innen, die (noch) keine Baumpaten sind. Auch sie können helfen den Baumbestand zu komplettieren, ohne gleich Pate:in zu werden.
Durch Einschalten der Bearbeitungsfunktion (-> click auf

) öffnet sich ein „Bearbeiten“ Fenster. Nun auf „New Feature“ clicken (-> das icon färbt sich), dann bewegen Sie den Maus-Zeiger/Cursor zu der Position in der Karte, an der der Baum steht: ein Daten-Fenster öffnet sich.
Bitte lassen Sie alle Felder frei (!), es sei denn, Sie wollen dafür Pate werden, dann tragen Sie Ihre Paten-Nr./-Id wie oben beschrieben ein.
Insbesondere das Feld ‚BaumID‘ bitte nicht befüllen, das erfolgt nur durch die Gemeinde. Solange der Baum nicht offiziell von der Gemeinde im Baumkataster mit einer offiziellen Baum-ID erfasst ist und danach in der Karte Baumpatenschaft wieder gespiegelt wird, erscheint keine BaumID.

Wichtiger Hinweis: dies ist eine Pilotversion, die im Zeitraum Mai – September 2024 allen Bürgern und Bürgerinnen in Schöneck zur Verfügung steht.
Uns ist bewusst, dass diese Version noch verbessert werden kann. Dazu nehmen wir auch gerne Ihre Rückmeldung auf (-> bitte e-mail an: big-gis@oksimo.org ), die wir am Ende des Piloten besprechen und – soweit möglich – berücksichtigen werden.

GIS-Schöneck

| Hugo Preiss

Der Mängelmelder für Schöneck

Der Mängelmelder dient dazu, dass Sie als aktiver Bürger bzw. Bürgerin entdeckte Mängel in der Gemeinde digital und direkt melden können. Das kann abgeladener Müll oder Bauschutt im Wald oder Feld sein, eine defekte Straßenlaterne, ein Loch in der Straße, ein beschädigter oder abgestorbener Baum u.v.m. Die Gemeinde erhält diese Meldung und kann sich daraufhin gezielt und zeitnah um die Beseitigung des Mangels kümmern.

Wie kann ich einen Mangel melden?
Über den link „GIS-Schöneck: Mängelmelder“ gelangen Sie auf die Web-Seiten des Systems, das den Titel „Digitaler Zwilling Schöneck“ trägt. Nach einer kurzen Beschreibung zu den Themen „Digitaler Zwilling“ und „Mängelmelder“ gelangt man zur Karte „Mängelmelder
(-> bitte nach unten blättern).

Abb.: Digitaler Zwilling Schöneck – Mängelmelder

Nun muss die Position des Mangels bestimmt werden.
Über die Such-Funktion (siehe links oben „Adresse…“) kann man genau zu einer Adresse inder Gemeinde, um die es geht, navigieren.
Im Falle einer Lokation im Feld oder Wald lässt sich die Karte durch verschieben bewegen (linke Maus-Taste gedrückt halten + Karte ziehen).
Den cursor nun bitte auf die genaue Position setzen (Info: in der Karte erscheint der cursor als Kreuz zusammen mit einem Mittelpunkt) und dann mit „click“ bestätigen: es wird ein blauer Pfeil-sticker auf diese Position gesetzt.
Zur Vervollständigung einfach noch ein paar Angaben in den Feldern unter der Karte abgeben, am Ende das CAPTCHA-Feld befüllen und „senden“: fertig!

GIS-Schöneck

|Hugo Preiss

Die Nutzung des Geo-Informations-Systems für Schöneck: Prolog

Herzlich willkommen zu unserem Pilot-Projekt zur Erprobung eines neuen
Geo-Informations-Systems für Schöneck (GIS-Schöneck).
Wir würden uns sehr freuen, wenn wir Sie für dieses Thema im Rahmen der Initiative „Bürger-im-Gespräch (BiG)“ weitergehend motivieren könnten[1].
Sehr gerne können Sie auch daran teilnehmen und dazu beitragen, das Zusammenleben in der Gemeinde Schöneck aktiv zu gestalten.
Wie geht das?
Aktuell gibt es im GIS-Schöneck die Möglichkeit zur Nutzung eines „Mängelmelders“, sowie die Teilnahme an einer „Baumpatenschaft“.
Daneben haben Sie aber auch ganz einfach die Möglichkeit, eine Vielzahl von Geo-Daten für Ihre eigenen Informationszwecke zu benutzen, z.B. das Bodenrichtwertinformationssystem (BORIS) u.v.m.


[1] Ausführliche Informationen zum GIS-Schöneck, sowie zum dazugehörigen Studienprojekt zusammen mit der Frankfurt-University-of-Applied-Sciences (FUAS) finden Sie auf den Web-Seiten von Bürger-im-Gespräch/GIS“.

WASSER PHASE II: SITZUNG AM 10.MÄRZ 2024– ANKÜNDIGUNG

Letzte Änderung: 4.März 2024

Moderator: Gerd Doeben-Henisch

Kontakt: big-wasser@oksimo.org

KONTEXT

Dieser Text ist Teil des Themas WASSER PHASE II: SITZUNG AM 10.MÄRZ 2024– ANKÜNDIGUNG, PROGRAMM UND BERICHT .

Ankündigung der Sitzung BiG-WASSER am 10.März 2024, 11 – 13h, Brendelsaal, Altes Schloss Büdesheim

Programm-Entwurf

Die folgenden Angaben können im Detail leicht variieren.

BEGINNENDEDAUERINHALT
11:00:0011:10:0000:10:00Begrüßung
11:10:0011:25:0000:15:00Kurzer Rückblick: Was war bisher
11:25:0011:30:0000:05:00ZIEL: Bürgerservice Wasserverfügbarkeit als Prognose
11:30:0011:45:0000:15:00Vorstellung eines ersten Modells
11:45:0012:10:0000:25:00Umsetzung als simulierbare Theorie mit Simulationen online
12:10:0012:30:0000:20:00Was bleibt zu tun?
Welche Daten brauchen wir noch? Welche Rolle spielt hier (i) die Gemeinde, (ii) die Wasserwerke, (iii) der Landkreis, (iv) das Land Hessen ?
12:30:0012:40:0000:10:00Wissen und Politik: Wo und wie unsere gewählten Vertreter quer durch alle Parteien gefordert sind
12:40:0012:50:0000:10:00Ausblick: die nächsten Schritte

Nach der Begrüßung wird es einen kurzen Rückblick geben auf all die Punkte, die für die aktuelle Sitzung am 10.März 24 bedeutsam sind.

Unverändert gilt das Ziel, dass für die Bürger (und natürlich auch für alle gewählten Bürgervertreter) ein Info-Service bereit gestellt werden soll, der rund um die Uhr über eine Webseite angeben kann, mit welcher Wasserversorgung in einem gewünschten Zeitintervall zu rechnen ist. Diese Prognose soll auf offiziellen Messergebnissen der Wasserwerke und des Landkreises basieren.

Aufgrund der engen Verzahnung von Schöneck mit dem Landkreis wird diese Prognose sowohl für Schöneck gelten wie auch den ganzen Main-Kinzig Landkreis (MKK).

Eine solche Prognose ist möglich, weil ein dynamisches Modell erstellt wird, dass alle wichtigen Parameter in sich vereint, die auch regelmäßig aktualisiert werden.

Während die Formulierung des Modells vergleichsweise einfach ist, stellt die Bereitstellung der notwendigen Daten die größte Herausforderung dar, ist aber machbar, wenn alle zusammen wirken.

Das beste Modell nützt aber nur dann etwas, wenn man es auch simulieren kann. Dazu benutzt das BiG-Team WASSER eine neuartige Software, die als Software das Format einer nachhaltigen empirischen Theorie abbildet, die als Text in Alltagssprache vorliegt, und die jeder Bürger einsehen und verändern kann.

Wie angemerkt, besteht die größte Herausforderung in der Bereitstellung der Daten. Es wird erläutert, welche Partner hier zusammen wirken müssen.

Am Beispiel Wasser-Prognose wird wunderbar deutlich, was auf der einen Seite Alltagswissenschaft leisten kann, wie aber deren Umsetzung gewählte Vertreter quer durch alle politischen Parteien braucht, damit die Konzepte auch real umgesetzt werden können.

Zum Schluss wird ein kurzer Ausblick versucht.

Hinweis

Ab 10.März 24 werden alle Daten, theoretische Modelle und Simulationen über die Seite Modelle (Theorien) kommuniziert. Beginnend mit einem einfachen Modell wird dieses schrittweise ausgebaut. Parallel läuft die Datenerhebung. Empfehlenswert ist, sich den Bericht zu Modell (Theorie) Nr.1 anzuschauen. Dort wird einleitend auch der Gesamtzusammenhang geschildert. Viel Spaß beim Lesen 🙂

WASSER PHASE II: SITZUNG AM 10.März 2024– ANKÜNDIGUNG, PROGRAMM UND BERICHT

Letzte Änderung: 11.März 2024

Moderator: Gerd Doeben-Henisch

Kontakt: big-wasser@oksimo.org

KONTEXT

Dieser Text ist Teil des Themas BiG WASSER PHASE II

ANKÜNDIGUNG für den 10.März 2024

Der Link auf die Ankündigungsseite findet sich HIER.

Bericht von der Sitzung

Weiteres Vorgehen

FAZIT WASSER-VORSORGE

Aus Sicht einer Gemeinde wie Schöneck (im Duett mit Niederdorfelden) ist es auf den ersten Blick beruhigend, dass die eigenen Brunnen mit ihrer Begrenztheit und Gefährdetheit über das Wasser-Netz der MKK Wasserwerke ausgeglichen werden können. Die Abhängigkeit des Wasser-Netzes der MKK Wasserwerke von externen Lieferanten zu ca. 40% lässt aber aufmerken (dazu die unkontrollierten privaten Brunnen). Da externe Lieferanten ja auch auf dem gleichen Planeten leben, auch in Deutschland, auch in Hessen, und hier bekannt ist, dass der Zustand des globalen Wassersystems seit Jahren erheblichen Änderungen unterliegt, die auch den externen Lieferanten zusetzen, sollte der Fremdbezug mit 40% Anlass sein, sehr kritische zu prüfen, wie es denn mit der Zuverlässigkeit dieses Fremdbezugs bestellt ist. Das Beispiel OVAG ist real.

Bürger im Gespräch (BiG) Themengruppe WASSER

Wir werden weiterhin versuchen, im Gespräch mit allen Beteiligten — auch mit unseren gewählten Vertretern in den Parlamenten — die künftige Verfügbarkeit von genügend Wasser zu klären und wir werden dazu moderne Werkzeuge benutzen wie Alltagswissenschaft und entsprechende Simulationswerkzeuge.

BiG-WALD : Exkursion und Gesprächsrunde mit Frühstück am So 10.März 2024. In Kooperation mit dem Vogelschutzverein Schöneck

KONTEXT

Dieser Text ist Teil der der Themenliste der BiG-Themengruppe WALD.

Ankündigung So 10.März 24

6:30h Vogelstimmenwanderung (Start Hütte Vogelschutzverein)

8 – 10h Frühstück mit Gespräch (Hütte Vogelschutzverein)

Was klopft denn da?- Faszinierende Einblicke in die Welt der Specht und deren Bedeutung für das Ökosystem Wald.


Am kommenden Sonntag, den 10.3.24 findet um 6.30 Uhr eine Vogelstimmenwanderung statt mit besonderem Fokus auf die Spechte. Im Anschluss gibt es ab 8.00 Uhr Frühstück im Vereinshaus des Vogelschutzvereins Schöneck von wo auch die Exkursion startet.
Für Nicht-Mitglieder des VSV wird um eine Gebühr von 5 Euro gebeten. Voranmeldung bei big-wald@oksimo.org oder info@vsv-schoeneck.de .

Lageplan Hütte Vogelschutzverein Schöneck

GIS-Schöneck

(16.September 2023 – dato)

Phase-I: Erstellung eines Demonstrators1

15.Februar 2024 | Hugo Preiss

Projektziel

Projektziel ist der Aufbau eines Demonstrators, der auf der Basis der offenen Geodaten des Landes Hessen und beispielhafter Geodaten der GDI-Hessen und den Daten einer Gemeinde aufzeigt, was derzeit für eine Kommune mit einem aktiven Geodatenmanagement möglich ist.

Theoretischer Teil

  • Grundlagen zum Stand der Konzeption und Umsetzung von Digitalen Zwillingen
  • Recherche zu offenen Geodaten und geeigneten Daten der GDI-Hessen
  • Anwendungsfälle für einen digitalen Zwilling einer Kommune entwickeln

Praktischer Teil

  • Auswahl geeigneter Software
  • Konzeption und Umsetzung des Demonstrators
  • Bewertung der erzielten Ergebnisse und Formulierung einer Handlungsempfehlung für digitale Zwillinge in kleinen und mittleren Kommunen

Organisation

Projekt-Team

  • Anna Krauß
  • Elmira Alimi
  • Maximilian Kuhn
  • Marcel Krause

Kooperationspartner

  • BIG-Schöneck: Hugo Preiss, Gerd Doeben-Henisch
  • Gemeinde Schöneck: Günter Rauch (Leiter Fachbereich Stadtentwicklung)
  • Main-Kinzig-Kreis
  • GDI-Südhessen: Dr.-Ing. Nicole Saravanja

Projektbetreuer

  • Prof. Dr.-Ing. Robert Seuß, Labor für Geoinformation, Frankfurt UAS
  • Dr.-Ing. Nicole Saravanja, Geschäftsstelle GDI-Südhessen

Zeitplan

Abb.-#001.: Zeitplan

Vorgehensmodell

Das EVAP-Modell oder auch “Vier-Komponenten-Modell“ genannt, zeigt den klassischen Aufbau und Funktion einer GIS-Verarbeitungskette (vgl. Vier-Komponenten-Modell). Es beinhaltet die Datenerfassung, die Datenverarbeitung, die Datenanalyse und Datenpräsentation (Bill, 2016). Dabei soll es dem Nutzer helfen Daten einzugeben und diese dann zu analysieren und die Ergebnisse bestmöglich zu visualisieren.

Abb.-#002: Das Verarbeitungsmodell (EVAP) in der Geoinformatik

Digitaler Zwilling

Bei einem digitalen Zwilling handelt es sich um ein virtuelles Abbild von einem realen Objekt oder Produkt. Mithilfe von Sensordaten werden Eigenschaften von Objekten analysiert und die sich daraus er-gebenden Daten an Verarbeitungssysteme weitergeleitet. Daraus entsteht die digitale Kopie, also der digitale Zwilling.
Anhand eines digitalen Zwillings lassen sich sowohl materielle Objekte (z.B. Bäume, Bauobjekte, Ma-schinen etc.) als auch immaterielle Objekte (z.B. Produkte, Kosten, Dienstleistungen etc.) aus der realen Welt in die digitale Welt darstellen. (vgl. https://www.bigdata-insider.de/was-ist-ein-digitaler-zwil-ling-a-728547/, Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber/Nico Litzel (28.06.2018) „Was ist ein Digitaler Zwilling?“, Abs. 1 – 22.10.2023).
Ein digitaler Zwilling kann in vielen Bereichen eigesetzt werden, darunter in Landwirtschaft, Industrie usw., aber auch in der Stadtentwicklung und Stadtplanung spielt der digitale Zwilling eine wichtige Rolle. Ein gutes Beispiel dafür ist das Projekt „Smart Cities“ (vom Bundesministerium des Inneren und für Heimat), mit dem man mit Hilfe des digitalen Zwillings im 3D-Modell nicht nur materielle Objekte wie Pflanzen, Bäume, Straßen, Wohnhäuser oder Industrie, sondern auch physikalische Vorgänge wie Treibhausemmissionen, Mobilitätsverhalten oder das soziale Miteinander analysieren kann, um mögliche Auswirkungen vorherzusagen und Konzepte zu verbessern. (vgl. https://www.smart-city-dia-log.de/informieren/aktuelles/was-waere-wenn-mit-digitalen-zwillingen-die-urbane-zukunft-gestal-ten, (10.10.2022), „Was-Wäre-Wenn? – Mit digitalen Zwillingen die urbane Zukunft gestalten“, Abs.1 – 22.10.23).
In der Stadtplanung/-entwicklung können digitale Zwillinge besonders dabei helfen, die Stadt nachhaltiger zu gestalten und auf die Bedürfnisse und Interessen der Bürger einzugehen. Zum Beispiel in welchen Stadtteilen muss die Beleuchtung von Straßen und Gehwegen verbessert werden oder was muss in Infrastruktur eingeplant werden, um eventuell mögliche Überschwemmungen durch Starkregen zu vermeiden.

Geo-Daten
„Geodaten sind alle Daten mit direktem oder indirektem Bezug zu einem bestimmten Standort oder geografischen Gebiet.“ (§ 3 Abs. 1 Geodatenzugangsgesetz (GeoZG)).

Zur Erstellung des Demonstrators wurde eine große Vielzahl verschiedener Daten-Typen verwendet, die dann in entsprechenden Karten bzw. Ansichten dargestellt und gemäß dem EVAP-Modell prozessiert werden.
Geodaten können in zwei verschiedene Arten untergliedert werden. Einerseits kann es sich um Geobasisdaten handeln, andererseits um Geofachdaten.

Geobasisdaten

„Geobasisdaten sind Daten des amtlichen Vermessungswesens, welche die Landschaft, die Liegen-schaften und den einheitlichen geodätischen Raumbezug anwendungsneutral nachweisen und be-schreiben. Sie sind Grundlage für Fachanwendungen mit Raumbezug.“ (Definition der AdV, Plenumsta-gung am 28. und 29. September 2005 in Magdeburg).

Exemplarisch werden im Folgenden jedoch nur einige Daten-Typen zur Veranschaulichung genannt, um den Rahmen der Darstellung an dieser Stelle nicht zu sprengen:

  • Verwaltungsgrenzen
  • Grundrissdaten aus dem Liegenschaftskataster
  • Hauskoordinaten
  • 3D-Gebäudemodell
  • OpenStreetMap
  • Bodenrichtwertinformationssystem (BORIS)
  • Geodienste Wasser
  • Baumkataster
  • …u.v.m.
    (Anmerkung: die beiden zuletzt genannten haben in den entsprechenden BIG-Gruppen eine hohe Relevanz.)

Geofachdaten

Im Bereich der Geoinformation wird bei Geodaten mit der Thematik eines Fachgebietes von Geofach-daten gesprochen.
Ein Beispiel für Geofachdaten ist das Solarpotenzial, an dem sich Interessierte darüber informieren können, ob die Sonneneinstrahlung auf ihrem Dach zum Aufstellen von Solarpanelen genügt. Ein weiteres Beispiel können die Hochwassergebiete sein, da sie entlang des Gewässernetzes nach ihrem Risikoniveau gestuft sind, welches ausgelöst wird bei einer bestimmten Niederschlagsmenge. Wanderwege sind auch Teil der Geofachdaten und können für Naturbegeisterte von Interesse sein.
Schutzgebiete aller Art wie Naturschutzgebiete, Vogelschutzgebiete, Landschaftsschutzgebiete oder Flora und Fauna Habitate können sehr relevant sein.

Ein spezifisches Beispiel eines Fachgebiets ist der Bestand an öffentlichen Bäumen in der Gemeinde Schöneck, das Baumkataster.

Spezifische Geofachdaten für Schöneck: Baumkataster

Ein Baumkataster wird genutzt, um die Versorgung und den Schutz von Bäumen zu gewährleisten und zu optimieren. Des Weiteren hilft es dabei, Gefährdungen rechtzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen planen und umsetzen zu können.
Durch die Standorte und Sachdaten der Bäume können Analysen zur Gefährdung durch umstürzende Bäume durchgeführt werden, erkrankte Bäume und eventuelle Ursachen erkannt werden oder die Anzahl und den Anteil an heimischen Bäumen geprüft werden.
(Letztere Daten wurden von Fachexperten erfasst und stehen bislang nicht frei zur Verfügung, so bleiben diese zunächst vor dem Missbrauch durch Nutzer verborgen.)

Umsetzung

Die Umsetzung des Vorgehensmodells EVAP wird durch den Einsatz der vom Projekt-Team evaluierten und ausgewählten GIS-Software ArcGIS erreicht, d.h. die Daten-Erfassung, die Daten-Verarbeitung, die Analyse und die Präsentation werden in einem System durchgeführt.
Die Firma ESRI bietet hierfür eine Desktop-Software für ArcGIS, sowie mittels ArcGIS Online eine cloudbasierte Software an. Damit können einerseits, wie in ArcGIS Pro, Karten erstellt und Analysen getätigt werden. Andererseits steht eine Palette von Apps zur Verfügung, die die Karten unterstützen, in dem sie in andere Anwendungen eingebettet werden können und somit besser nutzbar machen. Durch die Freigabe der Anwendungen in der Cloud kann gemeinsam an Projekten gearbeitet werden oder das fertige Produkt für den gewünschten Kreis zur Nutzung veröffentlicht werden. Die gemeinschaftliche Arbeit an GIS-Projekten fördert die Entwicklung von Lösungsansätzen zu komplexen Fragenstellungen und erleichtert den Austausch von Wissen und Daten. Eine wachsende Partizipation kann damit erreicht werden. Zudem wird der Fokus auf die Geoinformation verlagert, da die Verwaltung und IT von ESRI entwickelt und gepflegt wird. Durch die Lizenz für ArcGIS Online werden Heraus-forderungen für die Speicherung, Veröffentlichung und Programmierung gemildert. Viele Anleitungen und Schulungen helfen bei Problemen oder geben einen Einblick, was zusätzlich möglich ist. Für den Aufbau eines digitalen Zwillings wurden einige Apps getestet und schließlich für den Prototyp verwendet. Die bei der Datenbeschaffung aufgefundenen Daten müssen zur Verwendung zunächst in der ArcGIS Online Cloud veröffentlicht werden.



  1. Hinweis: der hier angezeigte Inhalt ist in weiten Teilen exzerpiert aus der Dokumentation des Studienprojektes „Digitaler Zwilling Musterstadt – was mit offenen Geodaten alles machbar ist“, Frankfurt University of Applied Sciences (FUAS)  – Geodatenmanagement, Jan. 2024 ↩︎

Ergebnis: „Digitaler Zwilling Musterstadt“

26.Februar 2024 | Hugo Preiss

(Hinweis: die im Studienprojekt entwickelte web-map-app ist derzeit nicht öffentlich freigegeben, kann aber im Rahmen der BiG-meetings präsentiert werden.)

Mit dem Aufruf der web-map-app erscheint die Titelseite, die einen Blick vom Waldrand von Kilianstädten aus auf Frankfurt zeigt.

Am unteren Rand des Titelbildes befindet sich eine Menüleiste mit acht Themen (-> tabs).

  1. Geoinformation (GIS)
    Gezeigt werden zwei Grafiken: das GIS-Layerprinzip (links) und
    das Vorgehensmodell (EVAP)
  2. Digitaler Zwilling
    Was ist ein DZ? Hier findet man die Definition, was man unter einem DZ versteht.
  3. Geschichte
    Hier gibt es einen kurzen Abriss der Geschichte von Digitalen-Zwillingen.
  4. Datenbeschaffung
    Hier werden exemplarisch eine Reihe von Karten bzw. Ansichten gezeigt, die auf den referenzierten Geo-Basisdaten, Geo-Fachdaten bzw. dem Baumkataster basieren.
    Als Beispiele für Geo-Basisdaten werden Liegenschaften, Hintergrundkarten, Luftbilddaten und Höhenmodelle gezeigt, u.a. auch eine Karte der Bodenrichtwerte (BORIS).
    Als Beispiele für Geo-Fachdaten werdenDaten zurInfrastruktur (z.B. das Solarpotential), Schutzgebieten und Vegetation (z.B. das Gewässernetz bzw. Hochwassergebiete) gezeigt. Ein spezifisches Fachgebiet stellt der Bestand an öffentlichen Bäumen in der Gemeinde dar, das Baumkataster. (-> siehe auch Pkt#6: „DZ Schöneck“ ).
  5. Software
    Die Kriterien für die Auswahl der in Frage kommenden Software werden dargestellt und bewertet.
  6. DZ Schöneck
    Dies ist der für die beiden verknüpften Themen „Baumkataster & Baumpatenschaft“, sowie das Thema „Mängelmelder“ wichtigste Menüpunkt, insbesondere für die spätere praktische Nutzung.


    Gezeigt werden vier Karten zusammen mit drei Prozessabläufen:
    a) Karte 1: Baumkataster Schöneck
    b) Karte 2: Baumkataster Schöneck 3D
    c) Prozessablauf „Baumpatenschaft“ (Konzept)
    d) Prozessablauf „Baumpatenschaft“ (Konfiguration in der eingesetzten Software)
    e) Karte 3: Schöneck gießt – Baumpatenschaften
    f) Prozessablauf „Mängelmelder“
    g) Karte 4: Verbesserungsvorschläge Mängelmelder
  7. Erkenntnisse
    Es werden die positiven wie negativen Erkenntnisse zur Erstellung des Digitalen-Zwillings während des Studienprojektes in Stichpunkten genannt.
  8. Fazit & Ausblick
    Beide Aspekte werden in Form eines Cartoons und einer Grafik einer Zukunftsvision dargestellt.

GIS-Schöneck

(16.September 2023 – dato)

Einleitung & Übersicht

Hugo Preiss

Das Thema „Geo-Informations-System für Schöneck“ (kurz: GIS-Schöneck) ist letztendlich aus zahlreichen Diskussionen entstanden, die in der Oksimo-Gruppe Schöneck (-> Bürger-im-Gespräch) bereits in 2022 zu den Themen „Wasser“ und „Begrünung“ geführt wurden.
Der spezifische Aspekt „Begrünung“ geht zudem zurück auf einige in Deutschland existierende SmartCity-City-Projekte, insbesondere auf eines in Berlin mit dem Namen „Gieß-den-Kiez“.
Dieses Berliner Projekt basiert auf digitalen Stadt-Karten und Ansichten (-> Geo-maps) und fokussiert sich dabei auf die Unterstützung/Pflege der ca. 800.000 Stadtbäume durch die gesamte Stadt-Bevölkerung, z.B. bzgl. deren kompletter Erfassung
(->Baumkataster), die Meldung des jeweiligen Zustandes, u.a. von Schäden, bis hin zur Bewässerung u.v.m.

GIS-Schöneck lehnt sich bzgl. dem zu etablierenden Grünflächen-Management zum einen an das Projekt „Gieß-den-Kiez“ an, zum anderen will es darüber hinaus gehen, indem weitere Ressourcen in verschiedene digitale Landkarten für Schöneck (-> Geo-maps Schöneck) integriert werden sollen, um damit ein umfassenderes effektives und effizientes Ressourcen-Management für Schöneck zu etablieren, an dem sich Schönecker Bürger auch aktiv beteiligen können, z.B. in Form von Patenschaften für Bäume u.ä.
In der aktuellen ersten Stufe geht es primär um das öffentliche Grünflächen-Management in der Gemeinde im Zusammenspiel mit einem Mängel-Melder.
Darüber hinaus ist in einer späteren Ausbaustufe die Integration von Informationen bzgl. Wasser, Wald und Energie geplant.

Die Motivation für diesen Ansatz ist ganz eindeutig in dem sich ausweitenden Klimawandel zu sehen, der u.a. einhergeht mit der Verknappung von Ressourcen, insbesondere Wasser.
Es ist empirisch nachweisbar, dass die Durchschnitts-Temperaturen über die letzten Jahre hinweg immer heißer wurden und – so die Prognose – wohl auch weiterhin immer heißer werden, die Trockenheit in vielen Städten und Gemeinden zunimmt und damit die Bäume und andere Grünpflanzen unter Trockenstress leiden. Dem gilt es engagiert entgegen zu treten.

Vor diesem Hintergrund leiten wir folgende Ziele ab, die wir bei der geplanten Umsetzung weiter verfolgen werden:

  • Das Micro-Klima in Schöneck soll verbessert werden.
    Durch mehr Baumschatten soll eine Abkühlung im Ort erreicht werden bzw. umgekehrt Hitzestaus minimiert werden,
    dabei soll das vorhandene Grün (Bäume, Hecken, Pflanzen) besser versorgt und umsorgt werden, neue Bäume sollen hinzukommen, insbesondere an Stellen und Plätzen, auf denen keine oder keine mehr sind.
    Durch mehr Bäume wird mehr CO2 absorbiert.
    Die Luftqualität verbessert sich durch mehr Sauerstoffproduktion.
  • Die Lebensqualität für Mensch und Tier soll verbessert werden,
    insbesondere durch Steigerung des Wohlbefindens aufgrund besserer Luftqualität und weniger Hitze. Für Bäume/Pflanzen soll Trockenstress vermieden werden.
  • Durch die Bereitstellung von verschiedenen Daten in entsprechenden Geo-maps für ganz Schöneck soll die Transparenz für das jeweilige Thema, z.B. Grünflächen, Wasser etc. erhöht und die Planbarkeit von Aktionen in dem entsprechenden Umfeld verbessert werden (-> Managed-data & Planung).
  • Das soziale Miteinander soll durch die Zusammenarbeit vieler Bürger, aber auch in der Zusammenarbeit mit der Gemeindeverwaltung verstärkt werden.
    Insgesamt geht es um ein gesteigertes, eigen motiviertes Engagement für das Zusammenleben in der Gemeinde und eine höhere Verantwortlichkeit des Einzelnen für die gesamte Gemeinde und der Ortschaft(-en).

Das Projekt wurde initiiert von den beiden Mitgliedern der BIG-Themengruppe „GIS“, Hugo Preiss und Prof. Dr. Gerd Doeben-Hensich. Beide konnten für die Entwicklung und Anpassung eines weltweit renomierten und etablierten GIS-Systems einen der leitenden GIS-Experten an der Frankfurt-University-of-Applied-Sciences (FUAS) gewinnen: Prof. Dr. Robert Seuß. Er hat sich bereit erklärt, ein Studienprojekt1 in 2023 aufzusetzen, an dem vier Studenten:innen der FUAS teilgenommen und die maßgeblich die Phase-I des Projektes erarbeitet haben, in der es um die Erstellung eines „Demonstrators“ ging.
Das Studienprojekt hatte einen erheblich erweiterten Rahmen als nur „Grünflächen-Management: dem Projekt-Team ging es um die Erstellung eines „Digitalen Zwilling – Musterstadt“, angewendet auf Schöneck, in dem eine Vielzahl von Geo-Daten dargestellt werden.
Seitens der Gemeindeverwaltung hat sich freundlicherweise der Leiter des Fachbereichs Stadtentwicklung, Herr Günter Rauch, bereit erklärt, das Projekt mit zu betreuen. Abgenommen wurde die Phase-I Mitte Januar 2024 von der Bürgermeisterin, Frau Cornelia Rück, und Herrn Rauch (-> GIS-News vom 16.01.2024).
Das Angebot von Herrn Prof. Dr. Seuß, ein Evaluations-Projekt zur Pilotierung von GIS-Schöneck anzuhängen, wurde von beiden erfreut angenommen und sehr begrüßt.

Somit starten wir in Kürze die Phase-II des Projektes.

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  1. „Digitaler Zwilling Musterstadt – was mit offenen Geodaten alles machbar ist“, Frankfurt University of Applied Sciences (FUAS)  – Geodatenmanagement, Jan. 2024
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