Zusammenfassung DA Braun

Integration der Automatisierten Liegenschaftskarte (ALK) in das Forstliche Geoinformationssystem (FGIS)

Bearbeiter: Maik Braun

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Konzeptentwicklung einer möglichst automatischen Integration der Automatisierten Liegenschaftskarte (ALK) in das Forstliche Geoinformationssystem (FGIS). Das  FGIS bildet das Kernstück des sich im Landesforstpräsidium (LFP) in Graupa im Aufbau befindlichen Forstlichen Informationssystems (FIS). Es enthält verschiedene forstliche und für forstliche Analysen relevante raumbezogene Informationen. Die wichtigste Datengrundlage bildete die großmaßstäbige, bezugslose analoge Forstgrundkarte der letzten Forsteinrichtung. Für eine Georeferenzierung des Datenbestandes wurden Passpunkte aus den Vermessungsoriginalen der 50er Jahre sowie aus der Topographischen Karte im Maßstab 1: 10 000 genutzt. Um die geometrische Qualität der flächendeckend vorliegenden digitalen Daten zu verbessern, erfolgte im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung der Luftbildkarte eine Anpassung des Geometriedatenbestandes an das Orthophoto. In diesem Zusammenhang wurden Flurstücksinformationen im Bereich des Waldes ergänzt und auf die forstliche Situation abgestimmt.
Mit der Umstellung der analog verwalteten Liegenschaftsdaten zu einem digital geführten georeferenzierten Datenbestand durch die Vermessungsverwaltung wurde eine amtliche Grundlage geschaffen, auf deren Basis ein Abgleich der FGIS-Daten realisiert werden muss.
Im ersten Teil der Diplomarbeit wurden deshalb die Datengrundlagen für den Aufbau des FGIS untersucht und das Datenmodell in Form des Objektartenkataloges (OAK) sowie die Datenhaltungsstruktur (DHS) analysiert. Die vordergründig thematische Gliederung der Objekte und deren Umsetzung mit den einfachen Datenstrukturen von ARC/Info bewirkt eine hohe Redundanz in den gespeicherten Geometriedaten. Eine Minimierung kann erreicht werden, indem die geometrischen Informationen mit Hilfe der komplexen Datenstrukturen in Form von Region und Route umgesetzt werden.
Darüber hinaus erfolgte eine ausführliche Erläuterung über den Aufbau und die Führung der ALK sowie die Umsetzung und Speicherung des Inhalts der analogen Flurkarte. Dabei werden die Inhaltselemente zu s.g. Grundrissobjekten nach den Festsetzungen des Objektabbildungskataloges (OBAK) zusammengefasst und redundanzfrei in der logischen Datenstruktur der Grundrissdatei abgebildet. Die einzelnen Objektarten sind entsprechend ihrer fachlichen Bedeutung bestimmten Folien zugeordnet und über einen eindeutigen Objektschlüssel identifizierbar.

Im Rahmen eines BZSN-Verfahrens werden die Daten der ALK über die Einheitliche Datenbankschnittstelle (EDBS) vermessungsamtsweise an das Landesforstpräsidium (LFP) ausgeliefert. Die Datenspeicherung im EDBS-Format erfolgt objektorientiert und nicht redundanzfrei. Mit Hilfe der ARCEDBS 5.0 Schnittstellensoftware von GISCON werden die ALK-Daten in das Vektordatenformat von ARC/Ino konvertiert und in einer nahezu redundanzfreien, geometrieorientierten Datenstruktur gespeichert. Die Umsetzung der Objekte sowie der Objektbestandteile erfolgt in Anlehnung an die ALK-Struktur in Coverages durch die komplexen Datenstrukturen von ARC/Info. Die Fortführung von ALK-Daten konnte aufgrund von Softwarefehlern nicht ausreichend getestet werden. Ein Vergleich mehrerer verschiedener Programme ergab dennoch die Eignung der Software ARCEDBS 5.0 als Konverter.
Für die Integration der ALK in das FGIS wurde die s.g. ARCEDBS-Datenstruktur weiterentwickelt und eine fachliche Gliederung der Objekte nach den Folien im OSKA vorgenommen. Es war das Ziel, die Objekte der ALK redundanzfrei abzubilden und für einen schnellen Zugriff thematisch zu gliedern. Dabei entstand die Automatisierte Liegenschaftskarte Datenhaltungsstruktur (ALK-DHS), die ebenso auf die komplexen Datenstrukturen von ARC/Info zurückgreift. Ein entsprechendes Programm realisiert eine automatische Konvertierung der ALK-Objekte aus dem EDBS-Format in die ALK-DHS (alk_import.aml).
Die Anpassungsgrundlage für die Geometriedaten ds FGIS bilden die s.g. Primärinformationen der ALK. Der Begriff entstand im Erarbeitungsprozess und bezeichnet die Objekte der Folie 001 ("Flurstücke), 052 ("Nummerierter Punkt der Punktart 2") und 080 ("Digitalisierte Punkt"). Weitere Objekte wurden unter dem Begriff der Sekundärinformationen der ALK zusammengefasst, die für eine Anpassung von Objektgeometrien des Objektbereiches Topographie relevant sind bzw. diese vollständig ersetzen.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist für die Anpassung der FGIS-Daten an die ALK ein Verfahren entwickelt worden, welches in erster Linie die Flurstückssituation des FGIS auf die Objekte der Primärinformation realisiert. Das unter dem Namen Rubbersheeting bezeichnete Verfahren ermöglicht mit Hilfe von interaktiv gesetzten Veränderungsvektoren, inhomogene Geometriedaten des FGIS relativ genau auf die ALK abzustimmen. Es wurde anhand der gewählten Testgebiete deutlich, dass die geometrische Genauigkeit der ALK im Waldinnenbereich nicht mit der tatsächlichen Geometrie übereinstimmt. Dabei traten ALK-Differenzen von bis zu + 20 m auf, die durch Ergebnisse einer GPS-Messung bestätigt werden konnten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die Anpassung des FGIS-Geometriedatenbestandes an das Orthophoto eine deutliche Genauigkeitssteigerung bewirkte.
Somit werden die Daten des FGIS besonders im Bereich der forsteinrichtungstechnischen Grenzen in der Lagegenauigkeit durch die Anpassung verschlechtert und harmonieren nicht mehr mit der im Orthophoto dargestellten Situation. Mit Hilfe von so genannten Identity-Links ist es möglich, bestimmte Bereiche von der Transformation auszuschließen und damit unverändert zu belassen.

Durch die anschließende direkte Integration der Flurstückgeometrie der ALK in das FGIS kann ein vollständiger Abgleich der FGIS-Daten erreicht werden. Um die Objekte des FGIS wieder in der DHS abbilden zu können, muss eine Attributzuweisung der ALK-Liniengeometrien erfolgen.
Der gesamte Prozess der Anpassung der FGIS-Daten an die ALK ist von einem hohen manuellen Bearbeitungsgrad geprägt. Probleme bereiten unter anderem die inhomogene geometrische Qualität der ALK-Daten im Bereich des Waldes, da wenige Passpunkte tatsächlich vorhanden sind. Daraus resultiert, dass die Daten der ALK nicht ausnahmslos als Anpassungsgrundlage genutzt werden können. Im Vorfeld ist die geometrische Qualität der ALK-Daten anhand bestimmter Kriterien vor der Anpassung zu überprüfen. Lösungsvorschläge und weitere Aufgaben für die zukünftige Arbeit wurden in der Ergebniszusammenstellung formuliert.
Die Speicherung der ALK-Daten erfolgt in zwei Meridianstreifen in Abhängigkeit von der Lage des Veremssungsamtes zum Mittelmeridian. Dabei werden Gemarkungen immer vollständig in einem Meridianstreifen geführt.
Die Laufendhaltung der FGIS-Daten bezüglich aktualisierter ALK-Daten konnte nicht ausreichend getestet werden. Ein automatisiertes Verfahren wurde dennoch vorgestellt und basiert auf dem Rubbersheeting-Konzept.