Open Access

Entwicklung und Erprobung einer Metadaten-und WebGIS-Applikation für das Expositionsmonitoring mit Moosen in Deutschland. Ein Beitrag zum LTER-Netzwerk

  • Lukas Kleppin1Email author,
  • Winfried Schröder1,
  • Roland Pesch1 und
  • Gunther Schmidt1
Environmental Sciences EuropeBridging Science and Regulation at the Regional and European Level200720:223

https://doi.org/10.1065/uwsf2007.10.223

Eingegangen: 20. Juni 2007

Angenommen: 16. Oktober 2007

Publiziert: 17. Oktober 2007

Zusammenfassung

Ziel und Hintergrund

Die Bewertung von Umweltzuständen muss sich auf Langzeitbeobachtungen stützen, die an einer statistisch hinreichenden Zahl räumlich repräsentativer Standorte jeweils mehrere Organisationsstufen ökologischer Systeme umfassen. Dieser generellen Zielsetzung der ökologischen Umweltbeobachtung entsprechend, werden seit 1990 alle fünf Jahre die UNECE ‘Heavy Metals in Mosses Surveys’ unter Beteiligung von bis zu 32 europäischen Ländern durchgeführt. Hierbei werden aus den Metallgehalten ektohydrer Moose Rückschlüsse auf atmosphärische Stoffeinträge in terrestrische Ökosysteme gezogen. Zur datentechnischen Unterstützung der in Deutschland durchgeführten Moos-Monitoring-Kampagne 2005 wurde eine Internet-gestützte Applikation, das WebGIS MossMet, entwickelt. Damit sollte es ermöglicht werden, die im Moos-Monitoring 1990, 1995, 2000 und 2005 erhobenen standortspezifischen Mess-und Metadaten zentral zu verwalten und ebenso wie die daraus berechneten Ergebnisse für weitergehende Analysen und Berichtspflichten online zugänglich zu machen. Die räumliche Darstellung der Moos-Monitoring-Daten sowie ihre Verknüpfung mit Daten über weitere Ökosystemkompartimente soll mit der WebGIS-Technologie (web-basiertes Geoinformationssystem) unterstützt werden und einen Beitrag zum Long-Term Ecosystem Research Network (LTER) leisten.

Methoden

Die Entwicklung der web-basierten Applikation baut auf dem im Moos-Monitoring 2000 entwickelten GEMMIS (German Moss Monitoring Information System) auf, in dem Mess-und Metadaten der Moos-Monitoring-Kampagne 2000 verwaltet wurden. Zur Erstellung der MossMet-Applikation werden folgende Open Source-Produkte verwendet: Apache http-Webserver (Hypertext Transfer Protocol), UMN-Mapserver (University of Minnesota), Mapbender, PostgreSQL-Datenbank-Managementsystem (DBMS) mit dem PostGIS-Modul und phpPgAdmin. Als Kommunikationsmittel werden die Computersprachen HTML (Hypertext Markup Language), SQL (Structured Query Language) und PHP (PHP: Hypertext Preprocessor) miteinander kombiniert.

Ergebnisse

Für die Monitoring-Kampagne 2005 wurde eine WebGIS-und eine Metadaten-Applikation entwickelt und im Routinebetrieb der Bundesländer und des Umweltbundesamtes erfolgreich erprobt. Die Metadaten-Applikation ermöglichte die Erfassung der analogen Probenentnahmeprotokolle sowie eine detaillierte und kriteriengeleitete Datenrecherche. Die kartografische Abbildung der räumlichen Informationen erfolgte durch die WebGIS-Applikation. Der Gefahr des Datenmissbrauchs durch unbefugte Anwender wurde durch einen passwortgeschützten Zugang zum Datenbestand vorgebeugt.

Diskussion

Die MossMet-Applikation dient nicht nur als Präsentationsplattform, sondern vor allem als Portal für die Analyse und Verknüpfung von Daten aus der Langzeit-Ökosystembeobachtung. Das LTER-Netzwerk zielt darauf ab, Ergebnise aus nationalen und internationalen Ökosystembeobachtungen Standorte und Ökosysteme übergreifend zusammenzuführen. Insofern ist das WebGIS MossMet der bislang einzige über das Konzeptionsstadium hinausgehende Beitrag für das LTER-Deutschland’-Projekt (LTER-D). Es bietet einen flexiblen Zugang zu Daten und ermöglicht eine schnelle Datenaufbereitung für anschließende Auswertungen. Diese können durch Daten anderer WebGIS erweitert werden, weil MossMet internationalen Operationalitätsstandards entspricht.

Schlussfolgerungen

Durch die zentrale Verwaltung der im Moos-Monitoring anfallenden Daten auf einem Internet-Server können diese Daten allerorts mit Hilfe eines internetfähigen Computers und eines Internetbrowser im besten Fall Mozilla Firefox oder Internet Explorer abgefragt, ergänzt und verändert werden, ohne dass lokale GIS-Applikationen vorhanden sein müssen. Damit wird Datenredundanz vermieden, die Fehleranfälligkeit des Datenbestandes auf ein Minimum reduziert und die Qualitätssicherung der Daten gewährleistet.

Empfehlungen

Veraltete analoge Archivierungsformen oder Internet untaugliche Datenverwaltungssysteme bieten weder einen zentralen Datenzugriff noch eine komfortable Datenverarbeitung. Die Integration der derart vorliegenden Daten in web-basierte Systeme ermöglicht einen optimierten Informationsaustausch.

Ausblick

Das WebGIS sollte für folgende Moos-Monitoring-Kampagnen in seiner Funktionalität in Form von upload-, downloadund GIS-Operationen ausgeweitet werden. Die Entwicklung einer europaweiten MossMet-Applikation sowie die Integration zusätzlicher Monitoring-Messnetze würden eine übergeordnete Analyse der Mess-und Metadaten erleichtern. Vor dem Hintergrund der Kostenersparnis durch Verwendung von Open Source-Produkten ist die Bereitschaft der in Europa am Moos-Monitoring mitwirkenden Länder an der Umsetzung der zukünftigen Ziele entsprechend groß.

Schlagwörter

Bioindikation Datenbankmanagementsystem Geodateninfrastrukturen Moos-Monitoring Open Source Software WebGIS