KIS-INFO - GIS-Steiermark

Transcription

GEOGRAPHISCHES INFORMATIONS – SYSTEM
STEIERMARK
GIS - STMK
KIS-INFO
KIS-INFO
Basisinformation zur Auswahl eines
Kommunalen Informationssystems (KIS)
Amt der Steiermärkischen Landesregierung, Landesbaudirektion,
Referat für Informations- und Kommunikationstechnik,
8010 G r a z, Stempfergasse 7,
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INHALTSVERZEICHNIS
INTENTION DER UNTERLAGE .......................................................................................................................3
WAS IST EIN GIS? WAS IST EIN KIS?............................................................................................................3
WAS BRINGT EIN KIS-EINSATZ EINER GEMEINDE ................................................................................4
DIE INTEGRATION MIT DER VORHANDENEN EDV ................................................................................5
DIE INTEGRATION MIT VORHANDENEN RAUMBEZOGENEN DATEN – SCHNITTSTELLEN .....6
WELCHE HARDWARE-AUSSTATTUNG WIRD BENÖTIGT?...................................................................7
WELCHE SOFTWARE SOLL GEWÄHLT WERDEN? .................................................................................8
PERSONALBEDARF .........................................................................................................................................10
DER EINFÜHRUNGSPROZESS EINES KIS..................................................................................................10
BEILAGE: CHECKLISTE – ANFORDERUNGEN AN EIN KIS
Erstellt von:
Dipl.-Ing. Rudolf Aschauer
Dipl.-Ing. Oswald Mörth
Stand: Oktober 2001
Im Internet unter
http://www.stmk.gv.at/land/gis/service/kis/kis_info.htm
Medieninhaber:
Hersteller:
Herstellungsort:
Land Steiermark
Landesbaudirektion, Geographische Informationssysteme (LBD-GIS)
Stempfergasse 7, A-8010 Graz
Kontakt:
Dipl.-Ing. Rudolf Aschauer
Tel.: ++43/316/877-4282
FAX: ++43/316/877-2067 od. 3657
E-Mail: [email protected]
G:\gis\wwdat\kis_info.doc
Amt der Steiermärkischen Landesregierung, Landesbaudirektion, Geographische Informationssysteme (LBD-GIS),
A-8010 Graz, Stempfergasse 7
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Intention der Unterlage
Anstoß für das Erstellen der Unterlage waren Anfragen von Gemeindebediensteten, denen von
verschiedenen Herstellern KIS-Produkte angeboten wurden, die sich aber bei einer Entscheidung
überfordert fühlen.
Die vorliegende KIS-Unterlage ist als grundlegende und neutrale Information für all jene in einer
Gemeinde gedacht, die von einem Einsatz eines
Kommunalen Informationssystems (KIS)
möglicherweise betroffen sind. Es soll wesentliche Begriffe klären, wichtige Komponenten eines
derartigen Systems darstellen und auf Voraussetzungen sowie Auswirkungen aufmerksam machen.
Die Unterlage gibt keine Produktempfehlungen. Sie ist als Begleitinformation für die Phase der
Erstinformation, der Vorgespräche und Produktdemonstrationen gedacht.
Was ist ein GIS? Was ist ein KIS?
Informationssysteme sind ganz allgemein Datensammlungen, wobei die Erfassung, Speicherung,
Verwaltung, Bearbeitung und Analyse dieser Daten computerunterstützt erfolgt. Schränkt man die Art
der Daten auf jene ein, die einen Ortsbezug aufweisen, so spricht man von einem ortsbezogenen
Informationssystem. Beispiele dafür sind:

RIS: Raumbezogenes Informationssystem,
LIS: Landinformationssystem,
UIS: Umweltinformationssystem,
KIS: Kommunales Informationssystem.
Als allgemeiner übergeordneter Begriff für all diese Ausprägungen von “ortsbezogenen
Informationssystemen” setzte sich im Lauf der Zeit “Geographisches Informationssystem (GIS)”
durch.
Im Kürzel “GIS” ist eine vereinfachte Definition schon
enthalten - nämlich "geographisch" – also
"erdbeschreibend".
Ein
GIS
ist
somit
ein
Computersystem, das den Bearbeiter in die Lage
versetzt, alle über, auf und unter der Erdoberfläche
existierenden Objekte in ein digitales Modell
abzubilden, dieses zu speichern und zu analysieren.
Der eigentliche Schatz eines GIS liegt in den GISDaten, da diese Datenbestände im Verlaufe vieler Jahre
aufgebaut und durch regelmäßige Aktualisierungen
ihren Wert erhalten. "Computer und Software kommen
und gehen - GIS-Daten bleiben bestehen."
Abb. 1: Komponenten eines GIS (nach ESRI)
Eine spezielle Ausprägung eines GIS ist das Kommunale Informationssystem – KIS. Es beinhaltet
jene ortsbezogenen Daten, die für eine Gemeinde (Kommune) von Bedeutung sind wie etwa Digitale
Katastermappe, Flächenwidmungsplan, Leitungen usw.
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Was bringt ein KIS-Einsatz einer Gemeinde
Die Anschaffung und der Betrieb eines Geographischen Informationssystems stellt eine erhebliche
Investition dar. Dem gegenüber stehen Vereinfachungen im Verwaltungsapparat der Gemeinde,
schnellere Bürgerinformation und ein besseres Service, wie auch verbesserte Grundlagen zur
Entscheidungsfindung. Vor allem aber kommt es zu einer Ersparnis bei neuen Aufträgen, da KISBasisdaten Grundlage für viele Projekte sind.
Ein GIS kann überall dort die Arbeit in den
Gemeinden sinnvoll ergänzen wo räumliche
Informationen benötigt werden. Dieses
Wissen steht auf Knopfdruck bereit und es
bedarf keiner langwierigen Nachforschungen
und
großer
Planarchive.
Folgende
Möglichkeiten stehen bereit:
Abb.
2:
GIS
führt
graphische
Gemeindeinformation zusammen
• Auch wenn ein GIS wesentlich mehr ist als ein reines Planbearbeitungs-Werkzeug, stellt eine
Grundfunktion die Darstellung von Plänen (Flächenwidmungspläne, Katasterpläne, Leitungen,...)
sowohl am Bildschirm als auch in Form von Ausgaben dieser Pläne auf Papier dar. Das wird als
Mapping bezeichnet.
• Ein Verknüpfen verschiedener Daten ist problemlos möglich. So können etwa Kanal und
Kataster unabhängig voneinander erfasst werden. In der Folge kann aber mit einem Mausklick die
Information darüber gewonnen werden, durch welche Grundstücke ein bestimmter Kanalstrang
führt.
• Digitale Daten sind im Gegensatz zu Plänen blattschnittfrei. Es ist also nicht mehr notwendig
Pläne nebeneinander zu “montieren” sondern man kann am Bildschirm das Planwerk der gesamten
Gemeinde in beliebiger Vergrößerung betrachten.
• Geometrische Eigenschaften wie Entfernungen oder Flächen können angezeigt werden. Klickt
man etwa auf eine Leitung und auf eine Anschlussstelle am Haus, wird die Entfernung zur Leitung
ausgegeben.
• Durch einen einfachen Mausklick auf eine am Bildschirm dargestellte Karte werden die Sachbzw. Attributdaten zu einem graphischen Objekt angezeigt. Sie klicken etwa auf ein Grundstück
des Katasters und der Bauakt wird angezeigt. Das geht natürlich auch umgekehrt. Man spricht auch
von der wechselseitigen Integration von nicht graphischen Datenbanken mit graphischen Daten.
• Ein GIS kann geographische Analysen durchführen. Eine geographische Analyse wäre etwa die
Ermittlung aller Grundstücke, die im 100 Meter Bereich eines Kanalstranges, einer Stromleitung
etc. liegen.
Diese Möglichkeiten stehen entweder auf einem oder mehreren Arbeitsplätzen zur Verfügung. Im
zweiten Fall ist ein Netzwerk notwendig, damit die Gemeindebediensteten mit gemeinsamen Daten
arbeiten. Es gibt auch Systeme die es erlauben, diese Informationen ins weltweite Internet
einzubringen (Web-GIS, Web-KIS).
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Die Integration mit der vorhandenen EDV
In Ihrem Gemeindeamt liegen wahrscheinlich viele in Datenbanken abgelegte Informationen auf. Das
kann der digitale Bauakt, das Bürgerverzeichnis mit Ihren Wohnadressen oder die Liste der
Grundsteuerpflichtigen sein. Auch diese Daten werden aus der Sicht des GIS als Sachdaten oder
Attributdaten bezeichnet.
Abb. 3: Verbindung von Graphik und
Sachdaten (nach ESRI)
Diesen Daten fehlt vorerst der
Bezug zur Karte. Es ist
beispielsweise ohne GIS nicht
möglich, eine Liste aller Bewohner
im Umkreis von 500 Metern um
eine Baustelle zu erstellen. Das
Geographische
Informationssystem ist nun in der Lage, Ihre
mühsam gesammelten Daten mit
dem digitalen Kartenwerk zu
verbinden.
In der Regel sollten die
vorhandenen Datenbanken ohne wesentliche Änderungen mit dem GIS verknüpft werden können. Um
eine eindeutige Zuordnung zu erreichen muß jeder Datensatz eine eindeutige Kennung (Schlüssel)
aufweisen, die auch beim geographischen Objekt (Punkt, Linie, Fläche) verspeichert wird. Wird etwa
in einer Datenbank der Bauvorhaben die Grundstücksnummer geführt, kann eben über diese
eindeutige Grundstücksnummer die Verknüpfung mit der digitalen Katastermappe erfolgen.
Vor der Beschaffung eines GIS sollten Sie auf jeden Fall mit der Lieferfirma abklären, wie ihre
vorhandenen Sachdaten integriert werden. Ganz besonders ist darauf zu achten, dass Sachdaten
nicht mehrfach gespeichert werden (z.B. Datenbank im GIS und bisherige Datenbank). Es würde
dabei neben dem Mehraufwand der doppelten Datenführung die Gefahr bestehen, daß diese
Datenbanken sich widersprechen.
Ein klares Datenhaltungskonzept ist insbesondere dann notwendig, wenn mehrere Computer über ein
lokales Netzwerk miteinander verbunden sind. Es könnten beispielsweise auf einem GIS-Arbeitsplatz
Kanal-Informationen abgefragt werden, während auf einem anderen Arbeitsplatz der digitale
Flächenwidmungsplan dargestellt wird. An beiden GIS-Arbeitsplätzen werden die Daten des
Grundstückskatasters benötigt. Es ist nicht sinnvoll, wenn an jedem Arbeitsplatz Kopien dieser
Datenbestände angelegt werden. Ein Mitarbeiter erfährt dann nämlich nichts von Änderungen, die ein
anderer durchgeführt hat.
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Die Integration mit vorhandenen raumbezogenen Daten – Schnittstellen
Die Erfassung raumbezogener Daten kann aufwendig und teuer sein. Es ist daher sinnvoll,
raumbezogene Daten – falls diese bereits vorhanden sind - zu kaufen, beziehungsweise – wie z.B. bei
der DKM - die kostenfreien Angebote des Landes zu nutzen. Einige Daten sind soweit in ihrer
Struktur genormt, dass Hersteller Module entwickeln, die eine Übernahme dieser Daten auf
„Knopfdruck“ ermöglichen, wobei nicht verschwiegen werden soll, dass in der Regel trotzdem
Nachbearbeitungen notwendig sind, um die Daten KIS-fertig zu machen. Bei vielen Produkten kann
auf diese Weise z.B. der digitale Grundstückskataster übernommen werden. Auch für den steirischen
Flächenwidmungsplan existiert eine solche Norm.
Abb.4: Datenaustausch über Systemschnittstellen (nach J. Albrecht, Produktbezeichnungen beispielhaft)
Andere geographische Daten sind nicht bis in die letzte Kleinigkeit genormt. Sie setzen auf eine
Grundstruktur auf, die davon abhängt mit welchem Produkt sie erstellt wurden. Es ist notwendig, dass
Ihr geographisches Informationssystem die Grundstruktur (Format) Ihrer Datenlieferungen lesen kann.
Ansonsten ist es nicht möglich diese Daten in Ihr GIS einzubringen. Datenproduzenten sind häufig in
der Lage verschiedene Formate zu liefern und ein Geographische Informationssystem kann im
allgemeinen mehrere Formate lesen. Somit läßt sich meist ein gemeinsamer Weg in Form einer
Datenschnittstelle finden. Es sollte jedenfalls bei der Beauftragung zur Erstellung digitaler
ortsbezogener Daten sichergestellt werden, dass diese ohne besonderen Aufwand und ohne
Informationsverlust in Ihr KIS übernommen werden können.
Abb. 5: Vektor- und Rasterdaten (nach
ESRI)
Grundsätzlich gibt es Vektor- und
Rasterdaten. Vektordaten bestehen aus
Punkten, Linien und Flächen. Diese
Elemente sind durch ihre Koordinaten
gespeichert. Beispiele für Vektordaten
sind der Flächen-widmungsplan, der
Bebauungsplan und die Katastermappe.
Rasterdaten hingegen sind Bilddaten.
Eine Karte oder ein Bild wird dabei in
ein regelmäßiges Gitter (Raster) zerlegt
und jeder Zelle dieses Gitters wird ein
Farbwert zugeordnet. Beispiele für
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Rasterdaten sind Satellitenbilder, Luftbilder und die Österreichische Karte 1:50000 (ÖK-50). Die
meisten GIS können sowohl Raster- als auch Vektordaten verarbeiten und sie überlagert darstellen.
Beliebt sind etwa Karten des Grundstückskatasters mit hinterlegten Orthofotos (das sind entzerrte –
also als Karte verwendbare - Luftbilder). Einige wenige GIS sind jedoch nur auf Vektor oder nur auf
Rasterdaten festgelegt. Für den Gemeindebedarf ist es notwendig, daß Ihr GIS Vektor- und
Rasterdaten verarbeiten kann.
Ein Beispiel für eine Vektordaten-Schnittstelle ist DXF. Fast alle Systeme, die Vektordaten
verarbeiten können, sind in der Lage das systemeigene Datenformat in DXF umzuwandeln und auch
umgekehrt zu lesen. Das Problem dabei liegt meist darin, dass die Sachdateninformation nicht einfach
und verlustfrei konvertiert werden kann. Beim GIS-Steiermark werden die ESRI-Formate E00, Cover
und Shape verwendet. Produktunabhängige Normen wie z.B. die ÖNORM haben bisher kaum
praktische Bedeutung erlangt. Raster- bzw. Bilddaten werden sehr oft im TIFF-Format gespeichert
und ausgetauscht.
Welche Hardware-Ausstattung wird benötigt?
In dieser Unterlage kann nicht auf spezielle Voraussetzungen für eine KIS-Hardware-Auswahl in einer
Gemeindeverwaltung wie etwa das vorhandenes Hardware-System, Anzahl der vorgesehenen
Bearbeiter oder Eigenschaften der einzusetzenden KIS-Software eingegangen werden. Auch ist klar,
dass die unten angeführten Spezifikationen in einem halben Jahr voraussichtlich bereits überholt sind.
Dennoch wollten wir nicht darauf verzichten, in dieser Unterlage wesentliche Komponenten einer
KIS-Hardware anzuführen:
PC (auch Workstation):
Es sollte ein Gerät verwendet werden, das sich von einem üblichen Standard-Textverarbeitungs-PC
doch abhebt:
- Z.B. AMD Athlon 1 GHz und mehr oder
Pentium 4 - 1 GHz und mehr,
- Mind. 256 MB RAM, besser 512,
- 4 GByte System-Festplatte, 40 GByte Daten-Festplatte,
- 21 Zoll Farbbildschirm,
- Datensicherungslaufwerk etc.
- Windows-2000 Betriebssystem (wegen der besseren Stabilität).
Drucker/Plotter:
Für kleine Systeme kann mit einem Tintenstrahldrucker für Ausgaben im Format DIN A3 mit einer
Auflösung von 300 dpi (Dots per inch = Punkte pro Zoll bzw. Punkte pro 2,54 cm) das Auslangen
gefunden werden. Für häufige Planausgaben mit guter Qualität ist ein Plotter mit Ausgabeformat DIN
A0 und 600 dpi Auflösung in Erwägung zu ziehen.
Digitizer:
Ein Digitizer war früher fixer Bestandteil eines GIS-(KIS-)Systems, da das Digitalisieren von
analogen Papier-Plänen oft notwendig war. Inzwischen wird das Neuerstellen von Geo-Daten häufig
auf der Basis vorhandener Geo-Daten durchgeführt, z.B. auf Basis des vorhandenen Katasters oder
bereits eingemessenen Naturbestandes. Damit ist ein Digitalisierbrett nicht mehr unbedingt notwendig.
Im Falle einer Gemeinde wird die Datenerstellung ja auch oft vergeben werden. Trotzdem sollte wenn nicht eindeutige Gründe dagegensprechen - die Möglichkeit der eigenen manuellen
Datenerfassung offengehalten und ein Digitzer angeschafft werden.
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Welche Software soll gewählt werden?
GIS-Grund-Funktionen:
Folgende Funktionen sollte die Ihnen angebotenen KIS-Software als Mindestanforderung bieten:
1. Auswahl graphischer Objekte durch Anklicken, Angabe von Umgrenzungslinien, Kreisen o.ä. und
Ausgabe sämtlicher beschreibender Daten (z.B. Anklicken eines Grundstückes und Anzeigen der
Grundstücksnummer, des Besitzers usw.)
2. Auswahl graphischer Objekte mittels logischer Ausdrücke (z.B. alle Sanierungsgebiete
selektieren)
3. Auswahl graphischer Objekte durch Überlagerung (alle Grundstücke, durch die ein bestimmter
Kanal führt)
4. Auswahl graphischer Objekte aufgrund von Nachbarschaftsbeziehungen (alle Nachbarn eines
Bauwerbers)
5. Klassifikationen (z.B. Einfärben von Grundstücken nach Bebauungsdichteklassen)
6. Statistik (z.B. durchschnittlicher Wasserverbrauch in einem Gebiet)
7. Hinzufügen von Planüberschrift, Maßstabsleiste, Nordpfeil u.ä., um eine Karte oder einen Plan mit
ansprechendem Layout ausgeben zu können
8. Geo-Daten über Bildschirm und/oder Digitizer selbst eingegeben
9. Bilddaten (z.B. Luftbilder bzw. Orthofotos) mit Vektordaten (Punkten, Linien, Flächen) überlagert
darstellen
10. Beschreibende Daten aus den in der Gemeinde verwendeten und anderen gängigen
Datenbanksystemen wie MS-Access, FoxPro, Informix, Oracle usw. verknüpfen
11. Datenschnittstellen: Die Möglichkeit, Geo-Daten anderer Systeme zu übernehmen und die eigenen
Daten an andere System zu übergeben.
Abb. 6: Analyse mit GIS (nach ESRI)
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KIS-Anwendungs-Funktionen:
Folgende Anwendungen sollten mit der Ihnen angebotenen KIS-Software zumindest möglich sein:
12. Darstellen und Abfragen der Digitalen Katastermappe in Verbindung mit der Grundstücksdatenbank
13. Darstellen und Abfragen des Digitalen Flächenwidmungsplanes
14. Erfassen, Darstellen, Abfragen und Bearbeiten des Leitungsnetzes (Wasser, Kanal, Gas, Strom...)
15. Erfassen und Bearbeiten von Naturbestandsdaten
16. Freie Definition von eigenen Inhalten (z.B. Baumkataster, Sammelstellen usw.)
Produkte:
Das Auflisten von Produkten ist in einer neutral verstandenen Unterlage kritisch. Es wäre aber der
Wert in Frage zu stellen, würden gar keine Produkte genannt. Wir haben uns daher entschieden, in der
Internet-Variante dieser Information eine Liste von Produkten zu führen. Eine derartige Liste ist leicht
zu aktualisieren. Sollte uns ein Produkt zum Zeitpunkt des Drucks dieser Unterlage nicht bekannt sein,
ersuchen wir um Kontaktaufnahme und sichern die sofortige Aktualisierung der Produktliste zu. Jenen
Gemeinden, die über keinen Internetanschluss verfügen, senden wir die Produktliste auf Anforderung
gerne zu. Bitte sehen Sie also unter http://www.stmk.gv.at/land/gis/service/kis/kis_info.htm nach, um
eine Produktübersicht zu erhalten.
Welche Daten sind relevant?
Um ein GIS sinnvoll zu betreiben, ist eine gute Datenbasis notwendig. Nachstehende InformationsEbenen werden als Grundstock vorgeschlagen:
Informations-Ebene
Beschreibung
Der rechtsgültige Digitale Grundstückskataster des Bundesamts für
Digitaler Grundstückskataster Eich.- u. Vermessungswesen
Die GDB (Grundstücksdatenbank) listet die Besitzer der Grundstücke
GDB
auf.
Naturbestand
Die Erfassung des Naturbestandes ist eine wesentliche Voraussetzung
für ein funktionierendes KIS
Raumplanung
Der Flächenwidmungsplan legt die Nutzung des Gemeindegebietes
(Flächenwidmungsplan)
fest.
Umwelt
Der Ökokataster stellt die ökologische Situation im Gemeindegebiet
dar.
Kanal, Wasser, Strom, Telephon, Straßenbeleuchtung, Ferngas,
Leitungen
Fernwärme
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Personalbedarf
Aufgrund der unterschiedlichen Größe der steirischen Gemeinden kann hier schwer eine exakte Zahl
für den Personalbedarf angegeben werden. Wesentlich scheint uns, dass den Verantwortlichen für eine
KIS-Beschaffung klar ist, dass Personalressourcen benötigt werden. Es muss jemand geben, der sich
um das System ”annimmt”. Speziell in der Einführungsphase wird ein wesentlicher Teil der Zeit von
zumindest einer Mitarbeiterin / einem Mitarbeiter der Gemeindeverwaltung für das Kennenlernen und
den Aufbau des KIS benötigt werden.
Der Einführungsprozess eines KIS
1. Gespräche, Demos
Es sollten nach Möglichkeit mit mehreren Anbietern Gespräche geführt und von deren Systemen eine
Vorführung in Anspruch genommen werden. Vorbereitete Fragen auf der Basis der eigenen
Vorstellungen bzw. des eigenen Bedarfs sind von Vorteil.
2. Systemauswahl
Wenn auch Arbeitsaufwand und das Gefühl, den richtigen Partner schon zu kennen dagegensprechen,
sollte dennoch eine Ausschreibung durchgeführt werden. Das System sollte als Gesamtsystem (Hardund Software) ausgeschrieben werden.
Im Falle einer Beschaffung von Daten ist darauf zu achten, dass nicht nur die Nutzungsrechte, sondern
auch die Eigentumsrechte erworben werden.
3. Test
Es empfiehlt sich, die angebotenen Systeme mit selbstgewählten Fragestellungen und Daten unter
Beisein der zukünftigen Anwender zu testen.
4. Installation
Zusätzlich zu Installation von Hard- und Software ist eventuell das Einbringen bereits vorhandener
Daten wie DKM oder Flächenwidmungsplan sowie das Einbinden vorhandener Sachdaten durch die
Lieferfirma in Erwägung zu ziehen.
5. Schulung
Jene Mitarbeiter, die das System bedienen werden, benötigen natürlich eine Einschulung. Ein Blick
des Amtsvorstandes oder des Bürgermeisters über die Schultern erhöht das Verständnis für spätere
Probleme. Auf eine Dokumentation des Systems sollte nicht vergessen werden.
6. Betrieb
Endlich ist es soweit. Die Arbeit kann laufen.
7. System-Wartung
Für Hardwareausfälle, Softwareneuerungen und Fragen während des Betriebs ist ein Wartungsvertrag
in Erwägung zu ziehen.
8. Datenwartung
Wie für Hard- und Software ist auch für die Geo-Daten eine Wartung notwendig.