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14                         Forschung                            BMBF Verbundforschungsprojekt                           Ev...
Forschung                              15Parameter Wasserstand, Strömungsge-           die Knoten- und Kontroll-schwindigk...
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  1. 1. 2/11Editorial Einsatzführungssystem für den Brand-Produkte und Lösungen schutz und das Katastrophenmanagementfür den KatastrophenschutzIngo MichelsBereichsleiter GIS und DSS Marcus Richter, Ingo Michels & Ina Lengert-BeckerDiese Ausgabe unserer Zeitschrift haben wir Durch konsequente und praxisnahe gebunden werden, wie bereits vorhande-der Prognose, Prävention und Hilfe zur Weiterentwicklung von GeoFES ist es ein ne Feuerwehrdaten/-pläne, Einsatzmittel-Bewältigung von Schadensereignissen mit- weiteres Mal gelungen, den Funktions- und Ressourceninformationen. Fortsetzung auf Seite 2 umfang und die Effizienz des Systems zu steigern. Hierbei finden nicht nur die Sollten Basisdaten, beispielsweise für dieInhalt FwDV100 (Feuerwehr Dienstvorschrift hausnummernscharfe Lokalisierung nicht 100) und das Expertenwissen unserer zur Verfügung stehen, können diese durchGeoFES 4.1 Entwickler Eingang, sondern ebenfalls die ebenfalls in GeoFES integrierbare DatenEinsatzführungssystem für den Brandschutzund das Katastrophenmanagement 1 Praxiserfahrung unserer Kunden. Mit der neuen Version GeoFES 4.1 steht einHilfe bei Schadensereignissendurch GIS basiertes Einsatzführungssystem Einsatzführungssystem für Feuerwehrenund Smartphones 3 und andere Einrichtungen im Katas- trophenschutz zur Verfügung, dass mit sei-GeoFES: ABC-Erkunderintegriert 5 ner intuitiven Nutzerführung auf die Prozesse und Arbeitsschritte bei derGeoFES 4.1 und Geodaten- Bewältigung von Schadenslagen optimiertserver bei der Berliner ist.Feuerwehr 6Neuerungen in GeoFES 4.1 7 Durch seine flexible Administrierbarkeit lässt sich GeoFES gezielt für Einheits-InternetbasierteKatastrophenschutzportale führer, die technischeEine Ergänzung zu mobilen autarken ent- Einsatzleitung (TEL)scheidungsunterstützenden Systemen 8 sowie StabsaufgabenHochwasserrisikomanage- mit deren jeweiligenment – Methoden und Lösungen Rollen konfigurieren.von DHI-WASY 10 Darüber hinaus stelltPräventiver Hochwasser- GeoFES ein umfassen-schutz – Hochwasservorhersage des Werkzeug für denan der Raab 12 zentral betriebenenEvaSim – Gekoppelte Verkehrs- und Katastrophenschutz,Hydrauliksimulation zur Steuerung von Ver- beispielsweise in Landkreisen und Städtenkehr bei hochwasserbedingter Evakuierung 14 dar.Nachrichten 15• Projektmanagement und automatische Eine wichtige Rolle in GeoFES spielen die der Firma Navteq ergänzt werden. DHI- Abb. 1: Veröffentlichungs- Softwaretestung mittels Microsoft Team möglichkeiten aus GeoFES Foundation Server dem System zugrundeliegenden Daten. WASY hat mit der Firma Navtec einen• Nachlese: Essener Abwassertage, Wasser- Beim Anwender bereits existierende Vertrag zur kostengünstigen Nutzung baukolloquium und Tag der Hydrologie Geobasisdaten können ebenso in dem deren Daten im Rahmen des Brand- und• Personalien: Neue Mitarbeiter System durch einfache Adminstration ein- Katastrophenschutzes abgeschlossen hat.
  2. 2. 2 Produkte Neben der multiplen Lokalisierung der Raum- und Sachdaten basierten Systems bereichen sichtbar. Hierbei ist GeoFES in Einsatzstelle wird der entscheidende zur Einsatzplanung und -leitung bei der der Lage alle entscheidungskritischen Vorteil eines auf der Verknüpfung von Analyse von Gefahren- und Evakuierungs- Fakten auf einen Blick zu visualisieren, Checklisten zur Abarbeitung auch dynami-Kurzübersicht Aufgabenbereiche I sche der Lage angepasst zu erstellen und die gewonnenen Erkenntnisse und Anwei-Administration sungen in die Kommunikation mit allenKonfigurationsbereich, dieser steht nur für die Administration zur beteiligten Akteuren zu integrieren. AlsVerfügung und dient zur Datenintegration, Rolle- und Auf- Vorlage dient das digitale 4-fach Melde-gabenkonfiguration, Layoutgestaltung der Lagekarten, Stich- formular, welches sich in die IT-Kommu-worterstellung sowie zur Einbindung Taktischer Zeichen. nikation der jeweiligen Institutionen ein- passt. Fortsetzung von Seite 1Einsatz tels moderner raumbezogener Software- technologie gewidmet. Dass diese AusgabeStarten von neuen Einsätzen und/oder (Groß-)Schadenslagen. gerade in einen Zeitraum fällt, in demVerwalten von Einsätzen oder Ereignissen. Ändern von Einsatz- Katastrophenmanagement (Disaster Riskinformationen, wie z. B. Nummer, Zeitangaben und Stichwort. Mangement) im Fokus des öffentlichen Interesses steht, mag Zufall sein. Dass aberBeenden sowie Fortschreiben von Einsätzen. DHI-WASY eine ganze Reihe von Produkten und Lösungen in diesem Umfeld anbietet, ist es inzwischen ganz und gar nicht mehr. Bereits seit vielen Jahren sind wir auf demLokalisierung Gebiet des Hochwassermanagements tätigSetzen eines Einsatzortes interaktiv oder über Adressen, Objekte, – sowohl in der Projektarbeit als auch inGewässer, Autobahnen, sowie benutzerspezifische und adminis- der Softwareentwicklung. Das Fundament für eine moderne GIS-basierte Einsatz-trierbare Lokalisierungsbedingungen. führung bei Katastrophen generell wurde im Jahr 1997 gelegt, als wir die ersteInformationen Version des EntscheidungshilfesystemKurzübersicht zu den Einsatzinformationen. Einsicht und das GeoFES für die Berliner Feuerwehr entwi-Hinzufügen von Informationen in das Einsatztagebuch, mit des- ckelt haben. Inzwischen ist die Version 4.1 fertiggestellt, die moderne Technologiensen Filterfunktionalität über Zeit, Rolle und Aufgabe. wie Geodatenserver, Webservices und mobile Endgeräte integriert. GeoFES ist damit ein exzellentes Einsatzführungs- system nicht nur für Feuerwehren! Der nachfolgende Leitartikel gibt hierzu einen Einblick. GeoFES nutzen wir als Basis-Checklisten system für weitere Lösungen wie z. B. dieAbarbeiten von vordefinierten, interaktiv oder dynamisch (aus Katastrophenschutzsysteme des Ham- burger Hafens und des Landkreises Ober-einer Analyse heraus) erstellten Checklisten anhand von Status- havel, der die dichteste Bombenfunddichteangaben (hoch/zu bearbeiten = rot, mittel/in Bearbeitung = in Deutschland besitzt. DHI-WASY arbeitetgelb, niedrig/erledigt = grün). auch an der Integration einer radiologi- schen Messkomponente in das System GeoFES. Damit wird in Kürze ein System zur Führung von beliebig vielen ABC (NBCR)-Messfahrzeugen verfügbar sein, das bei Austritt von Radioaktivität dieLagemanagement Behörden effektiv unterstützen kann. DasSetzen von Taktischen Zeichen (Fahrzeuge, Einheiten, Gefahren, Zusammenspiel von Radioaktivität undSchäden und Maßnahmen), Symbolen und Graphiken. Auswer- Hochwasser (Tsunami) hat bekannterma-tung der Kräfte und Mittel sowie weiterer Taktischen Zeichen. ßen zu einer der schwersten Katastrophen geführt.Erstellen von Handkarten und Schadenskonten. Definieren vonEinsatzabschnitten. Setzen, Beschreiben und Bearbeiten von Die vorliegende Zeitschrift wird umSchadenspunkten. Beiträge zur Hochwasserproblematik kom- plettiert. Mit dem FE-Projekt EvaSIM, derAnalysebereich Flood Toolbox und der Erstellung einesAutomatisches, voreingestelltes oder interaktives Generieren von Hochwasserwarnsystems in Österreich wer- den diesbezüglich aktuelle EntwicklungenGefährdungs- und Suchbereichen. Puffern von Gefährdungsbe- präsentiert. Ich bin sicher, dass wir Ihnenreichen. Verwalten von Gefährdungsbereichen. Einbindung von auch diesmal eine sehr interessanteModellen zur Schadstoffausbreitung und Hochwassergefährdung. Lektüre bieten können und hoffe, dass Sie uns weiterhin die Treue halten.
  3. 3. Produkte 3Durch seine einfache Konfigurierbarkeit Kurzübersicht Aufgabenbereiche IIermöglicht GeoFES diverse individuelle AnalyseAnpassungen, beispielsweise der takti- Auswertung der Analysebereiche nach gefährdeten Objektenschen Zeichen oder beim Erstellen von und/oder nach geeigneten Evakuierungsobjekten. UmwandelnHandkarten. der Analysen in Checklisten.Neben dem reinen Platzieren von takti-schen Zeichen mit hinterlegten Sachinfor-mationen auf einer Karte, stellt GeoFESdetaillierte Informationen und Aus- Veröffentlichen – kein extra Aufgabenbereich, übergreifendwertungen der Kräfte und Mittel, Ein- Alle in GeoFES generierten Dokumente umgehend per E-Mailsatzabschnitte, Schadenspunkte uvm. zur (Outlook) aus dem Programm heraus versenden oder drucken.Verfügung. Dabei werden die digitale Dies betrifft Checklisten, Kräfte und Mittel, Schadenspunkte,Lagekarte und tabellarische Aufstellungen Lagekarten, Handkarten, Schadenskonten, Einsatztagebuch undgrundsätzlich konsistent gehalten. Analysen.Das GeoFES Einsatztagebuch erfüllt alle GreenInfo – kein extra Aufgabenbereich, übergreifendAnforderungen an die Berichtspflicht des Umfangreiches Informationswerkzeug, das umgehend der digi-Feuerwehralltages. Neben der automati- talen Lageerkundung dient. Es stellt alle konfigurierten Informa-schen Protokollierung jeglicher mit dem tionen zu Objekten bereitstellt. Objektsuche erfolgt nach inter-System durchgeführter Aktionen können aktiver Auswahl in der Karte, nächst gelegenes Objekt,Ergänzungen manuell hinzugefügt wer- Kartenausschnitt, Analysebereich oder Suchtexteingabe wie vonden und nach beliebigen Kriterien recher- Suchmaschinen gewöhnt.chiert werden. Alle erzeugten Dokumente(Lagebilder, Handkarten, Analysen,Kräfteübersichten, uvm.) werden perHyperlink referenziert und sind somit über Fazitdas Einsatzarchiv und das Einsatz- Mit GeoFES steht ein hochperformantes GeoFES basiert auf ArcGIS der Firma ESRItagebuch sehr schnell wieder rekonstru- Werkzeug zur Verfügung, dass alle relevan- und ist ab sofort für die Nutzung unterierbar. Das Einsatztagebuch ist rechtssi- ten Informationen für das Katastrophenma- Windows XP und 7 verfügbar. Noch imcher, d. h. es unterstützt Einsatzleiter bei nagenent jederzeit und an jedem Ort bereit- ersten Halbjahr 2011 ist dann auch dieder Nachbereitung ihrer Einsätze bzw. hält, um Entscheidungsträgern im Katastro- Version für ArcGIS 10 verfügbar. GeoFEShilft in der Ausbildung reale Einsätze phenfall eine fundierte, solide Basis für Ihre kann als Runtime Version und als ExtensionSchritt für Schritt nachzuvollziehen. Handlungsanweisungen zu ermöglichen. von ESRI ArcGIS ArcMAP genutzt werden.Hilfe bei Schadensereignissendurch GIS basiertes Einsatzführungssystem und SmartphonesJürgen RuschExtremwetterlagen z. B. Sturm, Starknie- großräumig in der Fläche verteilt sein kön- kann sich aus der Vielzahl von „unproble-derschlag, Hochwasser nehmen in der nen. Dazu zählen umgestürzte Bäume, matischen“ Einzelfällen durch Kaska-jüngsten Vergangenheit in ihrer Intensität vollgelaufene Keller, vermehrt auftretende deneffekte auch schnell eine kritischeund Aufeinanderfolge unbestritten signifi- Autounfälle u.v.m. Auch in solchen Situation ergeben, die für die Einsatzkräftekant zu. Diese führen ebenfalls zuneh- Situationen erwarten die Bürger schnelle zu einer schwer beherrschbaren Situationmend zu sogenannten Flächenschadens- Hilfe von den Hilfsorganisationen, für ihre eskalieren kann. Deshalb ist grundsätzlichlagen, die die Einsatzkräfte vor besondere Probleme, da diese für jeden Einzelnen die schnelle und effiziente AbarbeitungHerausforderungen stellen. eine Gefährdung darstellen kann. Aus der sogenannten Schadenspunkte wesent- Sicht der Einsatzkräfte scheinen diese lich für den Schutz der Bevölkerung, wei-Charakteristisch dafür ist eine Vielzahl von Ereignisse auf den ersten Blick im terer Schutzgüter und der Umwelt.Einzelereignissen (Schadenspunkte), die Einzelnen nicht bedrohlich. Allerdings >>
  4. 4. 4 Produkte Einsatzführungssystemen implementiert. hinzugefügt oder die vorhandenen Scha- Noch weniger gehört es bisher zum denspunkte geändert werden. Auf Basis Standard, dass die Führung von Flä- der Lage von Schadenspunkten werden chenschadenslagen mit Hilfe von GIS sehr schnell Gebiete mit vielen Schäden erfolgt und mobile Clients zur Erfassung identifiziert werden. Diese können dann und Unterstützung der Abarbeitung inte- als Einsatzabschnitte gekennzeichnet und griert sind. mit Ressourcen belegt werden. Die Einsatzkräfte vor Ort können dann auf Deshalb wurde in Zusammenarbeit mit dem mobilen Gerät mit MobiBOS ihren der Firma B2M Software AG eine Lösung Einsatzabschnitt abrufen und sehen eben- entwickelt, die das Einsatzführungssystem falls auf einer Karte die einzelnen Punkte GeoFES um Funktionen zur Schadens- mit der jeweils vom Krisenstab zugeordne- erfassung und -abarbeitung mit grafischen ten Abarbeitungs-Priorität sowie weiteren Abb. 1 (ganz oben): I.d.R. laufen alle Meldungen bei der mobilen Endgeräten (Smartphones) er- wesentlichen Informationen. Durch einfa-MobiBOS Kartenansicht Leitstelle auf, die aber aufgrund der weitert. Mit dem Produkt MobiBOS kön- ches Anklicken auf der Karte im mobilen Vielzahl der eingehenden Meldungen nen Erkunder mobile Schadenspunkte im Gerät kann der Status der Abarbeitung Abb. 2 (oben): Mehrschichtapplikation und der zunehmenden Verknappung der Gelände räumlich und inhaltlich erfassen. geändert und an den Stab digital übermit- im Kontext von GeoFES disponierbaren Kräfte mit der Be - Die erfassten Daten werden in einer telt werden. Damit ist der Stab jederzeit mit Multiuser-Zugriff lesend und schreibend wältigung der Lage überfordert sein ArcGIS Server Datenbank gespeichert und automatisch über den Stand der Bear- kann. Deshalb werden in diesen Fällen stehen damit unmittelbar dem Krisenstab beitung in Form von eingefärbten Punkten Abb. 3 (oben rechts): Kriesenstäbe einberufen, die die Koor- lagegenau auf der digitalen Lagekarte des auf der digitalen Lagekarte raumbezogen Klassifizierte Schadens- dinierung und Führung der Einsätze Einsatzführungssystems GeoFES zur Ver- informiert. Das Abarbeiten der Ereignisse punkte einer Hoch- wasserschadenslage übernehmen. Diese Stäbe sind auf die fügung. Mit den in GeoFES integrierten bzw. Einsätze kann so wesentlich effektiver zur Verfügung stehenden Führungsmittel Funktionen können weitere Schadens- durchgeführt werden. Eine Fehleranfäl- angewiesen. Das Führen von Flächen- punkte (die über die Leitstelle, Telefon ligkeit verursacht durch Kommunikations- schadenslagen ist bisher jedoch kaum in oder Faxmeldungen im Stab eintreffen) lücken wird verringert.
  5. 5. Lösung 5GeoFES: ABC-Erkunder integriertIna Lengert-BeckerIm Fall eines radiologischen, biologischen mit einer einfachen Tabellenstruktur. Um übergeben. Der Gefähr-oder chemischen (ABC-)Ereignisses wird in diese Daten umgehend in ein ArcGIS gän- dungsbereich kann nunder Regel die Feuerwehr zur Bewältigung giges Format bereitzustellen, wurden mit den Standardmittelnder Lage gerufen. Einer der ersten Ak- diese Daten mittels ArcObjects „umman- von GeoFES zu einertivitäten im Einsatzfall ist die umfassende telt“. Hierbei werden eindeutig definierten Analyse herangezogenErkundung der Einsatzstelle. Bei den Datenstrukturen Eigenschaften verliehen, werden, die z. B. die zugenannten Fällen kommen i.d.R. soge- die dann von ArcGIS als proprietäre Daten evakuierende Bevölke-nannte ABC-Erkunder zum Einsatz. anerkannt und dem Anwender gegenüber rung sowie eine Liste derHierbei handelt es sich um Fahrzeuge, die als „normale“ GIS-Daten präsentiert wer- abzusperrenden Straßendeutschlandweit einheitlich ausgestattet den. Diese Möglichkeit besitzt den ent- aufzeigen kann.sind und über umfangreiche Messgeräte scheidenden Vorteil, dass die Daten ohneverfügen. Zur Auswertung steht auf den expliziten Konvertierungsaufwand z. B. In einem denkbaren Schadensfall sollte die Abb. 1: Messwertfilter in GeoFESjeweiligen Fahrzeugen auch eine einheitli- durch einen Anwender oder ein anderes Kette der Messungen, soweit wie möglich,che Software zur Verfügung, die u. a. die externes Programm bereitgestellt werden nicht unterbrochen werden, so dassMessdaten auf einer Karte visualisiert. Da können. immer weitere Daten eingehen. Jedeallerdings bei einem solchen Einsatzfall Interaktion, die im Aufgabenbereich desmehrere Erkunder zum Einsatz kommen Eine wesentliche Anforderung der An- ABC-Erkunders durchgeführt wird, stelltkönnen (Berlin verfügt z. B. über 14 sol- wender für die Schadensanalyse war implizit eine erneute Abfrage der einge-cher Fahrzeuge), ist es erforderlich, die eine vielfältige unkomplizierte Filterung gangenen Messdaten dar und stellt dieseMesswerte aller Fahrzeuge gemeinsam der Mess werte. Diese erlaubt eine sofort dem System zur Verfügung. Vorteil:auszuwerten. Hierfür ist eine sogenannte Einschränkung der Daten in Bezug auf der Anwender muss die Daten nicht selbstMessleitkomponente nötig, die es aber Schwellwerte, einen Zeitraum, eine ört- abfragen, dies passiert zur Laufzeit. Derbisher nicht gibt. liche Ausdehnung mittels eines Poly- Interpolationsvorgang kann jederzeit mit gons sowie die tatsächlich im konkre- den neuen Daten wiederholt werden.Im Auftrag der Berliner Feuerwehr wurde ten Einsatz befindlichen ABC-Erkunder.deshalb eine Software erstellt, die es Somit werden die Anwender in die Lage Der Anwender kann Daten konvertierengestattet, Messdaten von mehreren ABC- versetzt, eine differenzierte Aus wahl und bereitstellen, Daten filtern, berechnenErkundern einzulesen und durch räumli- relevanter Daten für die Interpolation und grafisch auswerten. Damit ist erche Interpolation in Form eines Gefah- vorzunehmen. schnell in der Lage, zuverlässige Ent-renpolygons zu aggregieren. Dieses wird scheidungen für einen möglichen Gefähr- Abb. 2: Darstellung desaus dem Isolinienverlauf für einen vorzu- Für die Interpolation wird das Verfahren dungsbereich zu fällen und diesen der Interpolationsergebnissesgebenden Messwert (Grenzwert) ermittelt IDW (Inverse Distance Weighted) genutzt. Einsatzleitung zu übergeben. in GeoFESund dem Einsatzführungssystem GeoFES Diese Methode nimmt an, dass ein zuge-von DHI-WASY zur Analyse bereitgestellt. ordneter Wert mit zunehmendem Ab-Zuerst werden ausschließlich radiologi- stand von seiner Referenzposition an Ein-sche Messungen (Flächenkontamination/- fluss verliert. Weitere Einstellungen zurPunktquellenmessungen stationärer Mo- Interpolationsmethode können jederzeitdus) ausgewertet. vorgenommen werden, um das Ergebnis zu optimieren. Nach Durchführung derÜber eine Administrationskomponente Berechnung erfolgt eine grafische Dar-von GeoFES werden Arbeitsbereich und stellung des InterpolationsergebnissesMesswertbereiche bestimmt. Der Arbeits- anhand von Farben, die über diebereich gibt den Pfad im Netzwerk an, in Administration den einzelnen Messdaten-dem die Daten im Einsatzfall von den ein- bereichen zugeordnet wurden.zelnen Erkundern abgelegt werden. DieMesswertdefinition ist für die Symboli- Nach Auswertung des Interpolationsergeb-sierung und Interpolation notwendig. nisses werden die interpolierten Mess- wertbereiche in ein Polygon umgesetztDas von den ABC-Erkundern gelieferte und als Gefährdungsbereich an die Ein-Format der Messdaten ist ein Textformat satzdatenbank des aktuellen Einsatzes
  6. 6. 6 Lösung GeoFES 4.1 und Geodatenserver bei der Berliner Feuerwehr Jürgen Rusch & Harry Düwel Für die Berliner Feuerwehr wurde im tortätigkeiten auf allen mobilen End- 1. Rasterdaten Rahmen von vorangegangenen Projekten geräten gewährleistet. Topographische Karten von Berlin und das Einsatzführungssystem GeoFES spe- Brandenburg (K5, K10, K50, K100, TK10, ziell für die Nutzung im mobilen Einsatz Als zentraler Datenbankserver wird ein TK25, TK50, Sperrpläne, Lagepläne [etwa konzipiert, entwickelt und eingeführt. Um physischer Rechner mit dem Betriebs- 5 Gigabyte]) die Vorteile einer zentralen Datenhaltung system Windows Server 2008 R2 verwen- mit einer dezentralen Datennutzung det. Auf diesem Rechner ist als Daten- 2. Vektordaten Etwa 5 000 Objekte (Krankenhäuser, Schulen, Kita, S- und U-Bahnhöfe…) Etwa 455.000 Elemente des regionalen Bezugssystems Berlin [RBS] (Adressen, Straßenabschnitte, Kreuzungen…) Etwa 1,3 Mio Elemente der atomatisierten Liegenschaftskarten [ALK] (Gebäude, Flurstücke, Bäume…) 3. Luftbilder Aufgrund der großen Datenmenge der Luftbilder für Berlin und Brandenburg (etwa 25 Gbyte) werden diese auf einem Fileshare des Applikationsservers abgelegt. Sie werden als „unmanaged“ Raster- katalog in einer Filegeodatabase bereit- gestellt. Als Applikationsserver wird ein virtueller Server auf der Basis von „Microsoft Hyper- V“ mit zwei CPU’s und vier Gigabyte Arbeitsspeicher verwendet. Die ESRI- Software „ArcGIS Server for the Microsoft .NET Framework“ und ArcSDE in der Version 9.3.1 SP2 wird für die Bereit- Abb. 1: Skizze mit durch GeoFES optimal verbinden zu kön- bankbetriebssystem SQL-Server 2008 stellung der Daten genutzt.Elementen des eingerich- teten Geodatenserver- nen, wurde bei der Berliner Feuerwehr ein installiert. Zwei Datenbanken (Vektor- systems Geodatenserversystem implementiert, das daten, Rasterdaten) sind für die Spei- Die Software GeoFES wird für die Inhouse- eine zentrale Datenhaltung für die intern cherung unterschiedlicher Datenarten Anwender über Terminalserver bereitge- und durch externe Stellen gepflegten vorgesehen. Die Einsatzmittel werden in stellt. Dazu wurden zwei identische, virtu- Primärdaten vorsieht. Durch automatisier- einer weiteren Datenbankinstanz für den elle Server mit je vier CPU’s und 8 te Synchronisation der Daten zwischen Multiuserzugriff während der Stabsarbeit Gigabyte RAM eingerichtet. dem zentralen Geodatenbestand und den vorgehalten. mobilen Arbeitsplätzen unter Ausnutzung Für die effektive Administration und der Synchronisationsmechanismen von Im Einzelnen werden im zentralen Geo- Verwaltung des Gesamtsystems wurde ArcGIS Server ist eine ständige Aktualität datenserver beispielsweise folgende Daten durch die Berliner Feuerwehr ein VPN- der Daten ohne aufwändige Administra- gespeichert: Zugang für DHI-WASY konfiguriert.
  7. 7. Lösung 7Neuerungen in GeoFES 4.1Ina Lengert-BeckerFür bestimmte Schadenslagen z. B. Über- Reduzieren auf relevante Aufgaben (Filternflutungen, Schadstoffausbreitungen, bie- über Status) gestattet einen besserentet DHI-WASY verschiedene Möglichkeiten Überblick. Bei einem Einsatz können(z. B. HWMobil, ABC-Erkunder), die Ge- bestehende Checklisten hinzugefügt oderfährdungsbereiche rasterbasiert zu gene- dynamisch erzeugt werden. Die Check-rieren. Um diese Flächen mit den Stand- listen können an beliebige Stabsmitgliederardmitteln von GeoFES zu analysieren, ist zur Bearbeitung übergeben werden. Derdie Umwandlung in ein Vektorpolygon Einsatzleiter hat jederzeit einen aggregier-notwendig. Für diese Funktionalität wurde ten Überblick zum Abarbeitungsstand aufeine Schnittstelle entwickelt, die direkt mit Checklistenebene. Das Erzeugen dynami-der Einsatzdatenbank von GeoFES kom- scher Checklisten wurde durch die Kom-muniziert und ohne weitere Aktionen bzw. bination der Aufgabe „Analyse mit denInteraktionen des Anwenders die Gefähr- Checklisten“ geschaffen. Hierbei werdendungsbereiche in der Datenbank bereit- Analysen, die in einem Tabellenformat gefordert, die diesen Bedingungen ent- Abb. 1: Dynamisch erzeugte Checkliste mitstellt. Diese Kommunikation zwischen bei- vorliegen, in eine Checkliste umgewan- spricht. Diese sieht eine Replikation der aktuellen Lagedatenden Systemen ist servicebasiert und delt. Diese dynamisch erzeugten Check- gesamten Daten in Form von ESRIberuht auf der Microsoft Communication listen spiegeln nunmehr Objekte wider, Geodatabases auf ein Network StorageFundation. die einer aktuellen Lage entnommen sind. System (NAS) vor, das im Einsatz über Der Raumbezug bleibt dabei auch in derDie Unterstützung eines Mehrbenutzerbe- Checkliste erhalten, so dass auf der digita-triebes vervollständigt die Funktionalitäten len Lagekarte auf jedes einzelne Objektin GeoFES. Die zuvor genannte Schnitt- zugegriffen werden kann.stelle ermöglicht z. B. einem Fachberaterfür Hochwasser Überflutungsflächen zu Das Abarbeiten vieler kleinerer und aberberechnen und diese als Gefährdungs- auch größerer Schäden wurde mit dembereiche umgehend dem Einsatzleiter zur Aufgabenbereich „Schadenspunkte“ er-Verfügung zu stellen. Die Arbeiten erfol- möglicht. Schadenspunkte werden gra-gen unabhängig auf verschiedenen Rech- fisch in ihrem Bearbeitungstand und ihrernern, einzig die Anmeldung am gleichen Priorität dargestellt, so dass auch hier ana-Einsatz ist eine Voraussetzung. log zu den Signalfarben der Checklisten eine Übersicht im Einsatzgebiet erstelltEin Ziel der Ermittlung der Gefährdungs- werden kann. Diesen Punkten könnenbereiche ist das Erstellen und Abarbeiten vielfältige Information zu Art und Lage einen speziellen undvon statischen und dynamisch generierten sowie die Priorität der Abarbeitung hinter- ebenfalls autonom funk-Checklisten. Um ein effizientes Abarbeiten legt werden, die in einem Einsatz relevant tionierenden Accesspointvon entsprechenden vorgegebenen Ar- sind. Alle Aktionen, die in einem Einsatz von allen Mitgliedern desbeitsabläufen zu garantieren, wurde ein erfolgen, wie das Hinzufügen eines Scha- Stabes im Mehrbenutzer-neuer Aufgabenbereich „Checklisten“ er- denspunktes, das Erstellen einer Analyse betrieb angesprochen werden kann. Auch Abb. 2: Protokollierung von Schadenspunkten imarbeitet. Die Ausarbeitung dieser Funktio- oder Checkliste und das Erzeugen eines die Nutzung von Feldfunktionen aus dem Einsatztagebuchnalität erfolgte in enger Zusammenarbeit Gefährdungsbereiches werden in einem Microsoft Office Paket kann in den Repli-mit Kunden aus dem Bereich des Einsatztagebuch protokolliert. Dieses Ein- kationsprozess integriert werden. HierbeiKatastrophenschutzes und der Feuerwehr. satztagebuch besitzt vielfältige Filterungs- werden notwendige Informationen, die inHierbei werden Aufgaben in Checklisten möglichkeiten nach Zeit, Anwender und einer Tabellenstruktur vorliegen, in derzusammengefasst, die über die Ampel- Funktionalität und gewährleistet somit Geodatabase hinterlegt. Dazu wird auf diefarben rot, gelb und grün ihren eine lückenlose Protokollierung sowie MS Feldfunktion „Datenbank einfügen“Bearbeitungsstatus signalisieren (Abbil- Analyse aller Aktivitäten. zurückgegriffen, die eine Verbindung zudung 1). Diese Darstellung ermöglicht einer Datenbank aufbaut, einen SQLeinen sofortigen Überblick zum Bearbei- Um in einem Einsatzfall dem Anspruch für Select hinterlegt und ein oder mehreretungsstand der einzelnen Aufgaben für das autarke Handeln des Stabes gerecht zu Felder als Ergebnis bereitstellt. Die Aktua-den zuständigen Bearbeiter. Auch das werden, wurde eine Systemkonfiguration lisierung der Daten kann dann automati-
  8. 8. 8 Lösung siert oder interaktiv zu jedem gewünsch- tionswand. Ziel war es, das Zeichen der ten Zeitpunkt erfolgen. Linien in GeoFES nicht als Graphik abzule- gen, sondern als georeferenzierte Geo- Da sich mittlerweile die Smartboard metrieobjekte in einer Datenbank. Dies Technologie bei unseren Kunden etabliert, ermöglicht einem Einsatzleiter das interak- wurde durch DHI-WASY die Integration tive Zeichnen von Strategien an der dieser Technologie in GeoFES realisiert. Projektionswand, mit der Sicherheit, dass Abb. 3 (mitte): Hierbei erfolgt das Zeichnen von Frei- diese Informationen im Einsatz nicht mehrSmartboard-Technologie in GeoFES 4.1 integriert handlinien mittels Stiften an einer Projek- verloren gehen. Internetbasierte Katastrophenschutzportale Eine Ergänzung zu mobilen autarken entscheidungs- unterstützenden Systemen Jürgen Rusch Mobile autarke entscheidungsunterstüt- die Notwendigkeit der Herstellung der Brand- und Katastrophenschutz ausge- zende Einsatzführungssysteme helfen Ein- Verfügbarkeit und Laufendhaltung der richtet sein. Im Rahmen der Förderung satzkräften der Feuerwehr und des jeweiligen Systeme vor Ort mit entspre- von Maßnahmen zum Aufbau der Katastrophenschutzes bei dem Bewältigen chend hohem Administrationsaufwand. Geodateninfrastruktur im Land Branden- von Einsätzen durch Informationsbereit- burg aus EU-Mitteln des EFRE-Förder- Eine sinnvolle Ergänzung bieten deshalb programms für den Zeitraum 2007 bis internetbasierte Gefahrenabwehr- und Ka- 2013, wurde deshalb ein solches Projekt tastrophenschutzportale, die ohne lokal seitens der Kreisverwaltung OHV initiiert vorhandene Einsatzführungssysteme aus- und von DHI-WASY zurzeit umgesetzt. kommen und dazu vielfältige hochaktuelle Informationen mittels Datendiensten bie- Die Realisierung umfasst ein Fachportal ten können. Ein internetbasiertes Katastro- „Gefahrenabwehr und Katastrophen- phenschutzportal muss aber auch aufgrund schutz“, mit dem künftig allen behördli- der weitgehend vorhandenen hohen Infor- chen Nutzern ein einfacher, schneller, mationsdichte, Detailtiefe und „Standardi- sicherer und einheitlicher Zugriff auf alle sierungsvielfalt“ (INSPIRE, GDI-DE und GDI- für die Ereignisbewältigung, aber auch für BB) eine genau auf die jeweilige Situation die Prävention von Großschadenslagen zugeschnittene Auswahl an Informationen und Katastrophen benötigten Informa- und Funktionen bereitstellen. tionen aus einer Vielzahl von Quellen bereitsteht. Zudem wird das Fachportal als Diese Notwendigkeit wurde u. a. seitens Informationsangebotsplattform mit aus- des Landkreises Oberhavel, mit dem DHI- gewähltem Informationsinhalt für Wirt- WASY bereits seit vielen Jahren erfolgreich schaft, Wissenschaft und Bürgern umge- zusammenarbeitet, erkannt und deshalb setzt. Die Realisierung des Fachportals als eine generelle Anforderung an eine erfolgt dabei als GDI-basiertes Infor- moderne raumbezogene Informations- mations- und Entscheidungshilfesystem, Abb. 1: Prototyp des stellung, Entscheidungshilfe, Kommuni- verarbeitung in Form des Aufbaus von das als Informations- und Kommuni-internetbasierten Katas- trophenschutzportals kation und Dokumentation. Die Basis bil- mehreren Fachportalen definiert. kationsplattform fungiert, um hier eine OHV den hierbei Systeme aus Daten und deren effiziente Koordinierung und Durchfüh- Anwendungen die i.d.R. offline und autark Fachportal „Gefahrenabwehr rung von Maßnahmen in Gefahren- und vor Ort verfügbar sein müssen. Der Nach- und Katastrophenschutz“ Katastrophenfällen sowie in der Planungs- teil dieser Systeme ist allerdings immer ein Eines dieser zukünftigen Fachportale soll und Vorbereitungsphase sicherzustellen. Verzicht auf gewisse Datenaktualität und speziell auf die Gefahrenabwehr sowie den
  9. 9. Lösung 9Mobile und standortgebundeneFachportaleDie Umsetzung des Fachportals „Gefah-renabwehr und Katastrophenschutz“ er-folgt in den Ausprägungen:• „Fachportal Ready“ als eine stationäre Lösung in Form einer Erweiterung des Systems ArcGIS von ESRI mit dem maxi- malen Funktionsumfang,• „Fachportal Offline“ als mobile autarke Lösung auf Basis von ArcEngine, das kei- nen permanenten Internetzugriff erfor- dert, aber naturgemäß mit den oben genannten Einschränkungen behaftet ist sowie• „Fachportal Online“, dem eigentlichen internetbasierten Portal, das hochaktuel- le Informationen liefert, sofern ein Inter- netzugriff gewährleistet ist.Der Projektabschluss ist für November2011 geplant.Ergänzend zu dem bereits bei DHI-WASYentwickelten Einsatzführungssystem Geo- Für das Disastermanagementsystem DIS- Das Szenario simuliert den Ausbruch der Abb. 2: Auszug aus dem AnforderungsdokumentFES, wurde bei dem Fachportal Gefah- MA des TÜV Rheinland wurde zusätzlich „Geflügelpest“ in einem privaten Betrieb. zur Integration von Basis-renabwehr und Katastrophenschutz der zu der verfügbaren Schadstoff aus - Die sehr hohe Wahrscheinlichkeit eines informationen (lokale Datenbanken; GDI-BB,Fokus auf eine wesentlich allgemeingülti- breitung eine Funktion integriert, mit Ausbruchs als auch die enorm hohe Über- GDI-DE und INSPIREgere Datenintegration und Datenaus- der die adressbezogenen gespeicherten tragungsfähigkeit machen die Geflügel- Themen als WFS oder WMS Service)wertung gelegt. Die im Landkreis Ober- Objekte in DISMA in dem Fachportal pest zu einer Gefahr für „Mensch undhavel bestehende und noch weiter auszu- räumlich lokalisiert und visualisiert wer- Tier“ wachsen, die im Krisenfall gemanagtbauende Geodateninfrastrukturlösung den können. werden muss. Das Szenario bildet dabeiwurde in das Fachportal einbezogen und alle relevanten thematischen Schwer-der Zugriff auf diese Daten realisiert. Das Rollenkonzept in GeoFES wurde um punkte einer Tierseuchenbekämpfung,Replikationen stellen die Daten aktuell für Anforderungen aus dem Landkreis Ober- angefangen bei den allgemeinen Infor-die Mobilen Fachportale bereit. Alle im havel erweitert, so dass jetzt für jeden mationen zur Vireninfektion (z. B. Symp-Einsatz erfassten Daten werden in multi- Anwender aufgabenspezifische Rollen hin- tome der infizierten Tiere) über dieuserfähigen Datenbanken bereitgestellt terlegt wurden. Eine Historisierung mit der Lokalisierung des Infektionsherdes (u. a.und archiviert. Möglichkeit im laufendem Betrieb Histo- verbunden mit sensiblen Benutzerdaten) risierungszustände über einen Schiebe- und der Krisenstabsbildung bis zurNeben der eigentlichen Einsatzunterstüt- schalter der Einsatzzeit oder wahlweise der Abarbeitung von Checklisten anhand deszung sollen mit dem Fachportal wesent- Vorgabe der Einsatzzeit abzurufen und dar- Tierseuchenalarmplanes sowie der Gene-lich stärker präventive Analysen und Sze- zustellen, sind ebenfalls Bestandteil des rierung eines Sperrbezirks und eines Über-nariovorbereitungen durchgeführt wer- Fachportals. wachungsgebietes ab. Diese ausgewiese-den. So wird bei dem Fachportal neben nen Gebiete sollen nach Analyse die erfor-den bereits in GeoFES bestehenden Szenario: Tierseuchen derlichen Informationen für den Krisen-Funktionen eine umfangreiche Ergänzung In Zusammenarbeit mit dem Landkreis stab liefern, um gezielte Maßnahmenim Bereich Datenmanagement eingefügt. Oberhavel/Veterinäramt wird für das ergreifen zu können. Das Szenario bildet Fachportal Katastrophenschutz an einer eine komplette Seuchenbekämpfungs-Die Anwender können daher mit den Möglichkeit gearbeitet, Anforderungen maßnahme, mit den Schwerpunkten derneuen Werkzeugen des Fachportals sehr des Managements von Tierseuchen zu Integration von bestehenden Systemeneinfach umfangreiche Datensammlungen integrieren. Hierfür wird von einem durch wie dem bundeseinheitlichen Tierseu-zielgerichtet ansprechen und in das Fach- DHI-WASY betreutem Absolventen der chennachrichtensystem (TSN) und derportal integrieren. Eine Auswertung der Beuth Hochschule für Technik Berlin ein vom Veterinäramt verwendeten Softwarelayerbezogenen Metadateninformation ist Tierseuchenszenario erarbeitet und die BALVI Ip (BALVI GmbH) ab. Besondersebenso wie die Auswertung bestehender Umsetzung in dem Katastrophenschutz- interessant ist die Umsetzung desMetadatenkataloge möglich. portal realisiert. Tierseuchenszenarios mit den bereits
  10. 10. 10 Lösung schutzportals mit dem TSN ist die Informationskette mit allen Beteiligten gegeben, da das TSN als Meldeinstrument an die EU fungiert. Mit der Fertigstellung des Fachportals Katastrophenschutz kann damit die ge- samte Informations- und Entscheidungs- kette eines Einsatzes oder Großschadens abgebildet werden. Der potenzielle Gefah- renbereich wird zuerst erstellt und dann umfassend analysiert. Damit steht dem Stab innerhalb kürzester Zeit eine ge- naue Auswertung z. B. bezüglich der betroffenen Personen, Flächen und Ein- richtungen zur Verfügung. Eine genaue Disposition der Einsatzkräfte ist damit ebenso möglich wie die umgehende Information der Bevölkerung durch ad hoc Erzeugung von Web-Map-Diensten. Mit- tels verfügbarer Checklisten und einer Schadenspunktverwaltung kann ein Ein- Abb. 3: Nutzung von bestehenden Möglichkeiten im Katas- Daten automatisiert zusammengeführt satz effizient und professionell bewältigtDISMA-Objekten als geo- kodierte Informationen trophenschutzportal, wie z. B. die Ver- und können somit sofort grafisch und werden. Damit wird das Fachportal online im Fachportal wendung von mobilen grafischen Erfas- attributiv ausgewertet werden. Eine ziel- sicher zu einem unverzichtbaren Arbeits- sungssystemen. Nach der online Über- gerichtete Entscheidung aufgrund der instrument der verantwortlichen Entschei- mittlung der relevanten Daten werden Ergebnisse ist daher umgehend möglich. dungsträger. beim Krisenstab ohne Zeitverlust alle Mit der Verbindung des Katastrophen- Hochwasserrisikomanagement Methoden und Lösungen von DHI-WASY Stefan Kaden und Philipp Bluszcz DHI-WASY ist seit mehreren Jahren in- Aktuell 4/2010) wurde die Software Abbildung 1 gibt eine Übersicht zu den tensiv in Projekte zum Hochwasserrisiko- FDAT Flood Damage Assessment weiter- Komponenten der Toolbox, die gemein- management involviert. So wird seit entwickelt und ein Handbuch „FLOOD sam mit dem tschechischen Tochterunter- 2007 an methodischen Grundlagen MAPPING AND RISK ANALYSIS MA - nehmen der DHI-Gruppe, DHI a.s. Prag, hierfür im Auftrag des Landes Bran- NUAL“ erstellt. entwickelt wurden. Die Komponenten denburg gearbeitet. Die entwickelte werden nachfolgend kurz beschrieben Methodik wird gegenwärtig am Beispiel Für die oben genannten Arbeiten und aus des Hochwasser risikomanage ment pla - den Projekterfahrungen resultierend sind MIKE 2011 Tools nes für die Stepenitz getestet. Darüber verschiedene Software Tools für die Die MIKE 2011 Tools bilden die hinaus war und ist DHI-WASY in weite- Hochwasserrisikomanagementplanung Schnittstelle zwischen hydrodynamischen ren Hochwassermanagementplanungen entstanden, die in der sogenannten MIKE by DHI Modellen und den anderen inkl. hydrodynamischer Modellrech - FLOOD Toolbox (als modularer Werkzeug- Werkzeugen bzgl. hydraulischer Modell- nungen mit MIKE by DHI tätig. Im kasten) zusammengefasst sind. Besondere ergebnisdaten. Mit den MIKE 2011 Tools Rahmen des BMBF-Ver bundprojektes Beachtung fanden dabei die Anforde- lassen sich 1D-Ergebnisse aus MIKE11 und „WISDOM – Wasser-Informationssystem rungen der EU-Hochwasserrichtlinie 2D-Ergebnisse aus MIKE21 nach ArcGIS für das Mekong Delta“ (s. DHI-WASY 2007/60/EG (EG-HWRM-RL). importieren.
  11. 11. Lösung 11 mina zu berechnen und als CSV-Textfile auszugeben. Flood Damage Assessment Tool Hochwasserschadensbewertung Das Flood Damage Assessment Tool bietet wertvolle Unterstützung bei der monetä- ren Hochwasserbewertung, der Kosten- Nutzen-Analyse von Schäden und Maß- nahmen und bei der Priorisierung von Maßnahmen. Aus der Kombination von spezifischen Schadenswerten, Modell- ergebnissen und Landnutzungskarten werden für Überflutungsereignisse mit unterschiedlicher Eintrittswahrscheinlich- keit die Schäden pro Landnutzungseinheit sowie jährliche Schadenserwartungswerte berechnet (Abbildung 3). Nach der Berechnung der monetären Schäden kön- Abb. 1 (links): Übersicht zur FLOOD Toolbox nen unterschiedliche Szenarien mit undPreliminary Flood Risk Aufgabe „Flood plains“ die Überflutungs- ohne Maßnahmen verglichen und Kosten-Assessment Tool flächen und -tiefen sowie Anschlaglinien Nutzen-Verhältnisse bestimmt werden.Vorläufige Hochwasserrisiko-Bewertung berechnet (Abbildung 2). Darüber hinausDieses Tool unterstützt den Anwender bei lassen sich kleinere nicht überflutete Flood Map Generation Toolsder Auswahl der näher zu untersuchenden Bereiche (Inseln) mit einer wählbaren HochwasserkartentoolsGebiete. Gemäß der EU-HWRM-RL wird Flächengröße und mittleren Höhe über Auf der Grundlage einer modifizierbarenaufgrund fluvialer Hochwasserereignisse dem Wasserspiegel den Überflutungsflä- Datenbankstruktur und zusätzliche Datendas vorläufige Risiko für die Flächen zur chen zuschlagen. können mit dem Werkzeug „Flood MapVerringerung „von nachteiligen Folgen aufdie menschliche Gesundheit, die Umwelt,das Kulturerbe und wirtschaftliche Tätig-keiten in der Gemeinschaft“ ermittelt. Eserfolgt eine abgestufte Risikobewertung.Flood Estimation ToolsTools für die HochwasserermittlungDie Flood Estimation Tools beinhaltenWerkzeuge für die Datenaufbereitung fürhydraulische Modellierungen (DGM-Er-stellung und Modifizierung) sowie dasPreprocessing von Informationen für dieHochwassergefahrenkarten. Beispielsweiselassen sich Shape-Dateien und Textdateien Abb. 2: Flood Estimationder hydraulischen Modellergebnisse mit Toolsder Aufgabe „Water level raster“ inRasterdaten mit relevanten Wasserspiegel- In einer weiteren Aufgabe werden aus Generation Tool” Hochwasserrisiko- undinformationen umformen. MIKE11- und MIKE21-Daten Fließge- -gefahrenkarten erzeugt und gedruckt schwindigkeiten und -richtungen berech- werden. Der Druck kann in Stapel-Mit dem Tool „Raster modification“ kön- net und dargestellt. Im Fall von 2D-Aus- verarbeitung stattfinden. Kartenlayoutnen vorhandene digitale Geländemodelle gangsdaten können die als Fließpfeile dar- und Layer können standardisiert und wie-durch das Hinzufügen oder das Löschen gestellten Ergebnisse für die Kartendar- derverwendet werden.von Strukturen, wie z. B. Deiche oder stellung rechnerisch ausgedünnt werden.Brücken, verändert werden. Software Design Mit Hilfe von digitalem Geländemodell Die graphische Oberfläche der FLOODMit den so angepassten Wasserspiegel- und Wasserspiegellagen ist es möglich, in Toolbox ist durch ein strukturiertes Auf-lageninformationen und dem entspre- der Aufgabe „Volume calculation“ für gabenmenü gegliedert, das den Anwen-chenden Geländemodell werden in der verschiedene Tiefenintervalle die Volu- der durch die Anwendungen führt. Alle
  12. 12. 12 Lösung Werkzeuge sind als eigenständige ESRI ArcGIS-Erweiterungen nutzbar. Das modu- lare Design ermöglicht eine kundenspezifi- sche Zusammenstellung der Werkzeuge. Für vier der Komponenten reicht eine ArcView-Lizenz mit Spatial Analyst-Erwei- terung aus. Das Werkzeug Flood Estima- tion Tool benötigt eine ArcEditor-Lizenz. Die Flood Toolbox läuft unter ESRI ArcGIS 9.3. Eine zeitnahe Erweiterung auf ArcGIS 10 wird folgen. Ab sofort sind die Komponenten der Toolbox als beta- Versionen verfügbar. Die Produktversionen stehen ab September 2011 zur Verfügung. Einzelheiten sind dann www.dhi-wasy.de Abb. 3: Flood Damage Assessment Tool zu entnehmen. Präventiver Hochwasserschutz Hochwasservorhersage an der Raab Silvia Matz, Gregers Jørgensen (DHI) & Christian Pohl Im Rahmen des Programms Ziel 3 – ETZ ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, Hochwasserprognosemodell für die Raab Österreich-Ungarn (Europäische Territo- das es ermöglicht, auf Basis von Echt- zu erstellen. Durch diese Zusammenarbeit riale Zusammenarbeit 2007 bis 2013 – AT- zeitdaten des Niederschlags, Wasser- konnten in optimaler Weise lokale hydrolo- HU-03-011/A) wurde von den Landes- standes und von prognostizierten gische Kenntnisse und weltweite Erfahrung regierungen Steiermark und Burgenland Niederschlagsdaten, Entwicklungen im mit dem Einsatz von Hochwasserprog- nosemodellen kombiniert werden. Die Arbeitsgemeinschaft hatte, mit dem Einsatz einer internationalen Hochwasserzentrale in Graz sowie zwei lokalen Hoch- wasserzentralen in Graz und in Ljubljana, die Erfahrung eines internationalen Ein- zugsgebietes am Beispiel der Mur. Damit Abb. 1: Ausschnitt aus war gewährleistet, dass in allen drei dem Online-Portal der Zentralen Prognosen der gleichen QualitätSteiermark. Gezeigt wird das Einzugsgebiet der durchgeführt werden können. Die Ar- Raab (gelb) sowie die beitsgemeinschaft besaß zudem bereits vor modellierten Gewässer inkl. der Prognosepegel Projektbeginn umfassende Kenntnis der (blau) auf der österrei- EDV Struktur des Auftraggebers in Graz, für chischen Seite. die Erstellung der Hochwasserprognosen. ein Hochwasserprognosemodell für die Abflussgeschehen für eine bestimmte österreichische Raab (s. Abbildung 1) Vorwarnzeit abschätzen zu können. Ein weiterer Vorteil ist, dass die angewand- ausgeschrieben, welches auf modernen te FLOOD WATCH (by DHI) Lösung jeder- Kommunikationstechnologien beruhen In diesem Rahmen wurde das Institut für zeit um den ungarischen Teil des Einzugs- sollte. WasserRessourcenManagement – Hydro- gebietes erweitert werden kann. Auch an- Ziel der Erstellung des Hochwasserprog- geologie und Geophysik (WRM) der JOAN- dere Flüsse der Steiermark und des nosemodells für die Raab war es, den NEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft Burgenlandes können integriert werden. jeweiligen hydrographischen Diensten mbH zusammen mit DHI Water & Mit zusätzlichen Modulen können ebenfalls (Steiermark und Burgenland) für die Environment vom Amt der Steiermär- z. B. Wasserqualität und -temperatur simu- operationellen Hochwassermeldedienste kischen Landesregierung beauftragt, ein liert werden.
  13. 13. Lösung 13Für das Hochwasserprognosemodell Raab basiert auf den vorhandenen Über- prozeduren und die Entwicklung vonwurde die gleiche Softwarelösung, die schwemmungsflächen für ein HQ30 und Exportwerkzeugen.schon bei den Hochwasserprognosemo- HQ100 und wurde auf andere extremedellen der Mur und der Enns eingesetzt Hochwasserereignisse interpoliert, was Die Ergebnisse der operativen Vorher-wurde, angewandt. Diese setzt sich es ermöglicht, aus den simulierten sage werden auf einer Internetseite,zusammen aus: Wasser ständen Überschwemmungsflä- unter Beachtung benutzerbeschränkter• dem Entscheidungshilfesystem FLOOD WATCH• einem hydrodynamischen Modell MIKE 11 (by DHI) und• einem hydrologischen Modell MIKE 11 NAM (by DHI).Somit konnte die Softwarehomogenität Abb. 2 (rechts): Ausschnitt aus demmit den bereits zuvor existierenden Hoch- Online-Portal derwasserprognosemodellen gewährleistet Steiermark. Abflusswerte [m³/s] des Pegelswerden. Moschendorf / Pinka. Gezeigt werden die Messwerte (rot), die simu-Datenerhebung, -kontrolle und lierten Werte (dunkelblau)-formatierung und die prognostizierten Werte (hellblau), inkl.Zu den Daten gehörten die Nieder- Warnstufe MQ (waage-schlags-, Lufttemperatur-, Schneehöhe-, rechte blaue Linie)Wasserstände- und Abflusszeitreihen sowieFlussprofile, Wasserstandsabflussbeziehun- chen auszuweisen. In das hydrodynami- Zugriffsrechte, publiziert. Die Seite hatgen und Überflutungsflächen aus Abfluss- sche Modell wurde zudem eine Daten- u. a. folgende Eigenschaften:studien. Es wurden die Zeitreihen von assi millation an Pegel stationen mit1999 bis 2008 eingesetzt. Zudem wurden Echtzeit-Überwachung eingebunden. • Darstellung Wasserstands- und Abfluss-alle Zeitreihen von Online-Pegelstationen Diese passt im operativen Betrieb die prognosen als Grafiken (s. Abb. 2) undund der Pegel der Raab berücksichtigt. simulierten Werte an die gemessenen als Werte in Tabellenform (s. Abb. 1)Räumliche Daten wurden in GIS in ein ein- Werte an und garantiert so eine hohe • Färbung der Prognosepunkte nach zu-heitliches Koordinatensystem überführt. Prognosegüte des Modells. geordneten Pegelwarnmarken • Färbung der Flussabschnitte nach zu-Im Folgenden wurde ein hydrologisches Zur Entwicklung und Kalibrierung des geordneten PegelwarnmarkenModell mit MIKE 11 NAM (Niederschlags- Hochwasserprognosemodells erfolgte • Präsentation der meteorologischenAbfluss-Modell) – unter Berücksichtigung zunächst die Erstellung einer Schnittstelle Prognosender Retention durch den Schneespeicher mit der Datenbank der Online-Stationen • Präsentation der hydrologischen/hy-und der Veränderung des Niederschlages und der Raster-Datenbank sowie die draulischen Prognosenund der Temperatur mit der Höhe – aufge- Programmierung der Konvertierungs-baut, kalibriert und validiert. Die Kali- routinen für die Übertragung der Für die operationelle Prognose im Echt-brierung erfolgte an den Daten der Jahre Niederschlags- und Lufttemperaturprog- zeitbetrieb wird eine Ensembleberech-1999 bis 2005, die Validierung an denen nose auf das Einzugsgebiet der Raab. Die nung aus 51 verschiedenen Berechnungs-von 2006 bis 2008. Der Schwerpunkt derKalibrierung und Validierung lag bei denHochwasserereignissen.Daran anschließend wurde das hydro- Abb. 3: Ausschnitt ausdynamische Modell mit MIKE 11 aufge- dem Online-Portal der Steiermark. Abflussprog-baut, kalibriert und validiert. Für die nosen einiger Online-Kalibrierung und Validierung wurden Pegel (m³/s), inkl. Warnstufenebenfalls die Zeiträume des hydro -logischen Modells verwendet. Zur Kali-brierung standen bis zu 44 Pegel zur Warnmeldungen und Stufen wurden läufen, basierend auf den Ergebnissen 51Verfügung. Eine Beziehung zwischen implementiert. Wichtig beim Aufbau eines verschiedener European Centre for Me-den überfluteten Bereichen und dem Hochwasserprognosemodells ist immer dium-Range Weather Forecasts (ECMWF)-Wasser stand im Gewässer eines Be - die Erstellung dauerhafter und zukunftsfä- Prognosen erstellt.reiches wurde hergestellt. Die Beziehung higer Backups und Wiederherstellungs-
  14. 14. 14 Forschung BMBF Verbundforschungsprojekt EvaSim Gekoppelte Verkehrs- und Hydraulik- simulation zur Steuerung von Verkehr bei hochwasserbedingter Evakuierung Almut Gelfort & Matthias Kramer Das Verbundforschungsprojekt EvaSim Randbedingung in den hydrodynami- zeitabhängig ermittelt. Die verwendeten „Gekoppelte Verkehrs- und Hydraulik- schen Modellierungen. Stabilitätskriteren sind Ergebnisse physika- simulation zur Steuerung von Verkehr bei lischer Modellversuche, welche in einer Evakuierungsmaßnahmen“ gefördert Das von DHI-WASY mit MIKE 21 und Strömungsrinne am Lehrstuhl für Wasser- durch das Bundesministerium für Bildung MIKE 11 aufgebaute hydrodynamische bau und Wassermengenwirtschaft der und Forschung verknüpft ein hydrodyna- Modell weist Überschwemmungsflä- Universität Stuttgart durchgeführt werden misches Modell mit einem Verkehrsmo- chen, verursacht durch diese hydrologi- (Abbildung 1). Auf ein in Strömung dell, um einen Evakuierungsplan urbaner schen Extremereignisse aus. Hier werden befindliches Fahrzeug wirkt eine Vielzahl Gefördert durch das BMBF mit dem Förder- Gebiete zu erstellen. Dabei stellen weitere Wasserstand, Strömungsgeschwindigkeit von Kräften. Dieser Kraftwirkung liegenkennzeichen 13N10595. Untersuchungen, wie soziologische Befra- und Strömungsrichtung berechnet und verschiedene Einflussgrößen zugrunde, gungen der betroffenen Bevölkerung und extrahiert. Diese Ergebnisse fließen dann welche wechselseitig voneinander abhän- Forschungsergebnisse zur Fahrzeugstabi- in die Simulation des Verkehrsflusses für gig sind. Diese Beziehung wird in den Ver- die Evakuierung des bewohnten suchen untersucht. Gebietes ein. Die verschiedenen Modellansätze und Das Verkehrsmodell (erstellt vom Lehrstuhl Forschungsergebnisse werden an zwei für Verkehrsplanung und Verkehrsleittech- Untersuchungsgebieten genutzt. nik der Universität Stuttgart) untersucht, ob und an welchen Stellen es im Falle Eines davon ist die Stadt Altensteig am einer Evakuierung zu Engpässen im Fluss Nagold in Baden Württemberg. Die Straßennetz kommen würde. Ein erweiter- Stadt liegt unterhalb der Nagoldtalsperre. ter Ansatz ist hierbei, dass das Verkehrs- Vom Lehrstuhl für Hydrologie und Geo- modell Informationen über das Fluchtver- hydrologie werden Szenarien entwickelt, halten der Bevölkerung (erhoben durch die z. B. ein Anspringen der Hochwasser- soziologische Umfragen und Studien vom entlastungsanlage beinhalten. Ein weiteres interdisziplinären Forschungsschwerpunkt jedoch fiktives Szenario ist ein Talsperren- ZIRN) bei der im Modell durchgeführten teilversagen. Die Gemeinde Altensteig Routenwahl berücksichtigt. unterstützt das Forschungsprojekt hinsicht- lich der soziologischen Befragungen. Ab- In das Verkehrsmodell fließen zudem die bildung 2 zeigt das Untersuchungsgebiet Ergebnisse einer Studie zur Fahrzeug- im hydronumerischen Modell. stabilität ein. Im Rahmen dieser Unter- suchung werden maßgebliche Parameter Bei dem zweiten Untersuchungsgebiet für die Fahrzeugstabilität in Strömungen handelt es sich um die Gemeinde Bad identifiziert. Hierbei handelt es sich aus Reichenhall in Bayern. In diesem Gebiet hydraulischer Sicht um die Wassertiefe, die treten bei konvektiven Wetterlagen ver- Fließgeschwindigkeit und den Anström- mehrt Sturzfluten auf, die innerhalb eines Abb. 1: Versuchsrinne lität in strömendem Wasser wesentliche winkel. Diese Parameter werden für die sehr kurzen Zeitraums große Wasser-am LWW der Universität Stuttgart (Quelle: M. Bestandteile des Evakuierungsplans dar. modellierten Zeitschritte aus den Berech- mengen transportieren und zu Überflu- Kramer) nungsergebnissen des hydrodynamischen tungen des Stadtgebietes führen. Als Grundlage für die Szenarienentwick- Modells ausgelesen und anhand der ent- lung einer Überflutung urbanen Gebietes wickelten Stabilitätsgrenzen in einen binä- Für den Datenaustausch zwischen dem werden vom Lehrstuhl für Hydrologie und ren Befahrbarkeitsstatus überführt. Hier hydrodynamischen Modell und dem Geohydrologie der Universität Stuttgart werden die Grenzen der Befahrbarkeit und Verkehrsmodell wird eine Schnittstelle hydrologische Ereignisse (z. B. extremer der Benutzbarkeit von Verkehrswegen generiert. Aus den Ergebnisdateien des Niederschlag) modelliert. Diese dienen als während eines Überflutungsereignisses hydrodynamischen Modells werden die
  15. 15. Forschung 15Parameter Wasserstand, Strömungsge- die Knoten- und Kontroll-schwindigkeit und Strömungsrichtung punkte für definierte Zeit-extrahiert. Anhand der Ergebnisse der schritte aus dem hydro-Fahrzeugstabilitätsstudie werden diese dynamisch-numerischenParameter bewertet, um dann als Ein- Modell extrahiert. Jedergangsparameter in die Verkehrssimulie- Punkt wird anhand derrung einzufließen. entwickelten Stabilitäts- kriterien bewertet undDie diskretisierten Straßen aus dem klassifiziert. Diese Klassi-Verkehrsmodell, die als Linien mit fizierung definiert, ob einKnotenpunkten an Straßenkreuzungen Teilabschnitt für bestimm-und einmündenden Straßen abgebildet te Fahrzeugklassen passierbar ist. Die tung von urbanen Gebieten berücksichtigt Abb. 2: Untersuchungs- gebiet für das 2-dimensio-sind, werden durch das Einfügen von Schnittstelle zwischen den beiden Mo- werden müssen. Dadurch kann den nale hydrodynamischeKontrollpunkten in einzelne Segmente dellen einschließlich der Bewertung wird Behörden ein Werkzeug zur Verfügung Modellunterteilt. während des Projektes entwickelt und zielt gestellt werden, das sowohl mögliche ein- auf eine möglichst automatisierte An- tretende Naturereignisse abdeckt, als auchWürden lediglich die Knotenpunkte aus- wendung ab. das Fluchtverhalten der Bevölkerunggewertet, blieben überflutete Abschnitte berücksichtigt. Einzelheiten sind dannunbeachtet, falls die Knotenpunkte der Das Verbundforschungsprojekt EvaSim unserer Webseite www.dhi-wasy.de zu ent-Straße höher als andere Teilabschnitte lie- vereint verschiedene Aspekte, die bei einer nehmen.gen. Die genannten Parameter werden für Evakuierungsmaßnahme durch Überflu- Nachrichten 15Projektmanagement und automatischeSoftwaretestung mittels Microsoft TeamFoundation ServerIna Lengert-Becker & Ingo MichelsUm die Softwareentwicklung bei DHI- Form von User-Stories und Tasks bereits an lauf (Build) vollautomatisch alle Tests mitWASY auf eine neue Qualitätsstufe zu dieser Stelle vollständig im TFS abgebildet. einer neuen Version der Software durchge-heben, wurden intern umfangreiche Tests Die enge Verzahnung mit dem Microsoft führt werden. Bei einem gefundenenund ein Workshop (gehalten von Micro- Programm OneNote gestattet auch die Fehler kann der Entwickler den Test zursoft) zum Application Lifecycle Manage- Integration von längeren Texten und Fehlermeldung sofort erneut ablaufen las-ment auf der Basis des Microsoft Team Bildern, die z. B. für den Entwurf von sen und schnellstmöglich beheben, umFoundation Server (TFS) durchgeführt. Benutzeroberflächen genutzt werden. Die danach einen neuen Softwareerstellungs-Hintergrund ist die Möglichkeit, den Anforderungen, die damit im integrierten lauf starten zu können. Der KreislaufSoftware-Entwicklungsprozess von der ers- Funktionskatalog (Product Backlog) ent- beginnt somit von vorn und führt zu einerten Anforderungsanalyse über Build-, halten sind, werden anschließend gewich- stetigen Qualitätsverbesserung.Konfigurations-, Test-, und Support- tet, priorisiert und mit Testfällen (Test-management durchgängig, basierend auf cases) verbunden. Damit stehen sie sofort Die Tests haben nachgewiesen, dass dereiner Plattform zu realisieren. Auch die in der Aufgabenliste des Entwicklers inner- TFS sehr gut für die Softwareentwicklungvollständige Integration von Microsoft halb von VS2010, aber auch des Testers im einsetzbar ist. Aus diesem Grund werdenVisual Studio 2010 (VS2010), die primär Programmteil Test Manager des TFS zur als nächster Schritt alle Softwarelösungenbei DHI-WASY genutzte Entwicklungsum- Verfügung. Jeder gefundene Fehler (Bug) von DHI-WASY in den TFS auf Basis dergebung, war ein wichtiger Punkt bei der wird automatisch mit allen Informationen aktuellen Quelltextversionen überführtEntscheidung, diese Plattform zu testen. zur benutzten Systemumgebung verbun- und der Prozess sukzessive etabliert. den. Anforderungen können aber auchAusgangspunkt für jedes neue Software- mit automatischen User Interface Tests, Alles in allem ist dieser Schritt aus unsererProjekt ist die Wahl eines geeigneten die einmalig durch den Tester bei dem Sicht im wahrsten Sinn des Wortes eineVorgehensmodells. Das bei DHI-WASY manuellen Test der Software aufgezeich- runde Sache für Projektmanagement,bevorzugte Modell Scrum ist mittels net werden, verbunden werden. Auf Basis Entwicklung und Testung, von der Sie alsTemplates sehr gut im TFS abbildbar. Auf dieser Aufzeichnungen können dann wie- unsere Kunden künftig genauso wie wirdieser Basis werden die Anforderungen in derum nach jedem Softwareerstellungs- profitieren werden.

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