Agrarforschung

Konzeption eines Landnutzungs- und Planungs- Informationssystems
-LUPIS-

Daimler Benz Aerospace AG,  Dornier Satellitensysteme GmbH,  Erdbeobachtungsdatenservice (EDS)
Dagmar Ebert, Katja David und Dr. Franz Jaskolla
November 1995 - Oktober 1996

Problemstellung

Die heimische Landwirtschaft gestaltet durch standortgerechte Bewirtschaftung der Flächen die abwechslungsreiche, typische Kulturlandschaft Baden-Württembergs mit ihrer vielfältigen Tier- und Pflanzenwelt. Die Erhaltung und Pflege der Kultur- und Erholungslandschaft stellt ein wertvolles Produkt dar, das zusammen mit der Nahrungsmittelerzeugung entsteht. In kaum einem anderen Wirtschaftsbereich waren jedoch in den vergangenen Jahrzehnten die strukturellen Anpassungsprozesse so tiefgehend wie in der Landwirtschaft. Um den aus gesellschaftlicher wie politischer Sicht gestiegenen Anforderungen in den Bereichen Ökologie, Landbewirtschaftung und Landschaftspflege sowie Klima- und raumordnerischer Funktionsausgleich in ihrer Komplexität gerecht zu werden, bedarf es einer Vielzahl objektiver, aktueller und flächendeckender Informationen. Deshalb ist die Landwirtschaftsverwaltung auf einen breiten Zugang zu Informationen unterschiedlichster Gebiete angewiesen.

Entscheidungsrelevante Daten der Landwirtschaftsverwaltung sind in der Regel flächenbezogen. Dabei stellen Landnutzung und Standorteignung nur einige Sachdaten der wichtigsten und unerläßlichen, flächenbezogenen Informationen dar. Andererseits wird der Flächenbezug durch Darstellung der Geometrie in Karten verdeutlicht. Diese ursächlich zusammengehörigen Sach- und Graphikdaten werden gegenwärtig auf unterschiedlichen Informationsträgern verwaltet.

Die bislang in der Landwirtschaftsverwaltung zur Verfügung stehenden Verfahren lassen spontane Interaktionen zwischen Sach- und Graphikdaten nur unbefriedigend zu.

Die technische Weiterentwicklung in der Datenverarbeitung, die Entwicklung von Geographischen- Informationssystemen (GIS) und die schnelle Bereitstellung von Fernerkundungsdaten eröffnen neue Möglichkeiten zur Gewinnung und Analyse aktueller Informationen als Entscheidungshilfen. Gewinnung und Bereitstellung von Informationen sind in der Regel mit hohen Kosten verbunden. Gerade in Zeiten knapper Haushaltsmittel ist es daher notwendig, moderne Informationstechniken für die Speicherung, Verarbeitung und Weiterleitung landwirtschafts- und umweltrelevanter Daten einzusetzen.

Bereits Anfang der 80er Jahre wurden im Ministerium Ländlicher Raum (MLR) Überlegungen angestellt, das Instrument der Satellitenfernerkundung zur Bestimmung der Landnutzung einzusetzen, um unanbhängig und vor allem kostengünstig flächendeckende Informationen über Nutzung und Veränderung der landwirtschaftlichen Nutzflächen zu ermitteln. Diese Informationen sollen als Grundlage für Entscheidungen, Planungen, Vorsorge und Kontrolle im Umwelt- und Landwirtschaftsbereich eingesetzt werden.

Infolgedessen wurden zwei Forschungsaufträge vergeben mit den Themen:

• "Einsatz von Satellitendaten zur Bestimmung der Bodennutzung und Ertragsermittlung" und
• "Einsatz von aktuellen Satellitendaten zur parzellenscharfen Bestimmung der Bodennutzung und Grünlandkartierung".

Ergebnisse dieser Studien zeigen, daß die Integration von Satellitendaten in einem vielseitig einsetzbaren Geographischen-Informationssystem einen wertvollen Beitrag zur effizienten Gestaltung der Arbeitsbereiche der Landwirtschaftsämter darstellt.

Diese im universitären Bereich erzielten Forschungsergebnisse wurden im Rahmen eines Knowhow-Transfers zur Weiterentwicklung übergeben.

Ziel

Ziel dieser Folgestudie ist es, aufbauend auf den bisherigen Forschungsergebnissen eine gerätespezifische Konzeption (Hard- und Software) für ein raumbezogenes Landnutzungs- und Planungsinformationssystem ( LUPIS - L andnutzungs- u nd P lanungs- I nformations s ystem) für dezentrale Anwendungsmöglichkeiten auf Dienstbezirks- und Kreisebene zu entwickeln. Es galt zu untersuchen, wie Graphik- und Sachdaten in einem einheitlichen, räumlichen Bezugssystem verwaltet und Arbeitsabläufe bei den Ämtern effizienter und damit wirtschaftlicher gestaltet werden können.

Untersuchungsmethode

Die Erarbeitung des Konzeptes erfolgte in mehreren Bearbeitungsstufen:

• die Bestandsaufnahme mit der Beschreibung vorhandener Informationen in Baden-Württemberg auf der Verwaltungsseite,
• die Charakterisierung der Fernerkundungsdaten sowie
• die Integration der Möglichkeiten des bestehenden Umweltinformationssystems Baden-Württemberg.

Darauf aufbauend erfolgte eine Ist-Analyse der Aufgabenbereiche, EDV-Ausstattungen und vorhandenen Datensammlungen innerhalb der Dienststellen.

Aus dieser Untersuchung ergeben sich die Anforderungen und Rahmenbedingungen für die jeweiligen Bereiche, die zukünftig EDV-technisch unterstützt werden sollen. Außerdem konnten die relevanten Datenbasen und die notwendigen Funktionalitäten des zu konzipierenden Systems definiert werden. Abschließend wurde eine differenzierte Nutzenanalyse für den Einsatz von LUPIS im administrativen Bereich durchgeführt.

Ergebnisse

Nachdem die vorhandenen Daten in der Verwaltung untersucht wurden, konnte festgestellt werden, daß es Informationsdefizite gibt (z.B. aktuelle Landnutzung und Schlagfestlegung), die relativ einfach und kostengünstig mit Fernerkundungsdaten gedeckt werden könnten.

Die Ergebnisse der Ist-Analyse für die Landwirtschaftsämter ergibt, daß die graphische Datenverarbeitung bisher insbesondere aufgrund fehlender Hard- und Softwareausstattung kaum zum Einsatz gekommen ist. Es fehlen somit auch die nötigen Verfahren zur digitalen Erfassung, Analyse und Visualisierung von raumbezogenen Daten. Andererseits benötigen die vielschichtigen und immer komplexer werdenden Aufgabenbereiche der Landwirtschaftsämter neue Arbeitsmittel und Arbeitsmethoden.

Mit den gegenwärtigen Entwicklungen auf dem Computermarkt und dem GIS-Markt sind technische Voraussetzungen gegeben, auf spezielle Aufgabengebiete abgestimmte Systeme aufzubauen, unterschiedlichste Daten einzubinden und somit die verschiedensten Fachbereiche schnell und effizient zu unterstützen.

Schlußfolgernd wird herausgearbeitet, daß mit dem Einsatz von GIS-Systemen in Verbindung mit
Fernerkundungsdaten eine deutliche Effizienzsteigerung erreicht werden könnte.

Konsequenzen für die Praxis

Die erzielten Ergebnisse dieses Projektes könnten die Grundlage für die Realisierung eines Landnutzungs- und Planungs- Informationssystemes ( LUPIS ) für die dezentrale Anwendung auf Kreis- bzw. Amtsbezirksebene darstellen.

Für die Weiterführung erscheinen die folgenden, konkreten Schritte als unerläßllich:

• Diskussion bzw. Entscheidungsfindung beim Auftraggeber,
• Bestätigung der vorgeschlagenen Entwicklungsphasen
• Benennung der einzubeziehenden Einrichtungen des Landes und sonstiger Organisationen
• schrittweise Entwicklung mit überschaubaren Zeiträumen und klar definierter Zielvereinbarung vor Freigabe der Folgephasen,
• Durchführung von vorbereitenden Projekten mit den folgenden Phasen:
• • Grobkonzeption
  • Demonstration
  • Feinkonzeption
• Bereitstellung der Datenbasis bis zur Pilotisierung und Implementierung von LUPIS in den Landwirtschaftsämtern.

Literatur: Abschlußbericht, Oktober 1996

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