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Fachinformationssystem Boden (FISBO)

Das Fachinformationssystem Boden (FISBO) ist Bestandteil des übergeordneten Bodeninformationssystems. Die Hauptfunktion besteht in der Datensammlung, -pflege und -auswertung. Profil-, Horizont- und Labordaten werden in Datenbanken verwaltet.

Chrom-Hintergrundwerte im Grundwasser von Niedersachsen 1 : 500.000

Die natürliche Grundwasserbeschaffenheit ist maßgeblich durch die Wechselwirkung zwischen Grundwasser und der durchströmten Gesteinsmatrix geprägt. In Deutschland sind die Grundwässer jedoch durch anthropogene Handlungen wie z.B. Ackerbau, Rodung und Maßnahmen zur Grundwasserentnahme ubiquitär überprägt. Einflüsse einer Jahrhunderte alten Kulturlandschaft können dennoch als natürlich betrachtet werden (Funkel et al. 2004). Zur Erfüllung der Aufgaben aus der EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) wurden für die hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens (Elbracht et al., 2016) Hintergrundwerte u.a. für gelöstes Chrom im Grundwasser ermittelt. Die Hintergrundwerte von gelöstem Chrom umfassen die Gehalte, welche sich unter natürlichen Bedingungen durch den Kontakt des Grundwassers mit der umgebenden Gesteinsmatrix des Grundwasserleiters sowie in Kontakt mit einer Jahrhunderte alten Kulturlandschaft einstellen. Die Karte zeigt farblich differenziert Klassen der Chrom-Hintergrundwerte der hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens. Durch das Auswählen eines Teilraumes gelangt man zu weiterführenden Informationen (z.B. Probenanzahl, zusammengefasste Teilräume, etc.). Informationen zu den Daten: Die genutzten Grundwasseranalysen stammen aus der Datenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS). Hintergrundwerte sind definiert als das 90.-Perzentil der Normalpopulation der geogenen Konzentration des analysierten Parameters. Zur Bestimmung der Hintergrundwerte wurde die jeweils aktuellste Analyse einer Grundwassermessstelle verwendet. Bei zu geringer Probenzahl (n < 10) wurden, soweit möglich, lithologisch ähnliche Teilräume zu einem gemeinsamen Hintergrundwert zusammengefasst. Die Ermittlung der Hintergrundwerte folgte dem Verfahren zur statistischen Auswertung der Daten mittels Wahrscheinlichkeitsnetz der Staatlichen Geologischen Dienste (Wagner et al., 2011). Quellen: ELBRACHT, J., MEYER, R. & REUTTER, E. (2016): Hydrogeologische Räume und Teilräume in Niedersachsen. – GeoBerichte 3, LBEG, Hannover. DOI: 10.48476/geober_3_2016. Funkel R., Voigt H.-J., Wendland F., Hannappel S. (2004): Die natürliche ubiquitär überprägte Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland, Forschungszentrum Jülich GmbH (47), ISBN: 3-89336-353-X. WAGNER, B., WALTER, T., HIMMELSBACH, T., CLOS, P., BEER, A., BUDZIAK, D., DREHER, T., FRITSCHE, H.-G., HÜBSCHMANN, M., MARCZINEK, S., PETERS, A., POESER, H., SCHUSTER, H., STEINEL, A., WAGNER, F. & WIRSING, G. (2011): Hydrogeochemische Hintergrundwerte der Grundwässer Deutschlands als Web Map Service. – Grundwasser 16(3): 155-162; Springer, Berlin / Heidelberg.

Kupfer-Hintergrundwerte im Grundwasser von Niedersachsen 1 : 500.000

Zur Erfüllung der Aufgaben aus der EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) sowie der Grundwasserverordnung (GrwV) wurden für die hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens (Elbracht et al., 2016) Hintergrundwerte für gelöstes Kupfer im Grundwasser ermittelt. Die Hintergrundwerte von gelöstem Kupfer umfassen die Gehalte, welche sich unter natürlichen Bedingungen durch den Kontakt des Grundwassers mit der umgebenden Gesteinsmatrix des Grundwasserleiters einstellen. Die Karte zeigt farblich differenziert die Kupfer-Hintergrundwerte der hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens. Die Klassifizierung orientiert sich an den gültigen Geringfügigkeitsschwellenwerten (GFS) der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA), den Grenzwerten der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) und den Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Durch das Auswählen eines Teilraumes gelangt man zu weiterführenden Informationen (z.B. Probenanzahl, zusammengefasste Teilräume, etc.). Hintergrundwerte sind keine aktuellen Messwerte zur Grundwassergüte und können nicht als solche genutzt werden! Informationen zu den Daten: Die genutzten Grundwasseranalysen stammen aus der Datenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS). Hintergrundwerte sind definiert als das 90.-Perzentil der Normalpopulation der geogenen Konzentration des analysierten Parameters. Zur Bestimmung der Hintergrundwerte wurde die jeweils aktuellste Analyse einer Grundwassermessstelle verwendet, jedoch keine Messungen, die vor dem Jahr 2000 datieren. Bei zu geringer Probenzahl (n < 10) wurden, soweit möglich, lithologisch ähnliche Teilräume zu einem gemeinsamen Hintergrundwert zusammengefasst. Die Ermittlung der Hintergrundwerte folgte dem Verfahren zur statistischen Auswertung der Daten mittels Wahrscheinlichkeitsnetz der Staatlichen Geologischen Dienste (Wagner et al., 2011). Quellen: ELBRACHT, J., MEYER, R. & REUTTER, E. (2016): Hydrogeologische Räume und Teilräume in Niedersachsen. – GeoBerichte 3, LBEG, Hannover. DOI: 10.48476/geober_3_2016 WAGNER, B., WALTER, T., HIMMELSBACH, T., CLOS, P., BEER, A., BUDZIAK, D., DREHER, T., FRITSCHE, H.-G., HÜBSCHMANN, M., MARCZINEK, S., PETERS, A., POESER, H., SCHUSTER, H., STEINEL, A., WAGNER, F. & WIRSING, G. (2011): Hydrogeochemische Hintergrundwerte der Grundwässer Deutschlands als Web Map Service. – Grundwasser 16(3): 155-162; Springer, Berlin / Heidelberg.

Nachhaltige Entwicklung der Bundeswasserstraßen, Aufbau eines flächendeckenden Sedimentkatasters

Die WSV (inkl. der Oberbehörden BfG und BAW) hat im Rahmen ihrer Hoheitsaufgaben einen ständigen Bedarf an Daten und Informationen über Menge und Qualität der Sedimente in den verwalteten Gewässern und führt deshalb gewässerkundliche Messungen selbst durch oder beauftragt Dritte damit. Erhoben werden Daten über die physikalischen Randbedingungen sowie chemische und biologische Daten. Im Forschungskonzept der BfG wird die Bedeutung der Sammlung und Bereitstellung umfassender Kenntnisse über Sedimente als Voraussetzung eines tiefen System- und Prozeßverständnisses - und somit als Basis eines integralen Sedimentmanagements betont. Bisher liegen die in der WSV, der BfG und der BAW verfügbaren Daten über die Menge und Beschaffenheit von Sedimenten, Schwebstoffen und Böden in bzw. an Bundeswasserstraßen in sektoralen, maßnahmenbezogenen Datensammlungen unterschiedlichster Form vor. Mit dem Sediment- und Bodenkataster der WSV wird ein gewässerkundliches Fachinformationssystem zur Dokumentation, Recherche, Interpretation, Analyse und Bewertung der quantitativen, qualitativen und biologischen Eigenschaften der Sedimente / Böden in bzw. an Bundeswasserstraßen aufgebaut.

Digitale Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen im Massstab 1:50.000

Im GLA wurden Grafik und Inhalt der Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen 1 : 50 000 EDV-technisch verfuegbar gemacht. Das Kartenblatt wurde per Hand von Dritten von der zweifachen Vergroesserung der Druckvorlage vektoriell digitalisiert. Die Legende wurde im GLA unter Anwendung eines bodenkundlichen Datenschluessels in normierte Kuerzel uebersetzt. Diese Uebersetzung ist auf numerische Weiterverarbeitung im Rechner ausgelegt. Sie bietet die einheitliche, vergleichbare und autorisierte Grundlage fuer Auszuege und Auswertungen des Datenbestandes. Die Ergebnisse der Bearbeitungen koennen als Plots ausgegeben bzw. als digitale Datensaetze an Dritte kostenpflichtig weitergegeben werden. Standardmaessige Auswertungen sind Karten bzw. Tabellen der effektiven Durchwurzelungstiefe, der nutzbaren Feldkapazitaet, der Feuchtestufe, der Kationenaustauschkapazitaet, der Wasserdurchlaessigkeit und des Kapillaraufstiegs. Spezielle Auswertungen stehen zu den Themen Sickerwasser, Austauschhaeufigkeit und Grundwasserbelastung durch Schwermetallionen zur Verfuegung. Es ist moeglich, die Auswertungskarten auf den ALK-GIAP zu uebertragen und dort mit kartographischen Routinen zu bearbeiten. Es wurde eine Verfahrensdatei fuer die Bodenkarte geschrieben, die eine druckkartenaehnliche Ausgabe auf dem HP-Design-jet ermoeglicht. Die gesamte digitale Bodenkarte 1 : 50 000 liegt auf einem PC vor. Der Speicherbedarf liegt bei etwa 80 MB fuer die Graphik und etwa 20 MB fuer die Legende. Bisher wurden ueber 500 TDM und 1O Arbeitsjahre von 2 Mitarbeitern in Aufbau und Auswertung investiert. Fuer 60 von 72 Vollblaettern ist die Bearbeitung abgeschlossen. Der gesamte Datenbestand der BK 50 DIG kann in BIS Dritter ueberfuehrt werden. Das Konzept fuer die digitale Bereitstellung und Bearbeitung dieser Bodenkarte ist so ausgelegt, dass es auch auf die grossmassstaebigen Karten der land- und forstwirtschaftlichen Standortkartierung sowie der Stadtbodenkartierung uebertragen werden kann.

Regionalisierung der standortchemischen Zustaende der Waldboeden im Bereich des Saarkohlewaldes

Projektgegenstand ist die Regionalisierung der standortchemischen Zustaende der Waldboeden im Bereich des Saarkohlenwaldes. Ziel des Projektes ist die Erstellung einer digitalen Basiskarte, die als wesentlicher Bestandteil in das einzelflaechenbezogene Standortbasisinformationssystem der Landesforstverwaltung eingeht. Mit Hilfe der digitalen Einzelflaechendaten soll die weitere standortchemische Entwicklung der Waldbestaende abzuschaetzen sein. Diese Abschaetzungen sollen als Basisinformationen fuer die quantitative und qualitative Bewertung der Bestandesgefaehrdungen und der zu erwartetenden Zuwachsveraenderungen dienen. Die Arbeiten umfassen die Generierung einer Arbeitskarte fuer die Bodenkartierung mit Hilfe eines GIS (Geologie 1:25000, Relief: Hangneigung) unter Beruecksichtigung der Ergebnisse der Voruntersuchung, eine Bodenkartierung im Untersuchungsgebiet, die Aufnahme von Catenen, Bodenprobennahmen an Profilen im Revier Fischbach und deren chemische Analyse, die statistische Auswertung der chemischen Daten, Korrekturen an Karten nach den Kartierungsergebnissen sowie eine GIS-Analyse und Generierung einer Karte des bodenchemischen Zustandes.

Bodeninformationssystem von Thueringen - Bereich geowissenschaftliche Grundlagen

Verknuepfte Fachinformationssysteme und Datenbanken zu Geologie, Boden, Hydrogeologie, Rohstoffe, Geochemie und Ingenieurgeologie.

Räumliche Genauigkeit geostatistischer Interpolationsverfahren für forstliche Stichprobendaten

Der Aufbau forstlicher und forstökologischer Informationssysteme ermöglicht die Integration vieler relevanter Stichproben- und Monitoringdaten. Nach räumlicher Interpolation entstehen daraus eindrucksvolle Konturliniengrafiken, die zur Präsentation der Daten, zur Entwicklung von Hypothesen über Ursachen für deren räumliche Variabilität und zur forstlichen Raum- und Maßnahmenplanung herangezogen werden können. In der Regel werden dabei jedoch Informationen über die Präzision dieser Darstellung völlig vernachlässigt, was einer allzu unkritischen Interpretation und der Ableitung ungesicherter Schlussfolgerungen Vorschub leisten kann. Es sollen Methoden und Kriterien entwickelt werden, die zur Ableitung möglichst genauer Konturlinien sowie zur Einschätzung ihrer Genauigkeit führen. Leitende Aufgabenstellungen sind dabei a) die Verbesserung der Genauigkeit des verwendeten Interpolationsmechanismus durch die Verwendung nichtlinearer Verfahren, b) die Herleitung einer Definition sowie von Kriterien zur Einschätzung der räumlichen Genauigkeit der gewonnenen Prognosen und Konturen und c) die Bestimmung räumlicher Konfidenzbereiche zur Ergänzung der 'scharfen' Linien.

Aufbau eines Fachinformationssystems Bodenkunde

Zusammenfuehrung und zentrale, DV-gestuetzte Bereitstellung der im Zuge des Landesaufnahme erstellten Bodenkarten und Profilbeschreibungen fuer NRW, Beantwortung von Fragen aus den Bereichen Bodenschutz, Landes- und Regionalplanung, Naturschutz, gutachterlich Stellungnahmen, UVP, UVS, Flurbereinigung, landwirtschliche Beratung. In Wassereinzugs-und Wasserschutzgebieten, Feuchtwiesenschutzprogramm, Renaturierung, Auenprogramm, Niederschlags-Abfluss-Simulationen, Grundwasserschutz, unter Zuhilfenahme standardisierter Auswerteroutinen der DV-gestuetzten Methodenbank.

Entwicklung von Fuzzy-Set-Theorie-basierten Verfahren für die Anwendung in einem Bodeninformationssystem

Methoden der Fuzzy-Set-Theorie können in unterschiedlichen bodenkundlichen Teildisziplinen den üblicherweise angewendeten Methoden der Klassifikation, Behandlung von Datenunsicherheiten und Modellierung deutlich überlegen sein, da sie bei geringeren Informationsverlusten einen flexibleren Umgang mit Parameterunschärfen erlauben. Derzeit besteht ein wachsender Bedarf an der Entwicklung von Verfahren, welche künftig die während der Datenverarbeitung in Bodeninformationssystemen auftretenden Informationsverluste minimieren, die Klassifikationsgüte erhöhen und eine direkte Qualitätsbeurteilung von Karten ermöglichen. In enger Kooperation mit Geologischen Landesämtern ist daher die Erarbeitung entsprechender, auf der Fuzzy-Set-Theorie basierender Verfahren zur automatisierten Bodenklassifikation nach der deutschen Bodenkundlichen Kartieranleitung sowie für die differenzierte Bewertung von Bodenfunktionspotentialen vorgesehen. Um die Ergebnisse hinreichend abzusichern und ihre Interpretationsfähigkeit zu gewährleisten, soll insbesondere die Überprüfung der verwendeten Fuzzy-Parameter und Operatoren im Zentrum der Arbeiten stehen. Unter Nutzung der auch in den Geologischen Landesämtern angewendeten geographischen Informationssysteme zur Durchführung des Vorhabens soll eine mögliche praktische Umsetzung der Ergebnisse im Rahmen von Bodeninformationssystemen untersucht werden.

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