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Mobile GIS-Nutzung für politische Entscheidungsträger

(Veröffentlicht im Leitfaden "Mobiles GIS und standortbezogene Dienste" der Runder Tisch GIS e.V., München, 19.12.2013; vgl. auch hier ...)

Einführung

Mobile Devices sind auch im kommunalen Umfeld auf dem Vormarsch. Der klassische Büro-PC wird absehbar nach und nach von modernen Tablets abgelöst werden. Die ersten großen Entwicklungsschritte in diese Richtung wurden von den Branchengrößen Apple, Google und Microsoft schon längst getan. Aber erst seit Windows 8 ist das Verschmelzen von PC und Mobile Device(s) auch für mittlere und kleinere Verwaltungen in greifbare Nähe gerückt. Seit jeher gängige Kommunal- und GIS-Software wird damit auf mobilen Standardplattformen lauffähig und sinnvoll nutzbar sein.
 
Bis es soweit ist, muss man sich vor allem mit nativen Entwicklungen auf den jeweils zugrundeliegenden Betriebssystemen (i.d.R. iOS, Android und Windows Phone) einstellen. In einer Art „nächsten Generation“ machen sich aber immer mehr neue Entwicklungen der Geoinformationstechnologie auf Basis von HTML5 (incl. CSS3) und JavaScript im Umfeld von sog. Responsive Designs breit. Damit, so hofft man, wird die plattformunabhängige Entwicklung von mobilen GeoWeb-Apps künftig vonstattengehen können.

Die Realität mobiler Ansätze im kommunalen Umfeld

Nachdem es bei mobilen Endgeräten verschiedene Nutzungsansätze für Geodaten gibt, muss man auch den pauschalen Begriffe „Kommunen“ etwas differenzieren.
 
Bei größeren und großen Städten kommt immer mehr der mobile Erfassungsansatz zum Tragen. Die Vielzahl an sinnvollen Anwendungsszenarien verbunden mit mehr als knappen Personalressourcen zwingt die Verwaltungen geradezu, auf moderne Technologien und Medien zu setzen. Dennoch dürfte hierbei noch einiges in die Rubriken „graue Theorie“ und „technische Spielerei“ fallen. Aber zumindest gibt es im innerstädtischen Bereich die hierzu notwendigen Mobilfunknetze. 
 
Eine Vielzahl der mittleren und kleineren Kommunen, also Kleinstädte und klassische Gemeinden, wäre mit reinen Auskunftslösungen oft schon mehr als zufrieden. Hier hapert es an durchgängigen Konzepten, geeignetem Fachpersonal und der langfristigen Finanzierung. Das Haupthindernis ist jedoch der mangelhafte Mobilfunkausbau gerade im ländlichen Raum. Leider ist alles diesseits von UMTS für eine sinnvolle Geodatennutzung im Feld unbrauchbar. Ideal wären flächendeckende Hotspot-Lösungen bzw. HSDPA- oder LTE-Netze. 
 
Die Realität sieht trotz zahlreicher Lippenbekenntnisse politisch und wirtschaftlich Verantwortlicher anders aus. Im weitläufigen Gelände, dort wo mobile Erfassungslösungen am meisten Potential hätten, können oft nicht einmal exakte GPS-Messungen vorgenommen werden, weil notwendige Korrekturdienste wie SAPOS oder ASCOS ohne GSM-Empfang schlichtweg nicht nutzbar sind. Zur zentimetergenauen Punkterfassung kommunaler Ver- und Entsorgungsinfrastrukturen sind dann althergebrachte, zeitaufwändige Alternativen gefragt, die jeden modernen Ansatz konterkarieren. An eine mobile Kartennutzung zur objektorientierten Vollerfassung darf man in diesem Umfeld noch gar nicht denken.

Technischer Ansatz

Ungeachtet der defizitären Gegebenheiten im ländlichen Raum ist es sinnvoll, sich rechtzeitig mit mobilen GeoDaten-Technologien auseinander zu setzen. Das interkommunale Geoinformationssystem des Landkreises Cham (IkGIS-Cham) setzt im aktuellen Dienstbetrieb auf ein sog. Kommunales Behördennetz (KomBN) auf Basis verfügbarer DSL- und Ka-beltechnologien (Kupfer und Glasfaser). Der konsequente Schritt in die mobile Welt wird gerade vollzogen. 
 
In diesem Zusammenhang lauten die wichtigsten Schlagworte „Sicherheit“ und „Verfügbarkeit“. Beide muss man zum einen natürlich einfordern. Zum anderen müssen sie aber auch gegeneinander abgewogen werden. Nicht in jedem Fall geht Sicherheit vor Verfügbarkeit. Hier gilt es Anwendungsszenarien zu definieren und deren Anforderungen hinsichtlich beider Begriffe zu beleuchten. Reine Auskunftslösungen mit Inhalten ohne Personenbezug und ohne sonstige sensible Informationen kann man getrost anders angehen als vollwertige Erfassungslösungen für verwaltungsinterne Daten, die nur für den Dienstgebrauch oder als geheim bzw. personenbezogen eingestuft sind. 
 
Die cloudbasierte Plattform ArcGIS Online for Organizations bietet in Kombination mit eigenen ArcGIS Servern für Inter- und Intranet sowie einem Kommunalen Behördennetz die hierfür notwendigen Differenzierungsoptionen. Neben den Sicherheits- und Verfügbarkeitsaspekten geht es v.a. darum, dass die zug. Applikationen ohne externe Hilfe einfach konfigurierbar und zugleich auf allen Devices, also auf allen PC-Browsern und allen Mobile Devices, mit und ohne App lauffähig sind. 
 
Beide am Landratsamt Cham verfügbaren ArcGIS Server (intern und extern) greifen live auf die produktive GeoDatenbank des Landkreises zu. Der Intranet-Server steht im Netz des Landkreises quasi neben der Datenbank. Der Internet-Server ist, wie unten dargestellt, mithilfe eines sog. Reverse Proxys über vermittelte Zugriffe sicher angebunden. Es gibt keine zusätzliche Datenspiegelung in einen sicheren Netzabschnitt (DMZ) oder dergleichen. 
 
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Abbildung 1: Anbindung eines ArcGIS Servers im Internet an die produktive GeoDatenbank
 
Mithilfe des externen GeoServers am Landratsamt und ArcGIS Online wurden inzwischen zahlreiche Anwendungen realisiert, die lediglich Plattform-Funktionalitäten (Portal, Benut-zerverwaltung, Anwendungen, Customizing, Recherche, Geocoding etc.) von ArcGIS Online nutzen (Stichwort: „Plattform as a Service - PaaS“). Die lokalen GeoDaten des Landkreises sind via Internet referenziert, so dass die Daten-Hoheit und -Verantwortung beim Erzeuger verbleibt. Es liegen alle nutzbaren GeoFach- und GeoBasisdaten physisch am Landratsamt Cham. 
 
Der Zugriff ist entweder öffentlich oder für definierte Benutzer bzw. Benutzergruppen hochverfügbar möglich. Zudem können die WebServices mithilfe gängiger Sicherheits-standards abgesichert werden. Weil die lokalen Daten- und Karten-Dienste über das World Wide Web transportiert werden, kann hier jedoch nicht von einer High-End-Sicherheit gesprochen werden. 
 
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Abbildung 2: Unkomplizierte GIS-Online-Anbindung via Internet-Dienste
 
Ein zweiter Ansatz soll künftig auch die hoch-sichere Kommunikation zwischen rein internen, also kommunalen Nutzern und der GeoDatenbank des Landkreises ermöglichen. Hierzu muss zum einen ein interner ArcGIS Server herangezogen werden. Zum anderen müssen die mobilen Devices des internen Nutzerkreises (politische Entscheidungsträger und Fachanwender) einen hinreichend gesicherten Zugang, beispielsweise über eine sog. 2-Faktor-Authentifizierung, zum Kommunalen Behördennetz des Landkreises erhalten. 
 
Für diesen gesicherten Übergang zum Kommunalen Behördennetz, könnte beispielsweise ein bereits vorhandener, sog. SSL-Proxy des Freistaates Bayern oder eine noch zu implementierende, eigene Infrastruktur des Landkreises herangezogen werden. Mit welcher Methode künftig gearbeitet wird, muss noch entschieden werden. Eine Realisierung steht für das Jahr 2014 auf dem Plan. Die notwendige GIS-Infrastruktur ist bereits vorhanden. 
 
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Abbildung 3: Sichere aber komplexere GIS-Online-Anbindung via Intranet-Dienste
 
Anwendungsbeispiele An dieser Stelle soll auf zwei Anwendungsbeispiele kurz eingegangen werden. Beide lassen sich u.a. mithilfe einer von ESRI kostenlos angebotenen App intuitiv und elegant nutzen. Sie bietet ohne Entwicklungsaufwand die gängigsten Grundfunktionalitäten, wie beispielsweise:
- diverse Karteninhalte des Landkreises auffinden, durchsuchen und interaktiv nutzen,
- Werkzeuge für Navigation und (Ver-) Messen verwenden,
- GPS zum Auffinden des eigenen Standortes und zur Online-Navigation heranziehen sowie
- Lesezeichen setzen und Karteninhalte teilen.

1. Katastrophenschutzkarte

In Bayern gibt es mehrere sog. Integrierte Leitstellen (ILS). Diese sind flächendeckend organisiert und umfassen als Einsatzgebiete i.d.R. mehrere Landkreise und/oder Städte. Feuerwehr und Rettungsdienste sind dort einheitlich unter der Notrufnummer 112 zu erreichen. Beim Betrieb dieser Bündelungsstellen sind Geodaten unerlässlich. Neben amtliche GeoBasisdaten und landesweiten Fachinformationen sind insbesondere kommunale Inhalte wie Feuerwehrzuständigkeitsbereiche, technische Ausstattungen und Personal vor Ort von erheblicher Bedeutung. 
 
Die untenstehende Anwendung liefert diese Inhalte kombiniert in einer mobilen Basiskarte, die auf allen gängigen Devices vom Fach-anwender in der K-Behörde bis hin zum Feuerwehrmann vor Ort aktiv genutzt wird. 
 
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Abbildung 4: App-basierte Basis-Karte der kreiseigenen Katastrophenschutzbehörde

2. Touristische Routen

Seit 2010 werden die touristischen Routen innerhalb des Naturparks Oberer Bayerischer Wald flächendeckend neu konzeptioniert und dokumentiert. Bislang stehen die Wander- und Radwege flächendeckend zur Verfügung. Sukzessive erfolgt nun die Erhebung von Loipen, Nordic Walking Parcours und weiteren touristisch relevanten Strukturen. Die Daten werden im Internet kostenlos angeboten und können neben der gängigen Form als GPX- und GoogleEarth-Routen selbstredend auch in interaktiven Karten genutzt werden. Eine technische Variante dieser Karten stellen die unten dargestellten Anwendungen dar. 
 
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Abbildung 5: App-basierte Wander-Routenkarte des Naturparks Oberer Bayerischer Wald
 
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Abbildung 6: App-basierte Winter-Routenkarte des Naturparks Oberer Bayerischer Wald

Zusammenfassung

Auch im Landratsamt Cham wird nur mit Wasser gekocht. Die system- und datentechnischen Zutaten sind für das Ergebnis maßgebend. Aktuelle und qualitativ hochwertige GeoBasisdaten der Bayerischen Vermessungsverwaltung kombiniert mit eigenverantwortlich katasterscharf geführten GeoFachdaten des Landkreises Cham und seiner kreisangehörigen Gemeinden bilden die nötige Grundlage. 
 
Die Systembausteine ArcGIS Online for Organizations und ArcGIS for Server Advanced liefern die technologischen Grundvoraussetzungen für alle bisherigen und künftigen mobilen Anwendungsszenarien auf beliebigen Zugriffsebenen. 
 
Hardwareseitig laufen alle Serverbausteine in der Virtuellen Umgebung des Landratsamtes Cham auf einem VMWare-Cluster ESXi 5.1 unter Windows Server 2008R2. Als Clients für die o.g. Beispiele kommen alle Formen von iOS-, Android- und Windows-Devices zum Einsatz.. 
 
Diese und weitere Anwendungen sowie die zug. App finden Sie hier ... .
 
Autor:

Dr. Ulrich Huber, Landratsamt Cham

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