Ihnen steht keine Internetverbindung bei der Datenerfassung im Gelände zur Verfügung? Eine Lösung bietet die Kombination von ArcGIS Field Maps und ArcGIS Survey123, die wir Ihnen hier am Beispiel der Inventur zur Waldzustandserhebung des LWF Bayern vorstellen.
Gastbeitrag der GI Geoinformatik GmbH
Die Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft (kurz: LWF) ist eine Sonderbehörde der bayrischen Forstverwaltung. Sie unterstützt als Stabsstelle die Forstabteilung des bayrischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten und deren Ämter.
Die LWF bietet eine Vielzahl von Leistungen von der Schädlingsüberwachung bis zum Wissenstransfer. Unter anderem werden die forstlichen Landesinventuren (Bodenzustanderhebung, Waldzustandserhebung und Bundeswaldinventur) von der LWF koordiniert. Die LWF (Auftraggeberin) entwickelt die App für die Waldzustandserhebung gemeinsam mit der Firma GI Geoinformatik.
GI Geoinformatik GmbH und Esri
Die GI Geoinformatik GmbH unterstützt seit mehr als drei Jahrzehnten Kundinnen und Kunden beim Aufbau und der Qualitätssicherung von Geodaten. In Geo-IT-Projekten begleitet die GI-Kund:innen von der Konzeptphase bis zur Einführung und der laufenden Unterstützung im Tagesgeschäft.
Ein Schwerpunkt liegt auf der mobilen Datenerfassung mit Einsatz hochgenauer GNSS-Systeme. Der Schulungsbereich bietet die GI Praxis-Workshops für die ArcGIS-Plattform an und veröffentlicht seit 15 Jahren die deutschsprachigen Handbücher zu ArcGIS.
Langjährige Partnerschaft
Seit über 25 Jahren pflegt die GI Geoinformatik GmbH eine enge Partnerschaft mit Esri. Während dieser Zeit wurden unzählige Projekte mit den ArcGIS-Softwareprodukten von Esri umgesetzt. In großen Projekten, wie dem Aufbau eines bundesweiten Abwassermonitorings werden Projekte auch gemeinsam mit Esri umgesetzt.
Durch die Erfahrung im Projektmanagement sowie der agilen Entwicklung kann die GI Geoinformatik GmbH Geodaten und ArcGIS-Technologie zielgerichtet und investitionssicher umsetzen.
Hintergrund der Waldzustandserhebung
Ziel der Waldzustandserhebung ist die jährliche Feststellung des Vitalitätszustandes des Waldes anhand des Kronenzustands als Weiser für die Vitalität von Waldbäumen (seit 1984/1990). Hierfür findet eine bundesweite Erhebung im Juli und August an ca. 10.000 Bäumen statt. Dies ermöglicht auf Bundesebene repräsentative Ergebnisse der wichtigsten Baumarten.
Umgesetzt wird die Waldzustandserhebung durch eine visuelle Einschätzung des äußerlich erkennbaren Gesundheits- bzw. Schädigungszustands der einzelnen Bäume. Die Kronenverlichtung als Kernparameter wird durch die Schätzung des Nadel-bzw. Blattverlustes im Verhältnis zu einem Referenzbaum in 5%-Stufen durch den Außendienstmitarbeitenden bestimmt.
Anforderungen
Aus dem Verfahren der Waldzustandserhebung ergeben sich folgende Anforderungen:
Benutzerfreundliches Inventurverfahren aufgrund wechselnder Anwender und externer Dienstleister
Da es verschiedene Fachkräfte, auch ohne GIS-Hintergrundwissen die App nutzen sollen, muss die Anwendung so einfach und intuitiv wie möglich aufgebaut sein.
Offline-Anwendung aufgrund evtl. fehlender Netzabdeckung
Da die Feldarbeiten auch in abgelegenen Waldgebieten stattfinden, ist oft von einer fehlenden Internetverbindung auszugehen. Die Anwendung muss somit online wie offline funktionsfähig sein, mit automatischer Datensynchronisation bei bestehender Netzwerkverbindung.
Qualitätssicherung
Eine falsche Abgabe von Daten soll bestmöglich ausgeschlossen werden und schon bei der Eingabe abgefangen werden.
Historie alter Datenbestände
Um Änderungen, Entwicklungen und eventuelle Fehler nachvollziehen zu können, soll eine Historie der Daten eingerichtet werden.
Herausforderungen
Aus den genannten Anforderungen ergeben sich wiederum die folgenden Herausforderungen:
- Geocodierung der im Excel-Format vorliegenden Inventurbäume
- Offline-Verbindung zweier Esri-Apps die normalerweise ihre Daten über eine Online-Cloud synchronisieren
- Sicherstellung eines einfachen und verständlichen Inventurverfahrens durch Übersichtlichkeit und möglichst viele Automatismen
- Qualitätssicherung durch Vermeidung oder Hinweise auf fehlerhafte Eingaben
Lösung
Erster Schritt der Umsetzung war die Digitalisierung und Migration der ca. 17.000 Inventurbäume mit Satelliten, Eckpunkten und Trakten aus dem Excel-Format in geocodierte Features über selbst erstellte ArcPy-Skripte. Die geocodierten Features wurden dann für ArcGIS Online (im Store erhältlich) freigegeben, um dort die Webkarten für die Esri Apps vorzubereiten.
ArcGIS Field Maps
Die Webkarte der Field Maps App wurde so konfiguriert, dass sie zur Auffindung der Kontrollpunkte und Bäume und zur Übersicht über den Kontrollstatus der Einzelbäume dient. In das Pop-Up Fenster der Baum-Features wurden mit Hilfe von ArcGIS Arcade die Links zur Survey für die Durchführung der Kontrolle oder die Neuanlage eines Einzelbaumes bei Ausfällen integriert.
ArcGIS Survey123
Über den Link können die Daten des ausgewählten Baum-Features an die Survey übergeben werden (erstellt mit ArcGIS Survey123). Sobald die Survey abgeschlossen ist, werden Nutzende automatisch in die Webkarte der Field Maps App zurücknavigiert. Der Einzelbaum bekommt darauf automatisch den Bearbeitungsstatus „Kontrolle durchgeführt“.
- Dieser Status kann nur nach Durchführung der Survey erhalten werden.
- Der Link kann nicht mehrfach ausgeführt werden, um eine doppelte Aufnahme zu verhindern.
- Wenn Daten zum Baum im Nachhinein bearbeitet werden sollen, kann dies über den Postausgang der Survey 123 App durchgeführt werden.
Durch die Surveys wird ein neuer Feature-Layer mit Daten befüllt, wodurch sich eine Historie mit jeweils einem Baum-Feature Layer zu jedem Kontrolljahr ergibt.
Hinweis: Mit einem Klick auf das jeweilige Bild können Sie die Felder im Detail einsehen.
Diese Zusammenarbeit der Apps kann durch die Verwendung eines Callback-Links und die Möglichkeit, Offline-Karten in die Field Maps App und Survey123 App zu integrieren auch ohne Internetverbindung genutzt werden.
Zur Qualitäts- und Datensicherung wurden in den Surveys auch kaskadierende Fragen erstellt, bei welchen sich die zuvor angegebene Antwort einer Frage über einen Filter auf die Auswahlmöglichkeit weiterer Fragen auswirken. Somit werden falsche Antwortkombinationen ausgeschlossen.
Die Vorteile der Lösung im Überblick
- Benutzerfreundliche Anwendung
Die Lösung ermöglicht eine automatische Integration der Esri Field Maps App und Survey123 App, ohne das der Anwender diese manuell Aufrufen und darin navigieren muss. Außerdem findet die Datenübernahme der Baumfeatures in die Survey ohne eine notwendige Interaktion des Nutzers statt. Die Webkarte ist sehr übersichtlich und einfach gehalten mit gut verständlicher und maßstabsabhängiger Symbolisierung.
- Qualitätssicherung
Durch die Integration kaskadierender Fragen in der Survey123 App ist keine falsche Antwortkombination möglich. Bei Änderungen permanenter Daten muss ein Pflichtfeld mit Begründung der Änderung ausgefühlt werden. Außerdem wurde das Editor- und Creatortracking aktiviert. Eine Historie durch die Erstellung eines neuen Feature-Layers macht Änderungen, Entwicklungen und Fehler bei der Aufnahme nachvollziehbar.
- Nutzung im Offline-Modus
Der Arcade-Ausdruck für den Callback-Link und die Möglichkeit der Offline-Nutzung der beiden Apps ermöglicht eine Nutzung der eingerichteten Lösung auch ohne vorhandene Internetverbindung.
Wenn Sie tiefer in das Thema und den Anwendungsfall eintauchen möchten, empfehlen wir Ihnen die Aufzeichnung unseres Webinars:
Im Dickicht der Digitalisierung: Die Offline-Herausforderungen der Waldzustandserhebung
