Entwicklung einer neuartigen nutzerorientierten IT-Infrastruktur eines mobilen Arbeitsplatzes für den Forstbetrieb

Die zunehmende Knappheit fossiler Energieträger hat in den letzten Jahren das Bewusstsein für die Bedeutung nachwachsender Rohstoffe geschärft. Dabei wurde deutlich, dass eine florierende und effiziente Forstwirtschaft in Deutschland nicht nur eine strategische Bedeutung als Rohstoff- und Energielieferant besitzt, sondern dass sie auch in Hinblick auf ihre volkswirtschaftliche Bedeutung oft unterschätzt wird. Unter Berücksichtigung aller Elemente der forstwirtschaftlichen Wertschöpfungskette verzeichnet die Branche rund 1,3 Mio. Beschäftigte und einen Umsatz von etwa 181 Mrd. Euro. Rund 36.000 Forstbetriebe sorgen kontinuierlich für die Forsteinrichtung, die Bestandspflege sowie den Einschlag und gewährleisten durch eine aufwändige Logistik - mehr als 30 Prozent der Landesfläche der Bundesrepublik Deutschland sind mit Wald bedeckt –, dass die Versorgung mit dem Rohstoff Holz gesichert bleibt. Dabei ist die deutsche Forstwirtschaft – auch im Vergleich zu den Nachbarländern – nicht nur quantitativ von beträchtlichem Gewicht: vielmehr zeichnet sich der deutsche Wald durch einen ausgeprägten Artenreichtum aus und ermöglicht dadurch eine besonders hohe Wertschöpfung.

Ausgangslage
Die Bewirtschaftung von rund 55% der Waldflächen Deutschlands erfolgt durch Einrichtungen der öffentlichen Hand (Land- und Forstwirtschaftsämter, Betriebe für Privatwaldbetreuung, Landwirtschaftskammern oder forstlichen Fachverwaltungen). Diese beraten und unterstützen allerdings auch die Bewirtschaftung und Betriebsführung privater Waldbesitzer (45%). Die öffentlichen Einrichtungen haben dabei nach dem Bundeswaldgesetz (BWaldG, 1998, §§ 1-6) eine entscheidende Vorreiterrolle bei der Entwicklung neuer Methoden und Technologien für eine umweltgerechtere und optimalere Ausnutzung der Ressource Holz. Eigene Ansätze zur Bewirtschaftung unter Gesichtpunkten der Nachhaltigkeit können die privaten Waldeigner – meist kleine und mittlere Unternehmen – selten selbst erstellen.

Der Aspekt der nachhaltigen Bewirtschaftung der Wälder unterstreicht die öffentliche Verantwortung für die Weiterentwicklung der Forstwirtschaft. Zu den wesentlichen Aufgaben gehört die Forsteinrichtung, d. h. die Zustandserfassung und Planung sowie die darauf basierende ökonomisch wie ökologisch optimierte Nutzung des Waldes. Die zentrale Grundlage für dieses Tätigkeitsfeld ist die Bestandsaufnahme. Diese basiert heute auf noch weitgehend manuell basierten Verfahren der Erfassung von Informationen vor Ort mit selbst erstellten Medien.

Hauptziele
Im Rahmen des Mobility@forest Projektes soll eine nutzerorientierte IT-Infrastruktur eines mobilen Arbeitsplatzes für Forstbetriebe der öffentlichen Hand entwickelt werden. Ziel des Projektes ist es, Forsteinrichter mit mobilen Endgeräten auszustatten, mit deren Hilfe die Bestandsaufnahme wesentlich schneller und detailgetreuer vorgenommen werden kann. Das betrifft sowohl die Vor-Ort-Aufnahme aktueller Bestandsdaten, das Umweltmonitoring innerhalb und außerhalb des Waldes, die Erfassung geänderter Sachdaten (Waldwuchs, Wegebefahrbarkeit) als auch die Informationserfassung für die Holzbereitstellung. Entwickelt wird derzeit ein mobiler und vollständig papierloser Arbeitsplatz für die Erfassung von Daten direkt vor Ort und die effizientere Nutzung von Geometrie- und Sachinformationen. Der Forsteinrichter wird sich in Zukunft mit einem mobilen Endgerät auf den Weg machen, um die Bestandsaufnahme vorzunehmen.

Erste Feldversuche von Mobility@forest in Baden-Württemberg belegen, dass sich über den Verzicht auf die Erstellung von manuell erstellten Medien, den sog. "Krokis", eine Zeitersparnis von rund 3.000 Arbeitsstunden in einem Jahr realisieren lässt. Noch wichtiger aber ist, dass die Digitalisierung der Daten zu einer wesentlich höheren Detailtiefe und damit zu einer besseren Datenqualität führt als das herkömmliche Verfahren. Ein automatisches Korrektursystem mittels Plausibilitätsprüfungen sorgt zudem für eine Minimierung der Fehlerquote. Die Feldversuche bestätigen zudem eine hohe Qualität der Geräte im Außeneinsatz. Die bisher insgesamt guten Ergebnisse lassen eine hohe Akzeptanz bei den Mitarbeitern der Forstwirtschaft erwarten.

Innovation
Die angestrebte Systemlösung basiert auf einer innovativen Zusammenführung und Weiterentwicklung geografischer Informationssysteme mit Ortungs- und Markierungstechnologien (GPS, RFID) sowie mobilen Kommunikationstechnologien (UMTS, GSM/GPRS). Die im Wald gewonnenen Daten werden entweder unmittelbar oder - sollte kein Netz verfügbar sein - zeitversetzt, in das IT-System übermittelt. Die Entwicklung der zentralen Serviceplattform des mobilen Arbeitsplatzes erfolgt unter Einsatz moderner Softwaretechnologien (SOA-Konzept, OpenGIS/GML, Web-Services etc.). Ausgehend von einem "human centric“ orientierten Lösungsansatz werden dem Nutzer über eine multi-modale Schnittstelle intelligente Funktionen bzw. Interaktionen für die Aufgabenausführung bereitgestellt.

Außerdem ist die entwickelte Systemlösung zur mobilen Nutzung und Beschaffung von Geoinformationen auch auf andere öffentliche Aufgabenstellungen übertragbar. Solche potenziellen Anwendungsfelder umfassen etwa Vermessungsaktivitäten, den Katastrophenschutz oder Kartierungsarbeiten der Fachbehörden im Bereich Boden, Wasser, Biodiversität etc. Es lässt sich zusammenfassend feststellen, dass Mobility@forest sowohl eine grundlegende Neugestaltung und Optimierung der forstwirtschaftlichen Wertschöpfungskette ermöglicht, als auch die Zusammenarbeit zwischen Behörden insbesondere im Bereich der Nutzung von Geodaten erleichtert.

IT-Sicherheitsaspekte
Wie auch in den übrigen SimoBIT-Projekten ist IT-Sicherheit eine Voraussetzung dafür, dass Web Services für kritische Anwendungen vorgesehen und implementiert werden können. Im Rahmen des Projektes muss der durch entsprechende Lösungen autorisierte und geschützte Zugriff auf alle erhobenen Daten sicher gestellt sein. Verwendung finden hier Web Security Services (WSS), die konform zu den Standards und Konventionen des Open Geospatial Consortium (OGC) sind.

Konsortium
Die Leitung von Mobility@forest liegt in den Händen von Dr.-Ing. Uwe Kirchhoff, ATB Institut für angewandte Systemtechnik in Bremen. Beteiligt sind die Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg, das Institut für Bodenkunde und Standortlehre an der Universität Dresden, GISCON Systems sowie Reimesch Kommunikationssysteme.