Erfassung und Nutzung von Daten zu Boden- und Grundwasserbelastungen im Rahmen des Liegenschaftsinformationssystems Außenanlagen LISA^â

Vortrag gehalten zum 2. UBA-Workshop "Aktuelle DV-gestützte Anwendungen im Bodenschutz- und Altlastenbereich" am 3. und 4. April 2001 in Berlin

Dipl.-Ing. Hans-Olaf Zintz
OFD Hannover, Landesbauabteilung

1     Ziele der Erfassung und Dokumentation von Boden- und Grundwasserbelastungen auf Bundesliegenschaften

·         Abwehr von Gefahren für die Schutzgüter Mensch, Wasser, Boden und Luft

·         Erfüllung gesetzlicher Anforderungen

·         Bestimmung von Nutzungseinschränkungen und Entwicklung von Nutzungsalternativen

·         Planung und Durchführung von Untersuchungs- und Sanierungsmaßnahmen

·         Kostenschätzung für die Sanierung zur Planung von Haushaltsmitteln

·         Planung und Durchführung von Bauvorhaben (Vermeidung des Bauens in kontaminierten Bereichen, Abfallproblematik bei Sanierung und Neubau von Ver- und Entsorgungsleitungen)

·         Datenbereitstellung innerhalb von Verfahren des Liegenschafts- und Flächenrecyclings

·         Kosten-Nutzenrechnung beim Verkauf von Liegenschaften

2     Anforderungen an Erfassung und Dokumentation

2.1     Fachdaten

Die Erfassung der Fachdaten zu Boden- und Grundwasserbelastungen muss den Anforderungen der digitalen Bestandsdokumentation im LISA genügen. Das ist im wesentlichen die Einheitlichkeit des Datenbestandes hinsichtlich Datenstruktur, Raumbezug und Aktualität.

·         Rationelle, strukturierte und einheitliche Erfassung der Daten

·         schnelle Verfügbarkeit aktueller Daten für alle Anwender

·         Datenaustausch mit anderen Organisationen und externen Ingenieurbüros

2.2     Grafische Daten

Die Geometrie der fachlichen Objekte (z. B. kontaminierte Flächen) wird gem. der BFR Vermessung erfasst. Dadurch wird, unabhängig von der fachlichen Zuordnung der geometrischen Objekte, eine einheitliche Vorgehensweise und Darstellung sichergestellt.

Für die Darstellung von Boden- und Grundwasserbelastungen ist die Herstellung des Lagebezugs zur Liegenschaft unabdingbar. Dieser muss möglichst schon durch den Erfasser hergestellt werden.

Die graphische Präsentation der Ergebnisse der Untersuchungen kann sich dann flexibel an den Anforderungsprofilen orientieren.

Profil: Liegenschaftsbetreiber

Der Liegenschaftsbetreiber benötigt zur wirtschaftlichen und fachgerechten Wahrnehmung seiner Aufgaben die Information, ob auf einer Fläche eine Kontamination vorliegt. Er muss Bodenbelastungen bei allen Arbeiten auf den Liegenschaften berücksichtigen.

Hierzu genügt im wesentlichen die Darstellung der Fläche und eine Wertung über den Grad der Belastung. Alle weiteren Informationen muss er sich dann von einem Fachkundigen einholen.

Profil: Bearbeiter von Boden- und Grundwasserbelastungen

Der Bearbeiter von Boden- und Grundwasserbelastungen in der Bau- und Liegenschaftsverwaltung braucht weitergehende Informationen. Hierzu gehören auch Fachabfragen aus dem Informationssystem Boden- und Grundwasserschutz und deren Visualisierung.

3     Liegenschaftsinformationssystem Außenanlagen LISA^â

Seit Anfang der 90er Jahre werden für Liegenschaften des Bundes Fachaufgaben im Bereich der Außenanlagen durch die Bauverwaltungen der Länder auf der Grundlage baufachlicher Regelwerke mit EDV-Unterstützung bearbeitet.

Mittlerweile existieren zahlreiche Einzelbausteine, z.B. für den Boden- und Grundwasserschutz (Altlasten) oder die Untersuchung und Sanierung von Abwasseranlagen. Die Vermessung des Bestands wurde in den baufachlichen Richtlinien Vermessung geregelt und mit den anderen Bausteinen im Liegenschaftsinformationssystem Außenanlagen LISA^® zusammengefasst. LISA wurde durch die OFD Hannover im Auftrag des BMVBW und des BMVg entwickelt.

Zur Erfassung von Fachdaten zu Boden- und Grundwasserbelastungen wird im LISA das Informationssystem Boden- und Grundwasserschutz INSA eingesetzt. Das Erfassungsprogramm EFA zum externen Einsatz existiert ebenfalls schon seit Jahren. Für die Erfassung bodenschutzspezifischer grafische Informationen und die Darstellung der bearbeiteten Flächen und der Ergebnisse dient das GEO Boden- und Grundwasserschutz. Dieses GEO BGWS basiert auf der GIS-Grundsoftware des LISA.

Die graphischen Objekte für den Boden- und Grundwasserschutz sind im LISA definiert und können mit dem GEO BGWS erfasst und genutzt werden. Die primäre Erfassung der geografischen Informationen erfolgte aber bisher durch die bearbeitenden Ingenieurbüros meist mit nicht LISA-konformen Programmen. Die Spannweite reicht dabei von Zeichenprogrammen bis hin zu CAD- und GIS-Systemen. Die erzeugte Lagepläne wurden in analoger Form (Papier) den Gutachten beigelegt, eine Weiternutzung oder Übernahme der Daten ins LISA war nur in Ausnahmefällen möglich. Deshalb ist das Erfassungsprogramm EFA ist um die grafische Erfassungskomponente EFA-GEO erweitert worden.

4     EFA / EFA-GEO

4.1     EFA

Für die dezentrale Datenerfassung von Boden- und Grundwasserbelastungen wird seit Jahren das Erfassungsprogramm EFA eingesetzt. EFA wird Firmen zur Verfügung gestellt, die von der Bauverwaltung mit der Durchführung einer Phase der Altlastenerkundung oder einer Untersuchung auf andere Boden- und Grundwasserveränderungen beauftragt werden. Die Datenerfassung mit EFA ist Bestandteil des Auftrags und wird in den Leistungsverzeichnissen der Arbeitshilfen Boden- und Grundwasserschutz gesondert ausgewiesen.

Eine Datenerfassung mit EFA wird jeweils für ein Projekt auf einer Liegenschaft durchgeführt. Zur Datenübergabe an die Bauverwaltung wird dem Gutachten eine Diskette mit den EFA-Daten beigelegt. Durch das Programm INSAIO werden die Daten in das Informationssystem Boden- und Grundwasserschutz INSA übernommen.

4.2     EFA-GEO

Bei der Entwicklung von EFA-GEO stand die Erfassung der Objekte zur späteren Abbildung und Nutzung in den GIS-Systemen des LISA im Vordergrund. Im EFA-GEO wird die grafische Erfassung solcher Objekte ermöglicht, die bereits mit dem aktuellen INSA und EFA alphanumerisch dokumentiert werden:

·          Liegenschaft ·         Projekt (Untersuchungsgebiet)

·         KVF/KF (punkt- und flächenförmig) ·         Untersuchungspunkt

Ein wichtiges Prinzip bei EFA und EFA-GEO ist, dass ohne die Eingabe von Fachdaten im EFA keine Erfassung von Geometrie in EFA-GEO möglich ist. Es muss immer zuerst eine Verdachtsfläche oder ein Untersuchungspunkt angelegt werden, bevor zu EFA-GEO gewechselt wird, wo die Geometrien erfasst werden. Neben der reinen Erfassung können die GEO-Objekte des aktuellen Projektes auch editiert werden. Der Einsatz von EFA-GEO ohne EFA ist nicht möglich.

4.3     Datenhaltung

Die Datenhaltung erfolgt in EFA-GEO nicht in einem programmspezifischen Grafikformat, sondern in der gleichen Datenbank (ASCII-Tabellen), die EFA zugrunde liegt. Jedes flächenförmige Objekt wird hier durch einen geschlossenen Polygonzug (Begrenzungslinie) beschrieben. Die Koordinaten der Stützpunkte dieses Polygonzuges werden in neu definierten Tabellen abgelegt. Jedes punktförmige Objekt wird durch genau ein Koordinatenpaar (Rechtswert / Hochwert) beschrieben.

4.4     Kartierbasis für EFA-GEO

Für die Erfassung der Geometriedaten mit EFA-GEO ist eine digitale Kartengrundlage erforderlich. Zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Qualitätsstandards für die erfassten Objekte, ist der Bereitstellung der Basiskarte eine große Bedeutung zuzuordnen. Im folgenden werden die als Erfassungsgrundlage möglichen Karten dargestellt:

Sehr gut geeignet	Topografischer Grundplan (GEO-TOP) des Liegenschaftsinformationssystems Außenanlagen LISA. Die Übernahme von GEO-TOP-Daten wird auf Fachbedeutungen beschränkt, die zur Orientierung bei der Erfassung der relevanten Objekte hilfreich sind.
Geeignet	Großmaßstäbige Liegenschaftspläne der örtlichen Bauverwaltungen.
Bedingt geeignet	Topografische Grundkartenwerke im Maßstab 1:5.000 (DGK 5). Die DGK 5 ist für die alten Bundesländer meist flächendeckend in analoger oder digitaler Form verfügbar. Ortholuftbildpläne 1:5.000 aktueller Befliegungen

Die Georeferenzierung der Kartierbasis erfolgt auf das von der jeweiligen Landesvermessung verwendete Bezugssystem. Sofern Daten aus dem GEO-TOP (1. Wahl) verwendet werden, erfüllt die Kartiergrundlage in der Regel die Lagegenauigkeitsklasse 1 (Standardabweichung der Lage max. 0,15 m). Dienen Karten der 2. Wahl als Basis, so ist eine Standardabweichung der Lage von max. 3,0 m tolerierbar. Bei Verwendung von Kartenwerken der 3. Wahl ist mit noch größeren Abweichungen zu rechnen, weshalb diese Kartenwerke nur im Ausnahmefall herangezogen werden sollen.

4.5     Datenfluss

Die Lösung mit der Speicherung der erfassten Koordinaten in der EFA-Datenbank bietet wesentliche Vorteile.

1.       Da immer zuerst das Fach-Objekt erfasst werden muss, werden die Koordinaten dieses Objektes genauso wie Fachdaten sofort strukturiert in einem relationalen Datenbank-Schema abgespeichert. Es gibt keine grafischen Informationen (Koordinaten) ohne Objektbezug.

2.       Für die EFA-Daten existiert ein seit Jahren eingeführter Datenfluss. Die Ingenieurbüros, die mit der Untersuchung von Boden- und Grundwasserbelastungen auf Bundesliegenschaften beauftragt werden, müssen schon immer die Ergebnisse in EFA dokumentieren. Die Daten werden dann geprüft und über eine Schnittstelle (INSAIO) in das Informationssystem Boden- und Grundwasserschutz INSA eingelesen. Da die grafischen Informationen (Koordinaten) nun Bestandteil dieser Daten sind, braucht INSAIO nur um den Import der neuen Koordinatentabellen erweitert werden.

5     Informationssystem Boden- und Grundwasserschutz INSA

Die mit EFA und EFA-GEO erfassten Fachdaten incl. der Koordinaten der Geo-Objekte werden in die Oracle-Datenbank des Informationssystem Boden- und Grundwasserschutz INSA eingelesen. INSA dient der zentralen Erfassung, Speicherung und Auswertung aller Daten, die in den Phasen I, II und III der Untersuchung und Sanierung von Boden- und Grundwasserbelastungen, insb. Altlasten, anfallen. Neben den Fachdaten aller Liegenschaften, werden administrative Daten und Daten zur Projektkontrolle und Projektverfolgung gespeichert.

Der "Umweg" der mit EFA-GEO erfassten Geometriedaten über das INSA scheint auf den ersten Blick nicht die effektivste - weil nicht die schnellste - Lösung zu sein. Auf diese Weise wird jedoch mit maximaler Sicherheit die Konsistenz des Datenbestandes zu Boden- und Grundwasserbelastungen  gewährleistet, worauf höchste Priorität liegt. "Konsistent" heißt hier, dass im geografischen Informationssystem nur GEO-Objekte abgebildet werden, für die auch Fachdaten im INSA erfasst sind.

6     GEO Boden- und Grundwasserschutz

Nachdem die mit EFA-GEO erfassten Daten in das INSA importiert worden sind, kann GEO BGWS auf die ORACLE-Tabellen des INSA zugreifen. Dort liegen alle Informationen vor, die zur automatischen Objektbildung benötigt werden.

Die automatische Objektbildung im GEO BGWS ist für Untersuchungspunkte möglich, deren Lage in den bereits beschriebenen Feldern der INSA-Tabelle UNTERSUCHUNGSPUNKT dokumentiert ist. Jetzt steht auch die Geometrie der anderen relevanten Objekte (KVF, UP) für eine automatische Objektbildung zur Verfügung.

7     Auskunftssystem Boden- und Grundwasserschutz

Das GIS-System GEO BGWS stellt an den Anwender wegen der komplexen Einbindung in das LISA-Umfeld hohe Anforderungen hinsichtlich Schulung und Einarbeitung. Damit aber die Lagepläne mit den Fachinformationen der Liegenschaften für einen möglichst breiten Nutzerkreis bereitgestellt werden können, wird das Auskunftssystem Boden- und Grundwasserschutz (AS BGWS) eingesetzt.

Das AS BGWS ist eine einfach zu bedienende GIS-Anwendung zur Erzeugung und Ausgabe von Fachplänen zum Stand der Untersuchung, Bewertung und Sanierung von Boden- und Grundwasserbelastungen. Im Auskunftssystem ist eine Erhebung oder Änderung der grafischen Daten nicht möglich, alle speziell für den Bereich Boden- und Grundwasserschutz integrierten Funktionen sind fest in die Anwendung integriert. 

Die grafische Datenbasis für das Auskunftssystem umfasst den gesamten vermessenen Bestand zur Liegenschaft und die im EFA-GEO oder GEO BGWS erfassten graphischen Informationen zu Boden- und Grundwasserbelastungen. Neben den Vermessungsdaten können auch georeferenzierte Pläne oder Luftbilder verwendet werden. Die Verknüpfungen der grafischen Objekte mit den INSA-Daten, die im GEO BGWS angelegt werden, bestehen auch im AS BGWS.

7.1     Anwendung des Auskunftssystems beim Bearbeiter von Boden- und Grundwasserbelastungen

Der Bearbeiter von Boden- und Grundwasserbelastungen in der Bau- und Liegenschaftsverwaltung braucht weitgehende Informationen und deren Darstellung auf dem Lagenplan der Liegenschaft. Hierzu gehören auch Abfragen aus dem INSA und deren Visualisierung. Durch Auswahl einer Verdachtsfläche oder eines Untersuchungspunkts im Lageplan, können die INSA-Daten zu Anzeige gebracht werden. Über eine Abfrage (z. B. hinsichtlich von Grenzwertüberschreitungen) können Untersuchungspunkte aus INSA selektiert und dargestellt werden.

Eine Reihe weiterer Fachplänen zum Thema Boden- und Grundwasserschutz und Altlasten wird zukünftig in das AS BGWS integriert.

7.2      Anwendung des Auskunftssystems beim Liegenschaftsbetreiber

Der Betreiber und Nutzer der Liegenschaften, z.B. bei der Bundeswehr die Standortverwaltung mit ihren Mitarbeitern, braucht keine komplexen Informationen zur Schadstoffverteilung und die Details der Gefährdungsabschätzung. Für viele seiner Aufgaben benötigt er aber zwei wesentliche Informationen:

1.       Wurde die interessierende Fläche schon auf Bodenkontaminationen untersucht?

2.       Wie sieht das Ergebnis der Untersuchung aus?

Wenn das Ergebnis der Untersuchung eine Kontamination ausweist, muss geklärt werden, ob die geplante Nutzung der Fläche oder die durchzuführenden Arbeiten aufgrund der Kontamination möglich sind. Hierzu wird im Auskunftssystem ein Lageplan der Liegenschaft zur Verfügung gestellt, in dem alle untersuchten Verdachtsflächen mit der Kategorisierung dargestellt sind. Eine Anbindung an das INSA ist nicht notwendig. Alle weiteren Informationen müssen dann von den Fachkundigen zum Boden- und Grundwasserschutz der Bau- und Wehrverwaltung eingeholt werden.