Landesamt für Kataster-, Vermessungs- und Kartenwesen Das ganze Saarland digital

Autor / Redakteur: Holger Eriksdotter / Gerald Viola

Im Saarland läuft zurzeit das Projekt „DIRI“ mit dem Ziel, die letzten noch in analoger Form vorliegenden Dokumente in digitale Rasterdaten umzuwandeln. Ein Projekt mit gewaltigen Ausmaßen: Rund 1,5 Millionen Dokumente mit geschätzten 40 Terabyte Speicherbedarf müssen dafür gescannt und in die Datenbank eingelesen werden. Mithilfe ausgeklügelter Verfahren und einer virtualisierten, hochskalierbaren Infrastruktur von Fujitsu Siemens Computers soll das Projekt im Jahre 2010 abgeschlossen werden. Dann sollen die gesamten Vermessungsdaten des Bundeslandes digitalisiert vorliegen.

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Auf dem einen Monitor sieht man die Katasterkarte mit der Kirche in der Mitte, auf dem zweiten Monitor sieht man den sogenannten Riss zur Vermessung der Kirche
Auf dem einen Monitor sieht man die Katasterkarte mit der Kirche in der Mitte, auf dem zweiten Monitor sieht man den sogenannten Riss zur Vermessung der Kirche
( Archiv: Vogel Business Media )

Geodaten verändern sich im Laufe der Jahre und Jahrzehnte: Flurstücke werden verkauft oder vererbt, zusammengelegt oder geteilt, Grundstücksgrenzen werden verlegt, Straßen und Häuser gebaut und verändert. Seit mehr als hundert Jahren wird dieser Wandel in Form von sogenannten „Rissen“ (von Aufriss) von Vermessungsingenieuren dokumentiert und in den Vermessungs- und Katasterämtern der Verwaltungen archiviert. Im Laufe der Jahrzehnte sind so erhebliche Mengen an Dokumenten entstanden, die die Aktenregale der Kataster- und Liegenschaftsämter füllen: „Es können schon mal 10 bis 20 Risse für die Vermessung eines einzigen Flurstücks vorliegen“, erklärt Patric Theobald, Vermessungsingenieur beim saarländischen Landesamt für Kataster-, Vermessungs- und Kartenwesen (LKVK).

Er ist der Leiter des Projekts „DIRI“ (Digitales Riss-Archiv), dessen Aufgabe es ist, die Risse als letzte analog vorliegende Daten in das Geodatenportal des Bundeslandes zu integrieren. Dabei macht ihm nicht nur die reine Datenmenge zu schaffen: „Es gibt verschiedene Dokumenttypen und unterschiedliche Ordnungssysteme. Ebenso stellt der Materialwechsel zwischen den verschiedenen Zeichnungsträgern (Karton, transparente Zeichenfolie, Papier) eine besondere Herausforderung dar“, so Theobald. Zudem sind die Papierdokumente teilweise mehr als hundert Jahre alt und unterscheiden sich in Papierqualität, Farbe und Format. Aber schon wegen des riesigen Umfangs von etwa 1,5 Millionen Dokumenten wäre eine rein manuelle Erfassung durch das Landesamt unbezahlbar und würde wohl Jahrzehnte dauern.

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Direkter Zugriff auf digitalisierte Geo-Daten

Der Vermessungsingenieur Theobald hat deshalb zusammen mit dem IT-Dienstleister und Projektpartner M.O.S.S. aus Taufkirchen bei München ein ausgeklügeltes Verfahren entwickelt, um die heterogenen Daten schnell und maschinell zu verarbeiten. Da auch die Bundesländer Rheinland-Pfalz und Sachsen das Dokumentenmanagementsystem Wega GDM von M.O.S.S für die Verwaltung großer Bestände an Rasterdaten nutzen, brachte der Projektpartner schon umfangreiche Erfahrungen in diesem Bereich mit.

Dreh- und Angelpunkt des Einleseverfahrens ist eine Prozedur, welche die Dateinamen der gescannten Daten erkennt und automatisch die darin verschlüsselten Koordinaten mit den gescannten Bilddaten verknüpft. Beim Scan-Vorgang müssen deshalb akribisch Konventionen und Regeln angewendet werden, die vorher definiert wurden und die exakte Zuordnung sicherstellen. „Auf diese Weise können wir in kurzer Zeit das DIRI aufbauen und in das zentrale Geodatenportal einspeisen“, sagt Theobald. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens: Auf die digitalen Bilddaten kann ohne weitere Verarbeitungsschritte sofort zugegriffen werden. „Es war eine wichtige Bedingung, die wir schon bei Projektbeginn im letzten Jahr festgelegt hatten, dass wir die erfassten Dokumente sofort in unserem Geodatensystem nutzen können. So ist es jetzt möglich, dass man auf der Grundlage der Automatisierten Liegenschaftskarte (ALK) per Klick alle bereits vorliegenden, digitalisierten Risse aufrufen kann“, erzählt der Projektleiter.

Wegen der Größe des Projekts wurde das Scannen der Dokumente EU-weit ausgeschrieben. Als Gewinner ging das Reprozentrum Rosenberger (Bielefeld) hervor. 15.000 Dokumente wöchentlich holt der Scan-Spezialist zurzeit im saarländischen Landesamt für Kataster-, Vermessungs- und Kartenwesen ab. Nach zwei Wochen erhält die Landesbehörde die analogen Dokumente mit den digitalen Originalen zur weiteren Verarbeitung zurück. Um das angepeilte Projektende im Jahre 2010 zu erreichen, wurde die Zahl der wöchentlich erfassten Dokumente jetzt sogar auf 25.000 erhöht.

Langzeitarchiv vs. Gebrauchsarchiv

Ein weiterer Clou: Die digitalen Daten werden in zwei separaten Archiven in unterschiedlichen Qualitäten gespeichert. Im sogenannten Langzeitarchiv liegen die Daten mit maximaler Auflösung vor: „Die Software-Firma LuraTech hat zu diesem Zweck zusammen mit dem Scan-Dienstleister Reprozentrum Rosenberger ihre Software weiterentwickelt, um die Dokumente auch im strengen technischen Sinne, das heißt pixelgenau und verlustfrei, zu komprimieren“, erläutert Vermessungsingenieur Theobald. Diese Daten werden am Ende des Projekts etwa 40 Terabyte ausmachen und auf einer Blu-ray-Station mit 600 Slots vorgehalten.

Im sogenannten „Gebrauchsarchiv“ sind die Daten mit stärkerer Komprimierung gespeichert, die zwar visuell keine Verluste aufweisen, aber wegen der erheblich geringeren Datenmenge einfacher genutzt und schneller abgerufen werden können. „Für viele Nutzer ist die geringere Qualität des Gebrauchsarchivs vollkommen ausreichend“, so der Projektleiter. „Zudem sind wir aufgrund der neuesten Layertechnik dazu in der Lage, die Dokumente des Gebrauchsarchivs auch ohne Hintergrund farbig auszudrucken. Das wird besonders von den Vermessern im Außendienst hoch geschätzt. Denn bisher hatte der Messtruppführer bei seiner Arbeit nur eine Schwarz-Weiß-Fotokopie der Dokumente zur Hand, die er im günstigsten Fall zuvor farblich aufbereitet hatte. In historischen Dokumenten lässt sich jedoch beispielsweise über die Farbe einer Maßzahl der Entstehungszeitraum ableiten. In neueren Dokumenten ist die Veränderung des Flurstücks immer in rot dargestellt. Diese wichtigen Informationen konnten vor DIRI nur aus dem Original entnommen werden“, fährt Theobald fort.

IT-Infrastruktur sichert ständige Nutzbarkeit

Keine Frage, dass die Verarbeitung derartiger Datenmengen einer leistungsfähigen Hardware-Infrastruktur bedarf. Die Saarländer haben eigens für DIRI eine neue IT-Infrastruktur auf Basis der Primergy-BladeFrame-Architektur von Fujitsu Siemens Computers angeschafft. „Das Projekt wäre gar nicht zu realisieren gewesen, wenn wir nicht auch die IT-Infrastruktur modernisiert hätten“, sagt Theobald. Die neue Hardware bietet die nötige Performance und Flexibilität für das anspruchsvolle Projekt. Intelligente und zukunftsweisende Virtualisierungsmechanismen auf Hard- und Software-Ebene sorgen sowohl für einen wirtschaftlichen Betrieb durch hohe Auslastung als auch dafür, dass die Hardware-Landschaft hochverfügbar und für künftige Aufgaben beliebig ausbaubar ist. Dadurch ist die ständige Verfügbarkeit der Geodaten gewährleistet; eine wesentliche Herausforderung für die Einbindung des Geodienstes in die Geodateninfrastruktur des Saarlandes.

Als Dienstleister der saarländischen Behörden ist das Landesamt für Zentrale Dienste (LZD) für den Betrieb der IT-Infrastruktur verantwortlich. Das LZD steht mit der Entscheidung für die Primergy-Technologie nicht allein: Fujitsu Siemens Computers verfügt als einer der führenden IT-Anbieter der Öffentlichen Verwaltung über langjährige und profunde Erfahrungen und ist mit seinen dynamischen, serviceorientierten Infrastrukturlösungen (SOI) auch in vielen anderen Bundesländern vertreten.

Dynamische IT-Struktur

Im Vergleich zu klassischen IT-Infrastrukturen, bei der IT-Ressourcen der jeweiligen Applikation statisch zugeordnet sind, sorgt beim LKVK eine dynamische, serviceorientierte Infrastruktur dafür, dass die Softwareanwendungen von der Hardware systematisch entkoppelt werden. Spezielle Virtualisierungsmechanismen teilen dem Programm nach Bedarf die jeweils benötigten Rechen- und Speicherressourcen zu. Die effektive Auslastung steigt dadurch erheblich, während gleichzeitig die Komplexität der Infrastruktur abnimmt. Das führt dazu, dass mit weniger Hardware mehr Leistung und Flexibilität erreicht wird und sich der Aufwand für die Administration mittels eines zentralen und integrierten Ressourcen-Managements vereinfacht.

Dabei macht die freie Zuteilbarkeit von Ressourcen die Auslegung der einzelnen Server nach der zu erwartenden Spitzenlast überflüssig: „In vielen Behörden herrscht noch ein standortbezogenes Ressourcenmanagement vor, bei denen Server- und Storageressourcen expliziten Fachverfahren zugeordnet sind. Die IT-Kapazitäten müssen dann nach dem ‚Peak Phänomen‘ dimensioniert werden, dem Maximum an möglicherweise erforderlichen Ressourcen. Das führt im Durchschnitt zu einer Serverauslastung von gerade einmal 20 bis 30 Prozent“, so Schöniger. Mit diesen gewachsenen IT-Infrastrukturen sei eine schnelle Reaktion auf sich ändernde Nutzungsanforderungen kaum möglich. Auch Mechanismen für Hochverfügbarkeit und Desaster Recovery, gleichsam integraler Bestandteil von SOI-Architekturen, seien mit solchen so genannten ‚Silo-Architekturen‘ nur mit hohen IT-, Software- und Personalressourcen realisierbar.

Beim LKVK kommen Primergy BladeFrame BF200 Rack-basierende Systeme für den Betrieb der Geofachverfahren zum Einsatz, die mit jeweils sechs ProcessingBlades bestückt sind. Aufgrund der skalierbaren Architektur ist das LKVK in der Lage, die Rechenleistung nach Bedarf dynamisch zu verändern. Ebenso ist es möglich, Kapazitäten temporär auch für Test- und Probedurchläufe zu nutzen, ohne – wie in traditionellen Architekturen – neue Server aufzusetzen und aufwendige Umstellungen an der Infrastruktur durchführen zu müssen.

Fazit

„Diese moderne Architektur ist nicht nur kostengünstiger im Vergleich zu den bisherigen Server-Infrastrukturen, sondern bringt uns auch mehr Performance und Flexibilität“, fasst Projektleiter Theobald zusammen. Der Saarländer ist von der eingeführten IT-Architektur überzeugt. Für den weiteren Ausbau der Geoverfahren sowie für die zukünftig anstehenden Fachverfahren – AFIS, ALKIS, ATKIS – hat das LKVK im Dezember 2008 ein PRIMERGY BladeFrame BF400 S2 System in Betrieb genommen. Dieses System dient als einheitliche Plattform für alle Geoverfahren („One for Geoinformation“).?

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