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mFUND: GeoValML - Das interoperable Austauschformat für boden- und felsmechanische Kennwerte

Erstellt am: 01.08.2019 | Stand des Wissens: 01.08.2019
Kurzname:   GeoValML
Rahmenprogramm / Rahmenprojekt:   mFUND
Auftraggeber / Förderer:   Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Auftragnehmer:   Bundesanstalt für Wasserbau
Projektkoordination:   Eberhard Kunz
Projektnummer:   B3952.01.04.70004
Laufzeit:   2017/09 bis 2020/10
Projektstand:   laufend
Webseite:   http://www.baw.de/
Raumbezug:   Bundesrepublik Deutschland
Sonstige Informationen:  
Das BAW-Forschungskompendium Verkehrswasserbau 2018 steht auf www.baw.de zum Download zur Verfügung.
Aufgabenstellung und Ziel
Die Kenntnis über die geotechnischen Boden- und Felskennwerte ist für jedes Bauvorhaben notwendig. Eine große Anzahl von Behörden und Universitäten unterhalten Datenbanksysteme oder Datensammlungen zu geotechnischen Versuchen. Dieser Datenschatz liegt praktisch dispers verteilt vor. Eine gemeinsame Sammlung sowie der freie Zugang zu geotechnischen Kennwerten zur Validierung eigener Untersuchungen ist bisher nicht vorhanden, da die hierzu notwendige fachwissenschaftliche und IT-Infrastruktur nicht verfügbar ist. Ziel ist die Erstellung eines interoperablen Austauschformates. Dieses zielt auf boden- und felsmechanische Kennwerte und die Aggregation der heterogenen und verteilt vorliegenden geotechnischen Kennwerten in eine gemeinsame Datenbankstruktur. Weiterhin ist die öffentliche Bereitstellung der Daten sowie die Verknüpfung mit Diensten und Portalen mit fachlich nahem Bezug, wie z. B. BoreholeML oder der Bohrpunktkarte Deutschland, vorgesehen.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Durch die Entwicklung der GeoVal kann auch der Bereich Open Data und Open Access entscheidend unterstützt werden. Die systematische Ablage und offene Bereitstellung von Versuchsergebnissen, Kennwerten und Metadaten gewährleistet den Zugriff im Sinne der Open-Access-Bewegung.
Die geotechnische Kennwertdatenbank kann sich somit zur zeitgemäßen Zugangsform für das boden- und felsmechanische Laborwissen entwickeln. Die zurzeit dispers verteilten Daten von geotechnischen Untersuchungen können nur dann genutzt werden, wenn sie auf einer Plattform aggregiert und auffindbar gemacht werden können. Durch eine kontinuierliche Befüllung der Datenbank aus Projekten der öffentlichen Hand verdichtet sich die räumliche Verteilung der ermittelten Kennwerte entlang der Infrastrukturen (Wasserstraße, Straße, Bahn, Stromtrassen, etc.). Dadurch entsteht langfristig eine Datenbasis, die im Falle von Sanierungsarbeiten, Aus- und Neubauten wertvolle Grundlagen liefert. Auch für mögliche Folgen aus dem Klimawandel und der Abschätzung von Georisiken ist die Kennwertdatensammlung von unschätzbarem Wert, insbesondere dann wenn die Verknüpfung des Kennwertdatenportals bzw. die Integration mit der Bohrpunktkarte-Deutschland und dem zugrundliegend Bohrdatenaustauschformat BoreholeML erfolgt.
Methoden
Um eine hohe Akzeptanz der Kennwertdatenbank bei Bund, Ländern, Kommunen, Instituten und auch Ingenieurbüros und dem interessierten Bürger zu erreichen, ist eine standardisierte Umsetzung von großer Wichtigkeit. Individuelle Datenbankmodelle sind für lokale Anwendungen sicher sinnvoll, verlieren aber ihre Bedeutung, wenn die Austauschfähigkeit zwischen verschiedenen Nutzern bzw. Nutzergruppen erforderlich oder wünschenswert ist. Ein Datenaustausch sollte hier in beide Richtungen möglich sein.
Für die Umsetzung der GeoVal-Datenbank wird auf das generische Schema von "Observations & Measurements (O&M)" zurückgegriffen (Referenz: OGC 10-004r3 Version: 2.0.0). Das Schema wurde in den Standard DIN EN ISO 19156:2013-10 (Geoinformation Erdbeobachtung und Erdmessung) überführt.
Ergebnisse
Basierend auf einer ausführlichen Anforderungsanalyse wurde das konzeptionelle Datenmodell entworfen und im Rahmen einer Expertenrunde validiert. Die Ergebnisse aus dieser Expertenrunde sind in das Datenmodell aufgenommen worden, womit die konzeptionelle Phase der Datenmodellierung abgeschlossen ist.
Das Modell bildet folgende Kennwerttypen ab:
  • Klassische geotechnische Kennwerte (z. B. Festigkeiten, Steifigkeiten, Klassifizierungen, )
  • Derivate klassischer geotechnischer Kennwerte (Kennwerte[bereiche], )
  • Geotechnische Messungen (Dichte-Log, Scherwellengeschwindigkeit, )
  • Daten für wissenschaftliche Weiterentwicklungen (z. B. Stoffgesetzentwicklungen, )
Die abgebildeten Kennwerte weisen die folgenden geometrischen Formen auf:
  • Klassische Punktdaten ([Kenn]Wert an Probe)
  • Linienhafte Verteilung (z. B. Logs)
Für den Teilbereich der klassischen geotechnischen Kennwerte wird die Zuordnung der Daten zu Proben und Teilproben berücksichtigt. Darüber hinaus enthält das Datenmodell die Informationen über die angewendeten Methoden zur Ermittlung der geotechnischen Kennwerte sowie die administrative Organisation der geotechnischen Untersuchungen.

Ansprechpartner
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Bundesanstalt für Wasserbau
Glossar
O2
= Sauerstoff. Im Normzustand ist Sauerstoff ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Es ist sehr reaktiv, fast jedes chemische Element, abgesehen von Edelgasen, reagiert mit Sauerstoff, um Verbindungen zu bilden.
Sauerstoff ist von großer Bedeutung, weil er wesentlich an den Atmungsprozessen der meisten lebenden Zellen und an Verbrennungprozessen beteiligt ist. Es ist das am häufigsten vorkommende Element der Erdkruste. Die Luft besteht zu fast einem Fünftel (Volumen) aus Sauerstoff. Ungebundener gasförmiger Sauerstoff besteht normalerweise aus einem zweiatomigen Molekül (O2), es gibt ihn  aber auch in dreiatomiger Form (O3,) besser bekannt unter dem Begriff Ozon.
Validierung Als Validierung bezeichnet man die Prüfung, ob ein Lösungsansatz für ein bestimmtes reales Problem verwendungsfähig ist
Open Data
Unter Open Data werden zu Deutsch offene Daten, die  durch jedermann und für jegliche Zwecke genutzt, weiterverarbeitet und weiterverbreitet werden können. Im Verkehrsbereich wird das Open Data Konzept angewandt, um hochwertige aktuelle Informationen möglichst allen Verkehrsteilnehmern jederzeit zur Verfügung stellen. Beispielsweise werden Marktteilnehmern Baustelleninformationen über den Mobilitäts Daten Marktplatz zur Verfügung gestellt.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?501751

Gedruckt am Dienstag, 26. Mai 2020 14:23:54