Mobile GIS-Unterstützung für die Flächenverwaltung bei der BVVG Präsentation zum 15. Mobilen GIS-Forum am 10.06.2021

Mobile GIS-Unterstützung für die
         Flächenverwaltung bei der BVVG

Präsentation zum 15. Mobilen GIS-Forum am 10.06.2021

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Agenda

1. Vorstellung der BVVG Bodenverwertungs- und –verwaltungs GmbH
2. Aufgaben der BVVG
3. GIS-Nutzung in der BVVG
4. Ausgangssituation und Herausforderung
5. Lösungsansatz
6. Lösung
7. Überblick zur mobilen GIS-Infrastruktur in der BVVG
8. Mobilgeräte (iPad und iPhone)
9. GNSS-Empfänger
10. GIS App Collector
11. GIS-Portal BVVG
12. Datenerfassung
13. Nutzung mobil erfasster Daten und Fotos mit BVVG-GIS
14. Sicht der Anwender
15. Bewertung und Ausblick

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1. BVVG Bodenverwertungs- und -verwaltungs GmbH

Die BVVG ist eine Gesellschaft des privaten Rechts, die eng mit dem die Fachaufsicht ausübenden
Bundesministerium der Finanzen, der Bundesanstalt für Immobilienaufgaben und dem Bundesministerium für
Ernährung und Landwirtschaft zusammenarbeitet.

Sie erfüllt seit ihrem Gründungsjahr 1992 den gesetzlichen Auftrag, in Ostdeutschland ehemals volkseigene land-
und forstwirtschaftliche Flächen zu privatisieren. Diese Aufgabe soll bis 2030 abgeschlossen werden.

Derzeit sind bei der BVVG in der Zentrale in Berlin und den 4 Niederlassungen noch rund 300 Mitarbeiter
beschäftigt.

                                         © GeoBasis-DE / BKG (2021)

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2. Aufgaben der BVVG

Hauptaufgaben der BVVG:

•   Verkauf und die Verpachtung von Acker- und Grünland sowie der Verkauf von Wald.
•   Veräußerung von Bauland und Bergwerkseigentumen
•   Verwaltung und Verwertung von Wirtschaftsgebäuden
•   Rückgabe von Vermögenswerten an berechtigte Personen
•   Management von Kauf- und Pachtverträgen
•   unentgeltliche Übertragung von Naturschutzflächen an Länder, Verbände und Stiftungen.

Ergebnisse der Privatisierung von 1992 bis 2019:

Bis zum Jahr 2030 hat die BVVG noch rund 100.000 Hektar zu privatisieren.

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3. GIS-Nutzung in der BVVG
GIS-Nutzung bei der BVVG:

•   GIS wird bei der BVVG bereits seit Mitte der 90er Jahre intensiv zur Unterstützung der Aufgabenerledigung eingesetzt.

•   Softwarebasis für das BVVG-GIS sind die ArcGIS-Programme von Esri, FME, SQL-Server.

•   Die selbst entwickelte BVVG-GIS-Erweiterung stellt die benötigte Fachfunktionalität zur Verfügung

•   GIS wird in der BVVG für vielfältige Aufgaben und an zahlreichen Arbeitsplätzen eingesetzt. Beispiele:

      –   Zusammenstellung von BVVG-Flächen für Kauf- und Pachtverträge und deren Visualisierung und Dokumentation
      –   Unterstützung bei der Verkehrssicherung von BVVG-Flächen
      –   Preisfindung (Unterstützung bei der Preisfindung für Flächen in einer Region)
      –   Ermittlung von Grundstücken mit Umwidmungspotential (zur Nutzung außerhalb Land- und Forstwirtschaft)
      –   Ermittlung von Flächen welche aus planerischer Sicht für die Produktion von Windenergie geeignet sind.
      –   Visualisierung der Lage von Bergwerkseigentumen und Bergbauberechtigungen und Ermittlung davon betroffener
          BVVG-Flächen
      –   Visualisierung der Lage von Schutzgebieten (Naturschutz, Trinkwasser) und davon betroffener BVVG-Flächen
      –   …

Geodatenportfolio:

Datengrundlage für die vielfältigen Aufgaben bildet ein umfangreiches Portfolio an Geobasis- und Geofachdaten.

Geobasisdaten: DOP, topographische Karten, DLM, Katasterdaten

Geofachdaten: Regionalplanung, Schutzgebiete, Infrastruktur, Standorte von Windkraftanlagen, Feldblöcke,…

Geodatenmanagement: Zentrale Beschaffung und Aufbereitung und Bereitstellung.

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4. Ausgangssituation und Herausforderung
Ausgangssituation:
Für die bislang verwendete Technik zur mobilen GIS-Unterstützung (Outdoornotebooks mit ArcMap/BVVG-GIS
kombiniert mit GNSS-Empfänger und RTK) musste wegen Überalterung eine „passende“ Nachfolgelösung
gefunden und für die Nutzung bereit gestellt werden.
Anforderungen:
Das neue Lösungspaket für die mobile GIS-Unterstützung sollte insbesondere folgenden Anforderungen genügen:
• Bedarfsgerechte Bereitstellung der für die Aufgabenerledigung im Außendienst benötigten räumlichen
  Informationen und Funktionalität zur Orientierung, Navigation, Verortung, Identifizierung und
  Datenerfassung zur Dokumentation
• Hohe Nutzerfreundlichkeit insbesondere hinsichtlich der Nutzung im Außendienst:
      • Bedienbarkeit (Einfachheit)
      • Ergonomie (Gewicht, Verkabelung vs. Funkübertragung)
      • Zuverlässigkeit (Laufzeit, stabiler Betrieb, Akkuleistung)
• Nutzung auch in Gebieten mit schlechter oder fehlender Mobilfunkabdeckung (Offline-Szenarien)
• Anforderungsgerechte (hohe) Genauigkeit bei der Verortung bzw. Positionsbestimmung (im Submeterbereich)
  auch unter erschwerten Bedingungen (Abschattung z. B. durch belaubte Bäume)
• Grundsätzliche Eignung für den Außeneinsatz (Feuchtigkeit, Schmutz, Sturz…)
• Hochgradig kompatibel bzw. integrierbar in die GIS- und IT-Infrastruktur der BVVG.
• Wenn möglich Nutzung von bereits im Haus vorhandener Hard- und Software.
• Auch unter dem Aspekt des stetig abnehmenden Aufgabenvolumens wirtschaftlich darstellbar.

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5. Lösungsansatz

Anstelle der bisher eingesetzten Outdoornotebooks mit Desktop GIS, Offlinedaten und GNSS-Empfänger:
• Nutzung von iOS basierten Mobilgeräten (iPad u/o iPhone)
• in Verbindung mit ArcGIS-Enterprise und ArcGIS-Apps (Collector)
• und einem externen GNSS-Empfänger

Gründe für diesen Ansatz:

• Mobilgeräte von Apple gehören im Unternehmen bereits zur dienstlichen, technischen Ausstattung für den
  Außendienst in der Flächenverwaltung.

• Durch deren Einsatz für die mobile GIS-Unterstützung können entsprechende Synergien durch Nutzung bereits
  vorhandener Geräte bzw. bereits im Haus eingesetzter Betriebssysteme (iOS) erschlossen werden.

• Die erforderlichen GIS-Softwarekomponenten (mobile Apps, ArcGIS-Enterprise) sind im Unternehmen verfügbar
  und lassen sich sehr gut in die bestehende IT- bzw. GIS-Infrastruktur der BVVG integrieren (kein Neukauf).
Fragen die zur Identifizierung der für den Lösungsansatz geeigneten Konfiguration geklärt werden mussten:
• Welcher externe GNSS-Empfänger passt technisch zum angestrebten Lösungspaket und eignet sich für den
  Einsatz entsprechend der Anforderungen in der BVVG?

•   Welche räumlichen Informationen werden im Außendienst benötigt und sollen erfasst und dokumentiert werden?

•    Wie können die „Bürogeräte“ iPad/iPhone ausreichend für den Outdooreinsatz bei der Flächenverwaltung
     ergänzt bzw. geschützt werden?

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6. Lösung
Nach Marktrecherche zu geeigneten GNSS-Empfängern und der praktischen Erprobung der angestrebten
Konstellation fiel die Entscheidung für die Kombination:

• Mobilgerät:              iPad Pro (iPhone) mit Blendschutzfolie und Schutzhülle
• GIS-App:                 Collector von Esri
• GNSS-Empfänger:          Arrow 100 von EOS (mit APP Eos Tools Pro), Verbindung über Bluetooth, RTK
• Portal:                  ArcGIS Enterprise

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7. Überblick zur mobilen GIS-Infrastruktur in der BVVG                                         GNSS-Satelliten

                                                                  Internet

                                                                                                   Positionsinformation
     BVVG-GIS              GIS-Portal

                                          Firewall

            Systemumgebung BVVG                                                              Mitarbeiter BVVG Außendienst

     • Die Anbindung der Mobilgeräte (iPad/iPhone) an die Systemumgebung der BVVG erfolgt durch eine abgesicherte
       Internetverbindung (VPN).

     • Auf der Grundlage der VPN-Verbindung erfolgt der Datenaustausch zwischen dem GIS-Portal und dem
       Mobilgerät.

     • Über das Mobilgerät werden online oder offline Geoinformationen in Form von Webmaps (topographischen
       Karten, Luftbildern, Fachinformationen, etc.) zur Nutzung im Außendienst zur Verfügung gestellt.
     • Mit dem Mobilgerät erfolgt die Positionsbestimmung des eigenen Standortes und Datenerfassung. Zur Erhöhung
       der Genauigkeit der Positionsbestimmung kann das Mobilgerät im Bedarfsfall mit einem externen GNSS-
       Empfänger (Arrow 100) gekoppelt werden.

     • Erfasste Daten können über das BVVG-GIS genutzt werden. Es besteht außerdem die Möglichkeit die erfassten
       Daten direkt über das GIS-Portal zu nutzen.

     • Das GIS-Portal bietet zusätzlich zum BVVG-GIS weitere und neue Möglichkeiten der GIS-Unterstützung für die
       Aufgabenerledigung in der BVVG.

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8. Mobilgeräte (iPad und iPhone)

 • iPad Pro 11“ und/oder iPhone bilden die technische Grundlage für die Apps, welche für die mobile GIS-
   Unterstützung in der Flächenverwaltung eingesetzt werden.

 • Über iPad oder iPhone erfolgt die Internetverbindung (VPN, drahtlos über Mobilfunk/WLAN) zur IT-Umgebung
   der BVVG.

 • Prinzipiell ist es möglich iPad und iPhone auch ohne den externen GNSS-Empfänger für die mobile GIS-
   Unterstützung einzusetzen. Allerdings ist damit die Genauigkeit der Positionierung auf die Leistungsfähigkeit der
   internen GPS-Empfänger von iPad und iPhone beschränkt.

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9. GNSS-Empfänger

• Als externer GNSS-Empfänger wird der Arrow 100 des kanadischen Herstellers EOS eingesetzt.

• Der externe GNSS-Empfänger ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Genauigkeit bei der
  Positionsbestimmung im Vergleich zur relativ ungenauen Positionsbestimmung, welche auf der Basis des im
  iPad/iPhone integrierten GPS-Empfängers möglich ist.

• Mit den externen Empfängern können Genauigkeiten von deutlich unter einem Meter erreicht werden.

• Der externe GNSS-Empfänger wird kabellos (Bluetooth) mit dem mobilen Gerät verbunden.

• Der GNSS-Empfänger nutzt zur Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit Echtzeitkorrekturdaten.
  Genutzt werden können sowohl über Mobilfunk verbreitete Korrekturdaten (NTRIP) als auch über Satelliten
  verfügbare Korrekturdaten.

• Die Grundeinstellung und das Monitoring des GNSS-Empfängers erfolgen mit einer speziellen, ebenfalls auf
  dem Mobilgerät installierten und vorkonfigurierten App (EosToolsPro). Mit dieser App werden zum Beispiel die
  Empfangsbedingungen für Positions- und Korrekturdaten kontrolliert und gesteuert.

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10 GIS App Collector

• Zur Anzeige und Erfassung von Geodaten auf den mobilen Geräten wird die GIS-App „Collector“ genutzt.

• Mit der App Collector werden zum einen die für die Arbeit benötigten Geoinformationen (online und/oder
  offline) auf dem mobilen Gerät zur Verfügung gestellt.

•   Zum anderen werden damit Daten erfasst und zum GIS-Portal übertragen. Beispielsweise die Lage von
    Objekten, beschreibende Informationen, wie z.B. Art des Objektes, Handlungserfordernis etc.

• Zusätzlich besteht außerdem die Möglichkeit, bei der Datenerfassung Fotos aufzunehmen und weitere
  Informationen (z.B. Dokumente, etc.) mit den erfassten Daten zu speichern und zu übertragen.

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11 GIS-Portal BVVG

 • Das GIS-Portal auf Basis von ArcGIS Enterprise ist die zentrale Komponente für die mobile GIS-
   Unterstützung.

 • Über das GIS-Portal erfolgt die Bereitstellung von Geodaten und GIS-Funktionen, insbesondere zur Nutzung mit
   WebGIS-Clients (spezielle Apps, Browser).

 • Zur Zeit wird das Portal „nur“ als „Drehscheibe“ für die Datenbereitstellung genutzt. Die Arbeit mit Karten und
   Daten im Büro erfolgt überwiegend im BVVG-GIS (Desktop auf Basis ArcMap).

 • Die Nutzung des GIS-Portals für die Aufgabenerledigung soll, in Abhängigkeit des praktischen Erfordernis
   weiter ausgebaut werden.

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12. Datenerfassung mit Collector

• Aktuell: Erfassung von Punkten (Aufnahmepunkte; Holzpolter) zur Speicherung der Position und Dokumentation (Art,
  Umfang, etc.) von „festgestellten“ Sachverhalten.

• Eingabeunterstützung durch Listen (z.B. notwendige Tätigkeiten, Baumart, Sorte, Güte etc.)

• Ergänzung der Dokumentation durch Fotos.

• In Vorbereitung und Planung: Die Erfassung von Linien (z.B. Zäune) Flächen (z.B. zur Dokumentation von
  Schädlingsbefall, Sturmschäden) kann bei Bedarf damit ermöglicht werden.

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13. Nutzung mobil erfasster Daten und Fotos mit BVVG-GIS (ArcMap)

•   Anmeldung über das BVVG-GIS am GIS-Portal

•   Nachladen der Layer „Aufnahmepunkte Flächenverwaltung“ oder „Holzpolter.lyr“

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13. Nutzung mobil erfasster Daten und Fotos mit BVVG-GIS

 • Anzeige Layer „Aufnahmepunkte Flächenverwaltung“ im Inhaltsverzeichnis des BVVG-GIS

 • Abfrage Informationen zu erfasstem Punkt im BVVG-GIS mit Werkzeug „HTML Pop-up“

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14. Sicht der Anwender

Nach Meinung der Anwender bietet die neue Lösung gegenüber den bisher verwendeten und mittlerweile technisch
veralteten Notebooks folgende Vorteile:

•   Die neue Technologie ist leicht und daher für den mobilen Einsatz besser geeignet als die bisherige Lösung.

•   Durch die Kopplung der Mobilgeräte mit dem Arrow 100 kann eine sehr genaue und stabile Positionsbestimmung
    und Datenerfassung durchgeführt werden. Dies ist normalerweise auch unter schlechteren Bedingungen für den
    Empfang von GNSS-Signalen oder ohne Mobilfunkempfang möglich.

•   Die weitere Verwendung der erfassten Daten im BVVG-GIS ist mithilfe der ArcGIS Enterprise-Technologie
    problemlos möglich.

•   Die Bedienung ist relativ einfach und benutzerfreundlich.
Probleme:
•   Es wurden noch keine größeren Probleme festgestellt.

•   Die Displays der iPads sind bei starker Sonneneinstrahlung schwer zu lesen. Blendschutzfolien werden
    verwendet, um dieses Problem zu verringern.

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15. Bewertung und Ausblick

•   Nach einer relativ kurzen Phase des praktischen Einsatzes wurde deutlich, dass die neue Lösung nicht nur die
    alte Anwendung ersetzt, sondern dass die mobile GIS-Unterstützung in der Flächenverwaltung dadurch wirklich
    verbessert wurde.

•   Das heißt, dass Aufgaben effektiver erledigt werden können, da die neue Technologie zuverlässiger ist und
    erweiterte Nutzungsoptionen bietet. (z. B. bei der Datenerfassung und beim Datenaustausch.

•   Damit die neuen Möglichkeiten durch die Anwender effektiv genutzt werden können, erfolgt eine ca. halbtägige
    theoretische und praktische Einweisung. Dazu wurde eine entsprechende Nutzungsanleitung erstellt.

•   Weitere Entwicklungen sollten die Möglichkeiten der Datenerfassung ergänzen, damit in Zukunft nicht nur Punkte,
    sondern auch Flächen und Linien erfasst werden können.

•   Die direkte Suche nach Flurstücken anhand von Katasterangaben soll ergänzt werden. Bisher kann mithilfe der
    Suche in Collector „nur“ nach Adressen gesucht werden.

•   Das Arbeiten im Offline-Modus soll durch die vereinfachte Bereitstellung von Offline-Karten verbessert werden.
    Dies ist sinnvoll, da in ländlichen Gebieten oder an nationalen Grenzen häufig kein mobiles Internet verfügbar ist.

•   Der Wechsel auf die neue GIS-App ArcGIS FieldMaps steht an, wird jedoch als relativ gut umsetzbar
    eingeschätzt.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

                                      Verwaltung / IT   19