Entwicklung eines Datenbankkonzepts für ein nationales Erfassungssystem der Waldschäden und deren Ursachen auf Grundlage des Waldschutzmeldewesens (Pre-NEWsWm)

Abstract

Projektbeschreibung: Ziel des Projektes „Pre-NEWSWm“ ist die Erarbeitung eines System- und Datenbankentwurfs, der die Integration und Aufnahme von definierten Daten aus den bestehenden bzw. zu entwickelnden Waldschutzmeldewesen der Bundesländer in eine nationale Waldschutz-Datenbank beschreibt. Der Prototyp und die Ergebnisse der Machbarkeitsanalyse dienen als Grundlage für die weiterführenden Arbeiten des Konsortiums im Vorhaben „NEWsWm“, um die nationale Waldschutzdatenbank für Gesamtdeutschland zu etablieren. Zusätzlich besteht der Wunsch des BMEL an einer Vernetzung mit dem Projektvorhaben „FNEWs“, unter Leitung des Thünen-Instituts, mit dem Ziel ein Monitoringsystem auf der Grundlage von Fernerkundungsdaten auf Bundesebene aufzubauen. Während die Satellitendaten eine bundesweite Abdeckung bei eingeschränkter Detektion der Schadursachen ermöglichen, liefert das Waldschutzmeldewesen zeitnah für eine begrenzte Auswahl der wichtigsten Schadfaktoren Informationen zum Schadverlauf und zum Schadausmaß. Gleichzeitig kann eine Differenzialdiagnose zur Schadensursache für die Fernerkundungsdaten (aus dem Projekt „FNEWs“) erfolgen. Grundsätzlich ist angedacht, die Möglichkeit der Bereitstellung von georeferenzierten Daten in den Bundesländern zu prüfen, die für die Interpretation von Schadensursachen benötigt werden. Langfristig wäre in ausgewählten Bereichen eine teilautomatische Auswertung der Fernerkundungsdaten möglich. Projektergebnisse: Das Projekt Pre-NEWsWm diente als Machbarkeitsstudie für das Folgeprojekt NEWsWm, um das geplante Vorhaben auf Realisierbarkeit zu prüfen. Ein Fragebogen wurde entworfen und an die 10 Waldschutzdienststellen verschickt, um Details zu den Meldesystemen der Bundesländer zu erfahren. Rückmeldungen wurden gesammelt und verarbeitet, um Gemeinsamkeiten, Hauptunterschiede und Möglichkeiten zum Datenexport zu identifizieren. Auf Basis dieser Informationen der verschiedenen Waldschutz-Dienststellen der Bundesländer wurde die Struktur einer zukünftigen Datenbank entworfen (siehe Anlage Abschlussbericht). Die Grundstruktur umfasst Meldung, Schadursache, Georeferenzierung und meldende Institutionen. Um die unterschiedlichen Gegebenheiten bei der Georeferenzierung auf Bundeslandebene zu berücksichtigen, wird die Möglichkeit gegeben, sowohl Geometrien als auch Revierreferenzen zu speichern. Zur Vereinheitlichung der unterschiedlichen Bezeichnungen für die erfassten Schadursachen sollen EPPO-Codes genutzt werden. Eine Liste von etwa 30 Schadfaktoren/Schadorganismen wurde erstellt, basierend auf Rückmeldungen der Dienststellen. Im November 2023 fand ein Projekttreffen mit allen Vertretern der Waldschutz-Dienststellen in Quedlinburg statt, um den aktuellen Stand und die nächsten Arbeitsschritte zu besprechen. Aufgrund der unterschiedlichen Systeme der Bundesländer wurden drei Möglichkeiten zum Datenaustausch zwischen Bund und Bundesländern erarbeitet. Jeder Projektpartner wurde aufgefordert, die Kostenkalkulation zur Anpassung des Systems durchzuführen, um den Datenaustausch möglichst automatisiert zu ermöglichen. Zudem wurde das Pilotprojekt „Vogtland“ geplant, bei dem der Mehrgewinn durch Bundesland-übergreifende Analysen (Thüringen Sachsen und Bayern) zum Borgenkäferbefall untersucht wird. Dies geschieht im Rahmen einer Masterarbeit, welche durch das Waldschutz-Institut am Julius Kühn-Institut betreut wird. Datei-Upload durch TIB Project objective: The objective of the project 'Pre-NEWSWm' is to create a system and database design that integrates and includes specific data from existing or future forest protection reporting systems of federal states into a national forest protection database. The prototype and feasibility analysis results will serve as the foundation for the consortium's work in the 'NEWsWm' project, which aims to establish a national forest protection database for whole Germany. Furthermore, the BMEL aims to establish a monitoring system at the federal level by networking with the 'FNEWs' project, led by the Thünen-Institute, which utilizes remote sensing data. Although satellite data provides nationwide coverage, it has limited capability in detecting the causes of damage. On the other hand, the forest protection reporting system provides timely information on the progression and extent of damage for a limited selection of the most important damage factors. Simultaneously, the remote sensing data (from the 'FNEWs' project) can be used to conduct a differential diagnosis of the cause of damage. The plan is to provide geo-referenced data in the federal states that are necessary for interpreting the causes of damage. In the long term, it may be possible to semi-automatically analyse remote sensing data in selected areas. Project results: The project Pre-NEWsWm was a feasibility study for the follow-up project NEWsWm to assess the feasibility of the planned project. The design of a future database was based on information provided by forest protection agencies in different federal states (refer to the appendix in the final report). The fundamental structure comprises reporting, cause of damage, geo-referencing, and reporting institutions. To accommodate varying georeferencing conditions at the federal state level, the database will allow for the storage of both geometries and district references. EPPO codes should be used to standardise the different designations for the recorded causes of damage. A list of approximately 30 harmful factors/organisms was created based on feedback from the departments. A questionnaire was sent to the 10 forest protection agencies to obtain details on the reporting systems of the federal states. Feedback was collected and processed to identify commonalities, key differences, and opportunities for data export. In November 2023, a project meeting was held in Quedlinburg with all representatives of the forest protection services to discuss the current status and the next steps. Three options for data exchange between the federal government and the federal states were developed due to the different systems of the federal states. The project partners were asked to calculate the costs of adapting the system to enable automated data exchange. Furthermore, the pilot project 'Vogtland' has been planned to investigate the added value of cross-state analyses (Thuringia, Saxony, and Bavaria) of the bark beetle infestation. In the framework of this project, a master's thesis is planned that is supervised by the Forest Protection Institute at the Julius Kuehn-Institute.