Ein vollständig quelloffenes, webbasiertes Geoinformationssystem für rund 20 Terabyte georeferenzierte Rasterdaten – performant durchsuchbar, revisionssicher historisiert und ohne proprietäre Software betreibbar.
Ausgangslage
Das Rissarchiv der Bergbehörde NRW ist die größte und vollständigste Dokumentation bergbaulicher Tätigkeit in einem deutschen Bundesland. Es bildet die fachliche Grundlage für bergbehördliche Stellungnahmen und für die Abwehr altbergbaulich bedingter Gefahrenstellen – bis hin zur Beurteilung konkreter Gefahren für Leib und Leben. Die Vollständigkeit und Qualität der Daten ist damit unmittelbar entscheidend für den Gebrauchswert des Archivs.
Seit dem Jahr 2000 wurde die zum Teil historische Sammlung digitalisiert. Zum Projektstart waren über 98 % der abgeschlossenen Risswerke erfasst:
- ca. 161.000 Risse
- zusammengefasst in ca. 61.000 Ebenen
- zusammengefasst in ca. 2.300 Risswerken
- mit einer Gesamtdatenmenge von rund 20 TB an mehreren Standorten.
Die bisherige Lösung stützte sich auf das Rasterformat MrSID, das Werkzeug „Rissfinder" als Erweiterung in ArcGIS der Firma ESRI sowie eine MS-SQL-Datenbank. Trotz mehrerer notwendiger Updates blieb das System zwar funktionsfähig, war aber an proprietäre Software gebunden. Problematisch waren vor allem die fehlende Verknüpfung des Rissarchivs mit fachlich zusammenhängenden Datenbeständen, die aufwendige manuelle Pflege der verschiedenen Datenformate und langsame Ladezeiten.
Anforderungen
Ziel des Redesigns war ein zukunftssicheres, herstellerunabhängiges System auf Basis Freier Open-Source-Software (FOSS), das ausschließlich im Landesverwaltungsnetz NRW erreichbar ist und im Schutzbedarf HOCH betrieben wird. Das Hosting übernimmt IT.NRW; als Datenbank ist PostgreSQL vorgegeben, als Betriebssystem Linux. Die Komponenten mussten einzeln austauschbar konzipiert werden.
Die zentralen fachlichen Anforderungen:
- Performante Kartendarstellung von rund 17 TB georeferenzierten Rasterdaten – ausschnittsweise in vielen Zoomstufen (vom Maßstab ca. 1:50 m bis ganz NRW) im Webbrowser, unter Einhaltung enger Ladezeitvorgaben.
- Suche „als Durchstich" – räumlich in der Karte und/oder textbasiert über Attributdaten, serverbasiert mit dynamischem Laden, Fuzzy-Logik und Autovervollständigung (max. 2 Sekunden je Suchvorgang).
- Migration des kompletten Bestands mit höchster Sorgfalt: Transformation der Rasterdaten vom 2. und 3. Gauß-Krüger-Streifen in das amtliche Koordinatensystem ETRS89/UTM (EPSG 25832), inklusive Qualitätssicherung und lückenloser Dokumentation.
- Revisionssichere Historisierung: Daten dürfen nicht mehr gelöscht werden; jeder Zustand muss zu einem beliebigen Zeitpunkt nachvollziehbar sein, ergänzt um Logging und eine für alle einsehbare Chronik.
- Rollen- und Rechteverwaltung über die Nutzerverwaltung NRW via SAML2 / OpenID, ausschließlich auf Gruppenbasis.
- Offenes System: definierte offene Schnittstellen (REST-/OGC-API) für Import, Export und Anbindung weiterer Klienten, Bereitstellung des Quellcodes als Open Source und Vorbereitung auf eine spätere mobile Nutzung.
- Ergänzend Basisfunktionen zur Inventarisierung des analogen Rissarchivs (AnRa) sowie ein dauerhaft betriebsbereites, offline nutzbares Notfall-System.
Entwickelt wurde nach der agilen Methode Scrum auf Grundlage eines EVB-IT-Erstellungsvertrags – zunächst bis zum Minimum Viable Product (MVP), anschließend iterativ in Sprints bis zum vollen Funktionsumfang.
Umsetzung
Umgesetzt wurde eine durchgängig quelloffene, webbasierte Serveranwendung. Ein browserbasierter Kartenclient stellt sämtliche Risstypen – Grundrisse, Schnittrisse und weitere – gemeinsam dar. Die georeferenzierten Rasterdaten (GeoTIFF und MrSID) werden über einen leistungsfähigen Kartenserver bereitgestellt und per OGC-API-Diensten in vielen Zoomstufen ausgeliefert; die schwarzen Ränder der GeoTIFF-Kacheln werden dabei automatisiert transparent gestellt, sodass sich die fachlich vorgegebene Reihenfolge der Ebenen sauber überlagert. Als Hintergrund dienen amtliche Basiskarten aus dem Landesverwaltungsnetz.
Kern der Anwendung ist die Neuumsetzung des **„Rissfinders"**: Über einen Durchstichpunkt in der Karte werden die relevanten Grubenbildplatten in fachlich festgelegter vertikaler Abfolge selektiert und mit Risswerksname, Risstyp, Ebenen- und Flözname aufgelistet. Die Sachattributabfrage verknüpft die Fachobjekte entsprechend dem Objektmodell und stellt sie in einer Ergebnisliste dar – mit weiterführender Verlinkung auf das jeweils vorhergehende und nachfolgende Fachobjekt.
Weitere Bausteine der Lösung:
- Kartenwerkzeuge für Messen (metrisch und bergmännisch, z. B. Lachter), Zeichnen rechtwinkliger Linien, Beschriften sowie das Anlegen von Umringen mit Datum und Bemerkung, die als Layer gespeichert und automatisch den zugehörigen Rasterdaten zugewiesen werden.
- Bidirektionale Schnittlinien-Integration: Positionen lassen sich zwischen Seigerriss/Flachriss und dem zugehörigen Schnittbild wechselseitig abfragen – inklusive XY-Koordinaten und Tiefenangabe unter Tage (Teufe).
- Filter- und Exportfunktionen: räumliche und attributbasierte Selektion, automatisierter Zuschnitt und Datenabgabe als Einzeldateien oder GeoPackage, mit eindeutig kenntlich gemachtem Exportformat.
- Chronik, Logging und Historisierung gemäß den Anforderungen an Revisionssicherheit, mit eindeutiger Versionskennzeichnung der Grubenbilder über Hashwerte.
- Ein eigenständiges, offline betreibbares Notfall-System mit MVP-Funktionsumfang sowie ein Inventarprogramm für das analoge Rissarchiv (AnRa).
Der gesamte Quellcode wird versioniert (Git) geführt und – soweit keine Sicherheitsaspekte entgegenstehen – als Open Source bereitgestellt; alle verwendeten Bibliotheken sind in einer Software Bill of Materials (SBOM) dokumentiert. Begleitet wurde das Projekt durch Workshops, Webinare sowie eine vollständige Entwickler-, Admin- und Anwenderdokumentation.
Ergebnis
Die Bergbehörde NRW betreibt ihr Rissarchiv nun als vollständig digitales, herstellerunabhängiges Geoinformationssystem – vollständig auf Basis Freier Open-Source-Software und ohne proprietäre Fremdkomponenten. Der bislang manuell gepflegte, an ArcGIS gebundene Prozess wurde durch eine performante, webbasierte Anwendung abgelöst, die räumliche und attributive Suche über den kompletten Bestand in Sekunden ermöglicht.
Die Migration überführte den Gesamtbestand lückenlos und dokumentiert in das amtliche Koordinatensystem. Durch die revisionssichere Historisierung ist jederzeit nachvollziehbar, welche Information in welcher Qualität zu welchem Zeitpunkt gültig war – eine wesentliche Voraussetzung für belastbare bergbehördliche Stellungnahmen. Offene Schnittstellen und der offengelegte Quellcode machen das System nachnutzbar und anschlussfähig; die spätere mobile Nutzung ist in der Architektur bereits angelegt.
