QGIS- und PostgreSQL/PostGIS-basierte Fachanwendung „LaBerMoni" (Landschaftspflege-Beratung-Monitoring) – vom botanischen Monitoringkataster bis zur digitalen Vertragsnaturschutz-Beratung
Ausgangslage
Der Deutsche Verband für Landschaftspflege (DVL) e.V. – Koordinierungsstelle Schleswig-Holstein mit Sitz in Kiel bündelt als Nichtregierungsorganisation die Arbeit zahlreicher Regionalbüros und assoziierter Landschaftspflegeverbände (Lokale Aktionen). Naturschutz, Landschaftspflege, Beratung und Monitoring werden landesweit und stark flächenbezogen umgesetzt: von der Erhaltung und Entwicklung von Natura-2000-Lebensraumtypen über das Spenderflächenkataster bis zur Beratung landwirtschaftlicher Betriebe zu konkreten Naturschutzmaßnahmen.
Aufgabenvolumen und Personalumfang sind in den vergangenen Jahren deutlich gewachsen. Die Datenhaltung erfolgte jedoch überwiegend mit Standardsoftware, Adress- und Terminverwaltung liefen mitarbeiterspezifisch über MS Outlook. Für eine landesweite, dezentral von Regionalbüros und Lokalen Aktionen nutzbare Arbeit fehlte ein einheitliches, mehrbenutzerfähiges und flächenbezogenes Fachsystem, das Planungs-, Maßnahmen- und Dokumentationsdaten zusammenführt, GIS- und CRM-Funktionen verbindet und Schnittstellen zu Landesfachkatastern berücksichtigt.
Der DVL entschied sich für einen modularen, iterativen Aufbau eines Client-Server-basierten, GIS-gestützten Datenbankmanagementsystems – intern „LaBerMoni" (Landschaftspflege-Beratung-Monitoring) genannt. Als bewusst quelloffene Lösung sollte das System auf QGIS, PostgreSQL/PostGIS und Python aufsetzen, damit der Verband die Weiterentwicklung als NGO kostengünstig auch im Eigenbetrieb oder durch Dritte fortführen kann. Der DVL brachte dabei erhebliche Eigenleistung ein und entwickelte für jedes Modul zunächst eine Pilotanwendung mit vorkonstruiertem Datenmodell; die professionelle Ausprogrammierung, fachliche Begleitung und Produkteinführung wurde extern vergeben und von GBD Consult übernommen.
Anforderungen
Der DVL formulierte für die beiden hier beschriebenen Module Anforderungen über mehrere Ebenen hinweg:
- Modularität und Offenheit: Aufbau als eigenständige, aber in ein Gesamtsystem integrierbare Module auf ausschließlich quelloffener Basis (QGIS, PostGIS, PostgreSQL, Python), damit Anschlussentwicklungen jederzeit mit gängigen Open-Source-Werkzeugen unter GNU-GPL o. ä. möglich bleiben. Der Programmcode sollte dokumentiert und über eine Coding-Plattform (GitHub) geteilt werden.
- GIS als Leitanwendung: QGIS im vollen Funktionsumfang als „Mastertool" – mit Digitalisierung bzw. Übernahme von Flächenobjekten und einer angedockten bzw. als Plugin bereitgestellten Sachdateneingabe.
- Serverseitige Intelligenz: Möglichst viele Verarbeitungs- und Auswertungsprozesse performant auf dem Server über Trigger, Views und Funktionen – u. a. das automatische Einlesen von Kataster- und Fachdaten per Spatial Query.
- Referenzlistengestützte, fehlerarme Erfassung: Dropdown- und Auswahlfelder auf Basis gepflegter Referenztabellen, dazu Autovervollständigung und automatisierte Feldberechnungen.
- Benutzer- und Rechteverwaltung: Abgestufte Einsicht und Bearbeitung – z. B. beschränkt auf Regionalbüros bzw. Lokale Aktionen – bei gleichzeitiger übergeordneter Datenpflege sowie direkter Datenbankzugriff für autorisierte Nutzer im Sinne eines Forschungsansatzes.
- Datenschutz: Umsetzung nach den Grundsätzen „data protection by design and by default" gemäß DSGVO.
- Feldtauglichkeit und Schnittstellen: Perspektivische Geländeaufnahme (vorzugsweise QField) sowie Anbindung an wichtige Fachkataster des Landes, allen voran das Biotopkataster.
Für die beiden Module ergaben sich daraus jeweils eigene fachliche Schwerpunkte: Das Modul Flora/Vegetation – als Pilot- und Einstiegsmodul 2023 realisiert – dient dem botanisch-vegetationskundlichen Monitoring: Digitalisierung von Monitoringflächen, Erfassung von Vegetationsaufnahmen, Arten und Häufigkeiten sowie die Verknüpfung mit dem Biotopkataster. Das Modul Naturschutzberatung – als Folgeauftrag 2025 vergeben – bildet die kataloggestützte Beratung landwirtschaftlicher Betriebe ab: Verwaltung von Vertragsflächen und Naturschutzverträgen auf Grundlage des DVL-Angebotskatalogs, inklusive Ausgleichszahlungen und Datenfluss zu den Länderbehörden.
Umsetzung
GBD Consult übernahm für beide Module die finale Ausprogrammierung der vom DVL vorentwickelten Pilotanwendungen sowie die fachliche Begleitung, Qualitätskontrolle und Einführung. Die Arbeit umfasste jeweils die Überprüfung und Optimierung des gelieferten Datenmodells, die Weiterentwicklung der Nutzeroberflächen, die serverseitige Programmierung sowie die begleitete Produkteinführung und den Testbetrieb.
Datenbank und Architektur
Kern beider Module ist eine PostgreSQL/PostGIS-Datenbank, gehostet auf einem dedizierten VM-Server. Beim Modul Flora/Vegetation wurde das bestehende Datenmodell hinsichtlich Normalisierung, Primär- und Fremdschlüsseln, Indizierung, relationaler Bezüge und Triggerfunktionen geprüft und optimiert. Zur besseren Lesbarkeit folgen die Tabellen einer klaren Namenskonvention. Eine zentrale Sammelreferenztabelle fasst zahlreiche kurze Referenzlisten zusammen und hält sie über Views übersichtlich. Für die Naturschutzberatung wurde die bestehende „LaBerMoni"-Datenbank um ein eigenes Schema (`natschber`) mit den Arbeitstabellen für Vertragsflächen und Verträge sowie einem separaten Schema für Referenztabellen erweitert.
QGIS als Leitanwendung
In beiden Modulen bildet ein QGIS-Projekt das Mastertool. Flächen werden dort digitalisiert oder per Copy-and-Paste übernommen; die Sachdaten werden in konfigurierten Attributformularen erfasst. GBD Consult führte die zuvor getrennten Pilot-Oberflächen zu einer integrierten Programmumgebung zusammen, in der QGIS als Vollprogramm bereitsteht und die Sachdateneingabe eingebettet ist.
Serverseitige Automatisierung
Ein wesentlicher Teil der Wertschöpfung liegt in Triggerfunktionen, die bei jeder Transaktion Fach- und Katasterdaten automatisch ergänzen. Im Modul Flora/Vegetation werden Grunddaten wie Kreis, Gemeinde, Gemarkung und Lage per Spatial Query aus ALKIS eingelesen sowie Flächengrößen und Bearbeitungsstände automatisch berechnet und protokolliert. Im Modul Naturschutzberatung reicht die Automatisierung deutlich weiter: Die FLIK-Nummer des Feldblocks, Bodenpunkte und Bodenfeuchte, die zuständige Beratungsorganisation sowie die Lage der Fläche in Schutzkulissen (Landschafts- und Naturschutzgebiete, FFH- und Vogelschutzgebiete, Biotopverbund, Dauergrünland, Biotopkataster) werden automatisch ermittelt. Vertragsnummern werden nach einer definierten Systematik generiert, und Ausgleichszahlungen berechnen sich automatisiert aus Parzellengröße und Förderhöhe der jeweiligen Katalogmaßnahme – sowohl auf Basis der GIS-Fläche als auch der Fläche aus dem Sammelantrag.
Zusätzliche Fachfunktionen
Über die reine Datenerfassung hinaus wurden fachlich motivierte Zusatzfunktionen realisiert: im Modul Flora/Vegetation die Mehrfachzuordnung von Flächen zu mehreren Projekten sowie die Zuordnung von Pflanzenarten- bzw. Saatgutlisten zu einer oder mehreren Flächen mit Rückverfolgbarkeit auf die Saatgutliste. Im Modul Naturschutzberatung stehen die Vertragsverwaltung mit Betriebsdaten (Betriebsnummer, IBAN, Ökobetrieb-Status), Auszahlungsbeträgen, Vertragslaufzeiten, Wiedervorlagen und Dokumentenanlagen im Mittelpunkt – als Grundlage für den Datenfluss zu den Länderbehörden.
Beide Module wurden konsequent auf der quelloffenen Werkzeugkette entwickelt (QGIS mit Custom-Plugins, QT-Designer/QT-Creator, Python), dokumentiert, über eine gemeinsame Coding-Plattform bereitgestellt und unter Beachtung der DSGVO-Vorgaben mit abgestuften Nutzer- und Zugriffsrechten ausgestattet.
Ergebnis
Der DVL Schleswig-Holstein verfügt mit den Modulen Flora/Vegetation und Naturschutzberatung über zwei produktiv nutzbare, dezentral einsetzbare Fachanwendungen innerhalb eines einheitlichen, GIS-gestützten Datenbanksystems. Rund 25 bis 40 Nutzerinnen und Nutzer aus Koordinierungsstelle, Regionalbüros und Lokalen Aktionen können flächenbezogene Naturschutz- und Beratungsdaten erfassen, auswerten und – dank umfangreicher serverseitiger Automatisierung – mit minimalem manuellem Aufwand mit amtlichen Kataster- und Fachdaten anreichern.
Weil das System vollständig auf quelloffener Software beruht, modular aufgebaut und dokumentiert ist, bleibt der Verband unabhängig: Die Anwendungen lassen sich im Eigenbetrieb oder durch Dritte pflegen und weiterentwickeln. Das pilothafte, iterative Vorgehen – Eigenentwicklung des Datenmodells durch den DVL, professionelle Ausprogrammierung und Einführung durch GBD Consult – hat sich über zwei aufeinanderfolgende Module bewährt und bildet die Grundlage für den weiteren, schrittweisen Ausbau des Gesamtsystems „LaBerMoni".
