Workshop "Herstellen von korrekten INTERLIS-Daten in der Gefahrenkartierung"

Einleitung

Die Lieferung von digitalen Naturgefahrendaten im INTERLIS-Transferformat gemäss dem kantonalen Modell Naturgefahrenkarte_SO_V11 bereitet teilweise Mühe. Der Workshop zeigt eine (neben vielen anderen) Möglichkeiten wie man Daten modellkonform erfasst und fehlerfrei an den Kanton liefern kann.

Werkzeuge

• QGIS 3.14. Die Version ist nicht relevant, solange es nicht eine uralte Version ist.
• Java 1.8+, z.B https://adoptopenjdk.net/
• ili2gpkg
• ilivalidator-web-service resp. Standalone-Ilivalidator. Anleitungen hier und hier.
• Optional dbeaver als Datenbankclient.

Grundprinzip

In der hier gezeigten Herstellungsvariante werden zuerst in einer lokalen, dateibasierten Datenbank (GeoPackage) leere Tabellen angelegt. Die Tabellen in dieser Datenbank entsprechen den Tabellen (TABLE) im INTERLIS-Datenmodell. Aufzähltypen werden ebenfalls als Tabellen in der Datenbank angelegt. Anschliessend werden in QGIS die Datenbanktabellen ("QGIS-Layer") korrekt miteinander verknüpft. Mit den QGIS-Bordmitteln können die Daten erfasst werden oder aus Shapefiles o.ä. kopiert werden. Wurden sämtliche Daten erfasst, können die Tabellen (jetzt mit Daten gefüllt) in eine INTERLIS-Datei exportiert werden und anschliessend auf ihre Korrektheit geprüft werden.

Mit dem QGIS-Plugin "QGIS Model Baker" steht für die oben erwähnten Schritte ein Werkzeug zur Verfügung, dass einiges automatisiert. Für das bessere Grundverständnis der Prozesse, wird auf die Verwendung des Plugins verzichtet.

Beispiel 1

Für das erste Beispiel wird bewusst nicht das Naturgefahrenmodell verwendet, sondern ein ganz simples Modell mit nur zwei Tabellen: Grundstücke und Eigentümer.

    TABLE Grundstueck =
      Nummer: TEXT*255;
      Art: (Liegenschaft, Baurecht);
      Geometrie: AREA WITH (STRAIGHTS) VERTEX LKoord WITHOUT OVERLAPS > 0.05;
      NO IDENT
    END Grundstueck;
    
    TABLE Eigentuemer =
      Name: TEXT*255;
      Grundstueck: -> Grundstueck;
      IDENT Name;
    END Eigentuemer;    

Ein Eigentümer muss einerm Grundstück zugewiesen werden.

Befehl zum Anlegen der leeren Datenbanktabellen in der GeoPackage-Datei:

java -jar /Users/stefan/apps/ili2gpkg-4.4.1/ili2gpkg-4.4.1.jar --dbfile grundbuch.gpkg --defaultSrsCode 21781 --strokeArcs --createEnumTabs --models AVGB --modeldir . --schemaimport

• --dbfile: Namen der GeoPackage (lokale Datenbank), die erstellt werden soll.
• --defaultSrsCode 21781: Wir müssen der Datenbank mitteilen welches Koordinatensystem es verwenden soll. Weil das Naturgefahrenmodell noch in LV03 ist, verwende ich hier ebenfalls LV03 (=21781).
• --strokeArcs: Kreisbogen werden zu kleinen Segmenten umgerechnet resp. in der Datenbank wird ein einfacherer (technischer) Geometrietyp verlangt.
• --createEnumTabs: Erstellt für jeden Aufzähltyp (hier Art) eine eigene Tabelle mit den Aufzähltypwerten.
• --models: Der Namen des INTERLIS-Datenmodelles.
• --modeldir: Die Url des INTERLIS-Repositories oder des lokalen Verzeichnisses, wo die INTERLIS-Datei gespeichert ist. Falls wir ein offizielles Modell verwenden, das in einem Repository gespeichert ist, ist diese Angabe überflüssig.
• --schemaimport: Damit teilen wir der Software mit, dass sie leere Tabellen erstellen soll und z.B. keine Daten importieren soll.

Die GeoPackage-Datei grundbuch.gpkg kann in das QGIS-Hauptfenster gezogen werden und es müssen die drei Layer ausgewählt werden:

Es handelt sich dabei um zwei "Datenlayer" und einen Layer mit den Aufzähltypwerten der Grunstücksart.

Die Tabellen Grundstueck und Eigentuemer sind gemäss Modell miteinander verknüpft: Jeder Eigentümer ist einem Grundstück zugewiesen. Im QGIS-Layer eigentuemer ist diese Verbindung das Attribut grundstueck, welches den Wert des sogenannten Primary Keys (T_Id) des Layers grundstueck enthalten muss:

Um die Datenerfassung zu vereinfachen, können die QGIS-Layer mittels einer Relation (Project -> Properties) verknüpft werden:

Eine Eigenschaft eines Grundstückes ist sein Art (Liegenschaft oder Baurecht). Dieser sogenannte Aufzähltyp wird in einer eigenen Tabelle abgebildet und man kann den QGIS-Layer grundstueck so definieren, dass die Art als Auswahlliste präsentiert wird:

Nun können Grundstücke und die dazugehörigen Attribute erfasst werden:

Sind die Grundstücke erfasst, können die Eigentümer erfasst und einem Grundstück zugewiesen werden. Das Grunstück kann man ebenfalls in einer Liste auswählen. Damit ein sinnvolle Information in der Liste dargestellt wird, muss im QGIS-Layer grundstueck das passende "Vorschauattribut" gewählt werden. In unserem Fall ist das nummer. Das in der Liste ausgewählte Grundstück wird kurz mit einem roten Band im Kartenfenster hervorgehoben.

Die erfassten Daten werden mit einem ähnlichen Befehl wie beim Anlegen der leeren Tabellen exportiert:

java -jar /Users/stefan/apps/ili2gpkg-4.4.1/ili2gpkg-4.4.1.jar --dbfile grundbuch.gpkg --models AVGB --modeldir . --export grundbuch.itf

Das Resultat ist eine INTERLIS-Transferdatei. Standardmässig werden während des Exportes auch gerade die Daten gegenüber dem Modell geprüft. Will man das nicht, kann man dieses Verhalten mit --disableValidation ausgeschaltet werden.

Ist der Export erfolgreich und die Daten korrekt, erscheint folgendes in der Konsole:

Info: dburl <jdbc:sqlite:grundbuch.gpkg>
Info: dbusr <>
Info: ili2gpkg-4.4.1-e9ddc1895e1a7f13ff029644af1442ddb79dcaa4
Info: ili2c-5.0.6-20200302
Info: iox-ili-1.20.17-51a4dc2860303f36b64fcb29b9a7189f72b2ced5
Info: java.version 1.8.0_252
Info: user.name <stefan>
Info: maxMemory 5592576 KB
Info: currentTime 2020-09-03 17:22:59
Info: dburl <jdbc:sqlite:grundbuch.gpkg>
Info: dbusr <>
Info: databaseProduct <SQLite>
Info: databaseVersion <3.8.11>
Info: driverName <SQLiteJDBC>
Info: driverVersion <native>
Info: compile models...
Info: lookup model <AVGB> in repository <./>
Info: ilifile <./AVGB.ili>
Info: process data...
Info: data <grundbuch.itf>
Info: assume unknown external objects
Info: first validation pass...
Info: AVGB.Grundbuch BID <AVGB.Grundbuch>...
Info: AVGB.Grundbuch.Grundstueck...
Info: AVGB.Grundbuch.Eigentuemer...
Info: second validation pass...
Info: validate unique constraint AVGB.Grundbuch.Eigentuemer.Constraint1...
Info: validate target of role AVGB.Grundbuch.EigentuemerGrundstueck.Grundstueck...
Info: validate multiplicity of role AVGB.Grundbuch.EigentuemerGrundstueck.Grundstueck...
Info: validate multiplicity of role AVGB.Grundbuch.EigentuemerGrundstueck.Eigentuemer...
Info: validate AREA AVGB.Grundbuch.Grundstueck.Geometrie...
Info: build linetable AVGB.Grundbuch.Grundstueck_Geometrie...
Info: grundbuch.itf: AVGB.Grundbuch
Info:       2 objects in CLASS AVGB.Grundbuch.Eigentuemer
Info:       2 objects in CLASS AVGB.Grundbuch.Grundstueck
Info: ...export done

INTERLIS-Daten können auch mit dem Standalone-Validator geprüft werden:

java -jar /Users/stefan/apps/ilivalidator-1.11.6/ilivalidator-1.11.6.jar grundbuch.itf

Oder mit dem ilivalidator-web-service. In diesem Fall wird das nicht funktionieren, da das Datenmodell nicht in einem Online-Repository verfügbar ist.

Beispiel 2

Im zweiten Beispiel werden wir eine bestehende Naturgefahren-INTERLIS-Datei importieren, einige Daten erfassen und verändern, exportieren und im dem ilivalidator-web-service des Kantons auf die Richtigkeit überprüfen. Der Grundablauf ist identisch wie im Beispiel 1.

Daten importieren:

java -jar /Users/stefan/apps/ili2gpkg-4.4.1/ili2gpkg-4.4.1.jar --dbfile GKSO11_Balsthal.gpkg --defaultSrsCode 21781 --strokeArcs --createEnumTabs --models Naturgefahrenkarte_SO_V11 --doSchemaImport --import GKSO11_Balsthal.itf

• --import: Anstelle von --schemaimport, was nur die leeren Tabellen anlegt, importiert --import bestehende INTERLIS-Daten in eine GeoPackage-Datei.
• --doSchemaImport: Man muss ili2gpkg zusätzlich mitteilen, dass er vor dem Import die leeren Tabellen anlegt. --import macht das nicht automatisch.
• --modeldir muss nicht mehr verwendet werden, weil das Modell in einer INTERLIS-Modellablage verfügbar ist

Bevor man effizient arbeiten kann, müssen wie im Beispiel 1 die Relation(en) (GKSO11_Balsthal ik_sturz mit GKSO11_Balsthal prozessquelle_sturz) zwischen den Layer hergestellt und die Aufzähltypen im Layer GKSO11_Balsthal ik_sturz verknüpft werden. Damit man beim Zuweisen eines Objektes von ik_sturz zu prozessquelle_sturz weiss, was man miteinander verknüpft, muss in prozessquelle_sturz die passende Column preview gewählt werden. In diesem Beispiel ist das - für mich - aber auch nichts sprechendes, sondern nur eine Zahl (?). Um das Zuweisen noch komfortabler zu machen, muss bei den Layereinstellungen die Option On map identification (for geometric layers only) gewählt werden:

Damit kann man nach dem Erfassen eines Objektes in ik_sturz das Objekt des Layers prozessquelle_sturz mit der Maus auswählen.

Die Daten können analog Beispiel 1 exportiert werden:

java -jar /Users/stefan/apps/ili2gpkg-4.4.1/ili2gpkg-4.4.1.jar --dbfile GKSO11_Balsthal.gpkg --models Naturgefahrenkarte_SO_V11 --export GKSO11_Balsthal_export_20200910.itf

Der Export prüft gleichzeitig die Daten gegenüber dem Modell. Weil das Datenmodell ebenfalls in einem INTERLIS-Repository verfügbar ist, kann auch der ilivalidator-web-service des Kantons verwendet werden:

Eine erfolgreiche Prüfung der Daten wird mit ...validation done: quittiert. Falls Fehler gefunden werden, steht ...validation failed: Das Logfile der kann mittels Klick auf den Link angezeigt werden. Weiterführende Dokumentation des ilivalidator-web-services findet man hier.