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Design des Elbe-DSS

Von 2002-2005 wurde mit Unterstützung der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ein Entscheidungsunterstützungssystem für das deutsche Einzugsgebiet der Elbe (Elbe-DSS) entwickelt (BfG).

Konzipiert ist das DSS als ein Instrument für die strategische Managementunterstützung und nicht für operative Fragestellungen. Räumlich bildet das System das deutsche Elbe-Einzugsgebiet ab. In einigen Fällen wird das Untersuchungsgebiet um den tschechischen Teil des Elbe-Einzugsgebietes erweitert.

Unter einem Entscheidungsunterstützungssystem wird in diesem Zusammenhang ein Computerprogramm verstanden, das es einem Nicht-Experten ermöglicht, komplexe, schlecht strukturierte Fragestellungen zu bearbeiten. Hierzu wird ein aufgearbeiteter Verbund aus vorhandenen Daten und Modellen, ergänzt durch DSS- spezifische Werkzeuge, zur Verfügung gestellt (HAHN & ENGELEN 2000).

Anwendungskontext des Elbe-DSS: Im Zentrum steht der Benutzer, der den Zustand des Systems - repräsentiert durch ein Bündel von Indikatoren - in eine gewünschte Richtung bringen möchte. Hierfür stehen im Maßnahmen und externe Szenarien zur Verfügung, mit denen das System beeinflusst werden kann. (Quelle: Bernhard Hahn, RIKS)

Da sich die relevanten Prozesse praktisch durchgängig im Raum manifestieren, findet die Modellierung ebenfalls räumlich explizit statt. Aus technologischer Sicht werden Funktionalitäten eines geographischen Informationssystems (GIS) mit Simulationsmodellen gekoppelt, so dass neben der räumlichen auch die zeitliche Komponente abgebildet werden kann.

Das DSS besteht aus einer Sammlung miteinander verkoppelter Modellen, die auf einer gemeinsamen, konsistenten Datenbasis operieren. Um eine durchgängige Benutzerführung zu gewährleisten, werden eventuell vorhandene, zu den Modellen gehörige Oberflächen entfernt und die Modelle unter einer einheitlichen grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) integriert. In der Bibliotheksfunktion werden Hintergrundinformationen zu den eingesetzten Modellen und Daten bereitgestellt, Grenzen und Gültigkeitsbereiche erläutert und auf weitergehende Informationen verwiesen. Innerhalb des DSS steht weiterhin eine ganze Reihe von Werkzeugen zur Verfügung. Diese ermöglichen es beispielsweise einfache rämliche Analysen und Operationen wie den Vergleich mehrerer Ergebnislayer oder multikriterielle Bewertungen durchzuführen und ähnliches mehr.

Ziel ist es weniger, möglichst exakte Ergebnisse zu erzielen, als die Auswirkungen unterschiedlicher Entwicklungspfade miteinander zu vergleichen. Der Nutzer soll den Lösungsraum erkunden können und Wirkungszusammenhänge erkennen, die außerhalb seines speziellen Tätigkeitsfeldes liegen.

Begrifflichkeiten im Elbe-DSS

Begriff (engl.) Definition Beispiel
externe Szenarien (scenarios) Begrenzte Anzahl vorgegebener Entwicklungspfade, die durch klimatische, ökonomische, demografische, soziale u. politische Veränderungen u. Rahmenbedingungen vorgegeben sind und zwischen denen der Nutzer wählen kann Klimaentwicklung mit Abnahme der Sommernieder-schläge und steigenden Durchschnittstemperaturen
Entwicklungsziele (objective) Zustand, den der Entscheidungsträger mit seinem Handeln (Ergreifung von Maßnahmen) erreichen will Guter ökologischer Zustand der Fließgewässer nach EU-WRRL
Maßnahme (measure) Handlung, die der Nutzer veranlassen kann, um die Zielvorgaben zu erreichen Aufforstung
Indikator (indicator) Ein in der Regel quantitativer Wert, der das Erreichen der Zielvorgabe anzeigt Schadstoffkonzentration im Fließgewässer

Da das DSS auf gekoppelten Modellen beruht, bietet es die Möglichkeit die Auswirkungen von Veränderungen zu simulieren. Hierzu werden vordefinierte Szenarien, als vom Nutzer nicht veränderbarer Entwicklungen und Maßnahmen (zu den Begrifflichkeiten siehe Tabelle 1), auf deren Wirkung der Nutzer Einfluss nehmen kann, zur Verfügung gestellt. Maßnahmen und Szenarien können dabei vom Nutzer frei kombiniert werden. Zur Bewertung der Alternativen existieren Zielvorgaben, deren Erfüllungsgrad über Indikatoren aus den Modellvariablen abgeschätzt wird.

Durch frühzeitige Einbeziehung der späteren Nutzer des Systems wird sichergestellt, dass das System den Anforderungen der Praxis entspricht. Hierzu zählt insbesondere die Auswahl der Prozesse, Zielvorgaben, Maßnahmen und Szenarien.

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