Open Source im professionellen Einsatz
Linux-Magazin 10/2010
© Henryk Sadura, Fotolia.com

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Elektronische Katasterauskunft mit Open-Source-Software

Im Freien vermessen

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In deutschen Katasterämtern gewinnen Unix, Linux und freie Software an Boden. Vor wenigen Wochen gingen im westfälischen Kreis Lippe die ersten Behörden mit dem Amtlichen Liegenschaftskatasterinformationssystem (ALKIS) und dem freien Konvertierungsmodul Postnas online.

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Im Sommer 2010 war es so weit: Der Katasterdatenkonverter Postnas [1] wird Open-Source. Schon länger bindet das Kommunale Rechenzentrum KRZ im westfälischen Landkreises Lippe damit mehrere Gemeinden über eine freie Geodateninfrastruktur an das Amtliche Liegenschaftskatasterinformationssystem (ALKIS, [2]). Mehrere Jahre hatten freie Entwickler, Vermessungsspezialisten und Admins in Behörden unter Führung der Bonner Wheregroup an Alternativen zu proprietären Tools gearbeitet.

Weitere Gemeinden und Kunden des RZ wollen 2011 folgen. Auch andere Bundesländer wie Mecklenburg-Vorpommern interessieren sich mittlerweile für die flexiblen Möglichkeiten der freien GIS-Tools und tauschen ihre Erfahrungsberichte auf der Mailinglistste von Postnas aus [3].

Das deutsche Katasterwesen ist eine der wohl komplexesten Geodatenstrukturen weltweit, in die eine große Anzahl IT-Konzepte und Softwareprojekte eingebettet sind. Tabelle 1 gibt einen kleinen Einblick in die lange Liste der kryptischen Abkürzungen. Im Kasten "Geschichte der elektronischen Katastersysteme" findet sich ein kurzer Abriss der historischen Entwicklung.

Abbildung 1: Eine an Details reduzierte ALKIS-Karte, mit Postnas konvertiert ...

Neben Flurbüchern, amtlichen Bestandsblättern und dem Kartenwerk in Form der Liegenschaftskarten besteht das Katasterwesen aus den so genannten Zahlenwerken mit Vermessungspunkten, Koordinaten und Berechnungen. Jeder Bauherr, der schon mal wegen eines Vorhabens oder einer Auskunft mit einer Behörde zu tun hatte, kann ein Lied davon singen.

Die amtlich verbindliche Kartendarstellung der ALK ist aus geschichtlichen Gründen reduziert auf reines Schwarz auf einem weißen (transparenten) Hintergrund (Abbildungen 1 und 2). Auf Farben, Raster, Teiltransparenzen oder andere Mittel eines modernen GIS verzichtet sie vollkommen. Bis 2004 war diese rechtsverbindliche Darstellung nur einer Handvoll proprietärer Spezialprogramme von wenigen Softwareherstellern eines Quasi-Monopols vorbehalten.

Tabelle 1: Abkürzungen in der Katasterverwaltung

Erste freie ALK-Konverter

Erste Ansätze freier Software finden sich ab 2004 in dem Projekt Automatisierte Liegenschaftskarte (ALK) mit freier Software [4] mit dem Konverter Edbs2wkt [5], der die EDBS-Ausgabe (einheitliche Datenbankschnittstelle) der ALK in eine Spatial-Datenbank überführt. Diese Aufgabe ist nicht trivial, widerspricht die Struktur der ALK doch den Simple-Features-Normen des OGC (Open Geospatial Consortium, [6]).

Abbildung 2: ... und als amtlich verbindlicher ALK-Ausdruck von Edbs2wkt.

Die Geometrie der ALK basiert auf der Idee der Redundanzfreiheit. Eine Linie ist hier nur einmal gespeichert, auch wenn sie (horizontal) zwei Flächen rechts und links der Linie trennt und somit zu zwei Objekten einer Ebene gehört. Eine Spatial-DB speichert jedoch jedes Objekt in einem Geometrie-Datenfeld, unabhängig davon, ob zum Beispiel ein Teil vom Rand der Fläche auch ein Teil einer anderen ist. Linientypen wie Kreisbögen oder Splines (ausgleichende Kurven über Stützpunkte und Vor-/Nachlaufpunkte, [7]) mussten die Entwickler durch ausreichend fein interpolierte Polygone ersetzen, denn die Welt des OGC ist eckig. Außerdem arbeitet die ALK mit gemischten Koordinatensystemen (verschiedene Gauß-Krüger-Meridianstreifen), ein GIS aber in einem einheitlichen System.

Edbs2wkt amtlich

Aufbauend auf der ALK-GIS-Datenbank und dem Konverter Edbs2wkt entwickelten Programmierer und Ämter Mapfiles und Symbolbibliotheken für den UMN-Mapserver und erreichten so erstmals das Ziel einer mit Open-Source-Mitteln erstellten amtlichen Karte. Nebenbei machten die freien GIS-Tools auch alternative, wahlweise komplexere oder aber vereinfachte Darstellungen möglich. Edbs2wkt kommt heute in ganz Deutschland zum Einsatz [8].

Da bis Ende nächsten Jahres alle Katasterämter auf das ALK-Nachfolgesystem ALKIS umstellen, braucht die freie Softwarewelt einen neuen Konverter, der das dort verwendete Exportformat XML einschließlich der neuen, vereinheitlichten Attribute aus dem Buchwerk beherrscht. Dieses neue Interface heißt Normbasierte Austauschschnittstelle (NAS), und dient dem Import von Daten aus ALKIS. Dieses freie GDAL-Konvertierungsmodul für macht für viele PostgreSQL/Postgis-Server und Nutzer von Katasterdaten erstmals die zahlreichen Features freier Web-GUIs wie Mapbender zugänglich (Abbildung 3 bis 5).

Abbildung 3: Im Web-GUI von Mapbender erscheinen die durch freie Software aufbereiteten Daten. Die Abbildung zeigt die Kombination von ALKIS-Daten mit einem Luftbild und dem Kanalkataster.

Abbildung 4: Flächen-Nutzungsarten markiert Mapbender farbig, auch das Abwassernetz ist mit zahlreichen Meta-Informationen versehen. Im abgebildeten DIN-A4-Druck werden Zahlen und Bezeichnungen sichtbar.

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