Projekt 18105/01

EDV-Programm zur Verwaltung von Wetterdaten agrarmeteorologischer Wetterstationen

Projektdurchführung

Zentralstelle der Länder für EDV-gestützte Entscheidungshilfen und Programme im Pflanzenschutz (ZEPP)
Rüdesheimer Str. 60 - 68
55545 Bad Kreuznach

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel dieses Projektes war die Entwicklung einer Software, die die Verwaltung und Auswertung von Daten für Wetterstationen unterschiedlichster Herkunft, Bauweise und Ausstattung (unterschiedliche Parameterstrukturen) vereinheitlicht sowie die Bereitstellung der Wetterdaten zuverlässig sicherstellt.
Anpassungen in den Parameterstrukturen sowie das Verwalten von einzelnen Stationen sollten durch eine flexibel konfigurierbare Funktion gewährleistet werden. Die Konfiguration der Software sollte nutzerfreundlich durch den versierten Wetterdatenverwalter vor Ort durchführbar sein.
Unverzichtbare Funktionen, die die Qualität und die Vollständigkeit der Wetterdaten sichern, sollten, basierend auf bestehenden Algorithmen des Programms Agmeda, implementiert werden. Innovativ war hier vor allem die Entwicklung einer Methode, die die Messwerte benachbarter Wetterstationen vergleicht und durch ihre höhere Sensibilität gegenüber den bisher verwendeten Verfahren aufweist.
Eine weitere unentbehrliche Komponente war eine Schnittstelle zu einem im ISIP-Internet-System integrierten zentralen Wetterdatenserver, auf dem die Daten aller verfügbaren agrarmeteorologischen Wetterstationen bereitgestellt werden. Komfortable Auswertungen und grafische Darstellungsmöglichkeiten der Daten sollten im Internet vom zentralen Wetterdatenserver aufrufbar sein.
Die Wetterdaten dienen als essentieller Input für computergestützte Entscheidungshilfen in der Pflanzenproduktion, die ihrerseits zur Verminderung von Pflanzenschutzanwendungen beitragen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der Konzeptionsphase wurde beschlossen, die zu erstellende Software in zwei Modulen zu realisieren.
Modul 1 wurde als dezentrale PC Software, Modul 2 als zentrale Internetanwendung innerhalb des ISIP-Gesamtsystems realisiert.
In Modul 1 wurden alle Datenverwaltungsfunktionen programmiert, die bereits aus dem Vorgängerprogramm Agmeda bekannt waren. Dies sind Funktionen, die der Speicherung, Prüfung und Vervollständigung der Daten dienen.
In Modul 2 wurden alle Funktionen realisiert, die der erweiterten Datenbereitstellung, Datenauswertung und Datendarstellung in Grafiken und Tabellen dienen.
Zunächst wurde ein detailliertes Pflichtenheftes für Modul 1 und 2 erstellt. Im Pflichtenheft wurden die Funktionalitäten, die die neuen Programme enthalten sollten, genau beschrieben. Außerdem wurde für die Schnittstelle zwischen den beiden Modulen eine Feinspezifikation anfertigt.
Auf Basis der Pflichtenhefte wurden die Firmen BeConstructed GmbH, Ratingen und die Firma PSI Information Management GmbH in Berlin für die Programmierung von Modul 1 beauftragt. Für die Realisie-rung von AgmedaWin (Modul 1) wurde als Programmiersprache wurde Visual Basic .NET vereinbart und als Datenbank SQL Server 2000 ausgewählt.
Für die Programmierung der Datenbank in Modul 2 und die Erstellung der Schnittstelle im XML-Format zwischen den beiden Modulen wurde ebenfalls die Firma PSI Inf. Manag. GmbH beauftragt.
Die Firma ProDV in Köln erhielt den Auftrag für die Programmierung der Internet-Oberfläche in Modul 2.


Ergebnisse und Diskussion

Basis der Programmierung von AgmedaWin (Modul 1) war das 15 Jahre alte DOS-Programm AGMEDA. Die in diesem Programm enthaltenen Algorithmen wurden auf den Standard von Windowsprogrammen angehoben. Die Datenbank wurde modernisiert und Ein- und Ausgabemöglichkeiten völlig neu kon-zipiert. Damit wurde die Bedienbarkeit des Programms ganz entscheidend verbessert.
Neben den aus AGMEDA bekannten Algorithmen wurden auch neue und innovative Funktionen entwickelt. Dies sind:
· der Import-Wizzard, mit dem der Import von Wetterdaten unterschiedlichster Dateistrukturen möglich ist
· die externe Plausibilitätsprüfung, die den Vergleich von Messdaten gleicher Fühler an benachbarten Wetterstationen ermöglicht
· die Nutzung großräumig gültiger Messfühler (z.B. Globalstrahlung, Bodentemperatur) an einer Wetterstation für weitere benachbarte Wetterstationen als virtuelle Messfühler.
Eine erste Version von AgmedaWin wurde Anfang 2004 fertig gestellt. Nachdem im Laufe von 2004 noch einige Fehler behoben wurden, wurde im Dezember 2004 die derzeit aktuelle Version ausgeliefert und installiert.
Die Realisierung des internetbasierten Moduls 2 erfolgte im Zusammenhang mit der Erstellung des ISIP-Internet Systems.
In der ISIP-Anwendung stehen die Wetterdaten sowohl für Auswertungen als auch als Input für die Prognosemodelle zur Verfügung. Die Wetterdatenauswertung ist dort in Form von Tabellen, Grafiken und Dateidownload in verschiedenen Formaten verfügbar. Neben dem manuellen Abruf ist auch eine regelmäßige, automatische Zusendung verschiedener Ausgaben per Email möglich.
Per automatischem FTP-Transfer werden die Daten aus allen lokalen AgmedaWin-Modulen zu der zentralen ISIP-Datenbank übertragen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Präsentationen erfolgten bisher im Rahmen des Statusseminars am 19.5.2003 in Osnabrück.
Um AgmedaWin den Anwendern vorzustellen, wurden während des Projektes mehrere Workshops mit den Wetteradministratoren von sieben Pflanzenschutzdiensten, die für die Betreuung der landeseigenen Messnetze verantwortlich sind, abgehalten. Im Herbst 2004 wurde zur Übergabe des Programms ein zweitägigen Workshop veranstaltet, zu dessen Ende jedem Teilnehmer eine Installations-CD mit AgmedaWin ausgehändigt wurde, um das Programm intensiv zu prüfen. Seit Anfang 2005 läuft das Programm bei fünf Pflanzenschutzdiensten im Routinebetrieb. Zwei weitere PSD werden im Laufe von 2005 folgen.
Das Modul 2 läuft ebenfalls im Routinebetrieb unter www.isip.de und ist dort unter Berücksichtigung der für die Nutzung von ISIP geltenden Bedingungen öffentlich verfügbar. Zurzeit werden im ISIP-System täglich Wetterdaten von ca. 480 Stationen bereitgestellt.


Fazit

Durch die Einführung des Programmes von AgmedaWin für die Verwaltung von Wetterdaten aus agrarmeteorologischen Messnetzen der Pflanzenschutzdienste der Länder konnte die Bereitstellung der Daten wesentlich optimiert werden. Über das Internetsystem unter www.isip.de können die Wetterdaten als Input für computergestützte Entscheidungshilfen genutzt werden. Die Automatisierung der Wetterdatenbereitstellung erlaubt die komfortable Nutzung der Daten für die Planung und Optimierung von Pflan-zenschutzmitteleinsätzen basierend auf den Berechnungsergebnissen von Simulations- und Prognosemodellen. Die optimale Anwendung von Pflanzenschutzmitteln vermindert die Häufigkeit der Anwendungen und trägt letztlich zu Umweltentlastung bei.