Hochwasser- und Wasserversorgungskarten helfen Florida, intelligent mit Wasser umzugehen

20. Mai 2016

Von Steve Dicks, Leiter, Information Technology Bureau, Southwest Florida Water Management District

Der Anstieg des Meeresspiegels in Florida führt in fast allen Städten des US-Bundesstaates zu Überschwemmungen. Überschwemmungen dringen in an Kanälen gelegene Häuser in Fort Lauderdale ein, setzen Straßen in Miami unter Wasser und verwandeln Wohngebiete auf den Keys in Kayakrouten. Überschwemmungen bei Flut sind für die an der Küste lebenden Bewohner Floridas ein allzu vertrautes Phänomen. Der Bundesstaat ist von zwei großen Gewässern umgeben, und seine Landschaft wird von mehr als 1.700 Seen, Flüssen und Wasserläufen durchzogen. Überflutungen wirken sich auf die Infrastruktur, auf Eigentum und auf die Wasserqualität aus.

Der Southwest Florida Water Management District ist für Wasserressourcen von Orlando bis zu den Florida Keys zuständig. Technologie von Esri hilft dem Bezirk, die Hydrologie der Region zu verstehen. Mithilfe der Plattform von Esri erstellen die Mitarbeiter genaue Karten der Überschwemmungsrisiken, verwalten Landerwerbsvorgänge und entwerfen intelligente Wasserversorgungspläne. Außerdem verwendet der Bezirk die Plattform für das Genehmigungsprogramm und für verschiedene Forschungsstudien.

Der Bezirk nutzt räumliche Informationen zum Verwalten der Wasserversorgung und zum Schützen der Wasserqualität und der natürlichen Systeme. Über die Plattform kann der Bezirk die lokalen Behörden und die Bundesbehörden mit wertvollen Informationen für die Hochwasserplanung und Entscheidungsfindung versorgen. Die Plattformtechnologie von Esri transformiert hydrologische Daten aus den bezirkseigenen Wasserressourcendatenbanken in Softwarepakete nach Branchenstandard, die der Bezirk anderen Behörden bereitstellt. Durch Integration von Datenbankdateien wie beispielsweise Flurstückgrenzendateien, CAD-Dateien und Orthofotografiedateien generiert das System genauere Daten und präzisere Location Intelligence.

Der Bezirk verwendet seit 1987 Technologie von Esri für seine Vorgänge. Heute arbeiten 150 bis 200 Mitarbeiter häufig mit der Plattform, um die Wasserbewirtschaftungsziele des Bezirks zu erreichen. Die Plattform hilft ihnen, tagtägliche Aufgaben wie Kartografie, Datenbearbeitung, Datenvisualisierung sowie Analysen statistischer und räumlicher Daten zu erledigen.

Dank Technologie von Esri arbeitet der Bezirk effizienter. Viele manuelle Dateneingabeprozesse wurden durch automatisierte Workflows ersetzt, sodass die Mitarbeiter Zeit sparen und über genauere Daten verfügen. 

Die flache Karst-Topografie im Südwesten Floridas ist mit Oberflächen- und Grundwassersystemen verbunden. Gemeinsam mit Esri erstellten die Ingenieure und GIS-Experten des Bezirks Modelle, um den Fluss des Wassers zwischen den Oberflächen- und Grundwassersystemen abzubilden. In diese Modelle sind LIDAR, topografische Daten, Drainage-Einrichtungen und natürliche Fließmuster des Oberflächenwassers integriert.

Die Plattform verarbeitet verschiedene Datentypen wie beispielsweise Niederschlag, Böden, Merkmale von Grundwasserleitern, Brunnenpositionen und Pumpmengen sowie Evapotranspiration. Mithilfe der Ausgabe der hydrologischen Modelle für Oberflächen- und Grundwasser visualisieren die Mitarbeiter die Ergebnisse auf einer digitalen Karte. Auf diese Weise verstehen Forscher Beziehungen wie die Auswirkungen geänderter Wasserstände im Grundwasserleiter auf Seen und Wasserläufe besser. Planer verwenden diese Kartenprodukte als Grundlage für die Planung der langfristigen synoptischen Verwaltung der Wasserversorgung von Regionen, die Tausende von Quadratkilometern abdecken.

Brunnenbauer verwenden die Genehmigungskarte, um geschätzte Tiefen unter der Landoberfläche und zwischen Grundwasserleitersystemen zu sehen.

Auf der Website des Bezirks werden interaktive Karten gehostet. Außerdem dient die Website als Portal, in dem offene Daten zum Landbesitz, zur Wasserverwendung und zum Brunnenbau, zur Konnektivität und andere relevante Informationen bereitgestellt werden.

Durch die Bereitstellung von Daten für Organisationen und die Öffentlichkeit über online verfügbare benutzerfreundliche, interaktive Karten wandelt der Bezirk Wissenschaft in verwertbare Informationen um. Hausbesitzer verwenden diese Karten, um bessere Entscheidungen zum Schutz ihres Eigentums zu treffen. Gemeinden benötigen Informationen für den Umgang mit Überschwemmungsgebieten, Feuchtgebieten, Wasserressourcen und Katastrophen. Modelle veranschaulichen die potenziellen Auswirkungen vorgeschlagener Pumpeinrichtungen auf benachbarte Wasserbenutzer. Gutachter für Umweltgenehmigungen nutzen die Karte der Überschwemmungsgebiete bei Genehmigungsprozessen bezüglich Oberflächenwasser als Referenz. Die Mitarbeiter verwenden intelligente Karten bei ihren Aufgaben im Zusammenhang mit Wassernutzungs- und Brunnenbaugenehmigungen.

Durch die Integration von Technologie von Esri in andere Kernsysteme entwarfen die IT-Mitarbeiter ein Online-Genehmigungssystem, das Datenmanagement, Dokumentmanagement und automatisierte Workflows umfasst. Gutachter für Genehmigungen finden einen großen Teil der benötigten Informationen über das interne Online-Datenportal des Bezirks. Als Gateway ermöglicht das Portal den Mitarbeitern den Zugriff auf geographische Informationen.

Jahr für Jahr meldet das National Flood Insurance Program Florida als den Bundesstaat mit den meisten Hochwasserschadensfällen. Als technischer Partner der Katastrophenschutzbehörde FEMA (Federal Emergency Management Agency) stellt der Bezirk aktuelle digitale Hochwasserkarten bereit, die in die ebenfalls mit Technologie von Esri erstellte GIS-Plattform der FEMA integriert sind. Außerdem arbeitet der Bezirk mit lokalen Ingenieuren und Behörden zusammen, um die Versicherungsbeitragskarten auf dem aktuellen Stand zu halten.

Alle, die die neuesten Informationen zum Überschwemmungsrisiko benötigen, können diese auf einer benutzerfreundlichen interaktiven Online-Karte sehen. Versicherungsunternehmen verwenden die Überschwemmungsdaten, um Hausbesitzern bei der Einschätzung des Risikos zu helfen und Prämien für Hochwasserversicherungen zu berechnen. Finanzmanager nutzen die Überschwemmungsrisikokarte zum Anzeigen von Bereichen, in denen Hausbesitzer gesetzlich verpflichtet sind, eine Hochwasserversicherung abzuschließen. Diese geographischen Informationen helfen Banken und Kreditgebern, Kreditnehmer zu schützen und Kredite zu verwalten.

Die Landverwaltung spielt eine Rolle beim effektiven Hochwassermanagement und bei der Wasserqualität. Der Bezirk besitzt und verwaltet über 120.000 Hektar öffentliches Land, das Überschwemmungsschutz bietet oder die Wasserqualität verbessert. Die für den Landerwerb zuständige Gruppe des Bezirks verwendet GIS-Werkzeuge von Esri und Modelle zum Analysieren von Gebäudemerkmalen wie beispielsweise Vegetation, Hydrografie und Landbesitz, um sicherzustellen, dass für einen Kauf infrage kommendes Land die Erwerbskriterien des Bezirks erfüllt.

Auf dieser Karte werden erworbenes Land und zum Erwerb vorgeschlagenes Land angezeigt.

Im Lauf der Jahre hat Esri einen Mehrwert für die Landverwaltung, den Erwerb und das Überschussmanagement des Bezirks geschaffen. Beispielsweise haben Landverwalter Anfang der 1990er Jahre und wieder Anfang der 2000er Jahre mithilfe von Eignungsmodellen Landflächen identifiziert, die den Schutzanforderungen für Wasserressourcen entsprachen. Diese Modelle dienten als Grundlage für die Entwicklung eines mehrjährigen Erwerbsplanes.

Zurzeit verwendet die Landverwaltungsbehörde die Plattform zum Überwachen der Wiederherstellung von Lebensräumen, zum Planen kontrollierter Brände und zum Ausführen anderer routinemäßiger Landverwaltungsaufgaben. Landverwalter kartieren Ressourceninformationen und zeigen an, wo Tore ersetzt, Zäune repariert und Durchlassbrücken gebaut werden sollten. Sie nutzen intelligente Karten als Referenz beim Pachten von Land für die Holzernte, für die nicht-kommerzielle Jagd und für die Viehhaltung.

Der Bezirk erwirbt Land oft in Form eines Pakets und verkauft dann die Landflächen, die er nicht benötigt. So kauft der Bezirk zum Beispiel eine Fläche von 1.000 Hektar, die 975 Hektar unberührtes Feuchtgebiet und 25 Hektar stark geschädigte Landflächen (z. B. Flächen für Landwirtschaft, Städtebau, Bergbau) enthält. Landverwalter führen ein GIS-Modell aus, um festzustellen, ob die 25 Hektar wiederhergestellt werden können oder ob das Land im Hinblick auf den Umweltschutz wertvoll genug ist, um es zu behalten. Wenn dies nicht der Fall ist, verkauft der Bezirk diese Hektar als Überschusseigentum und kann den Erlös für den Erwerb von als Wasserressource wertvollerem Land nutzen.

Esri hilft Wasserbezirken im ganzen Land, ihre täglichen Abläufe zu verbessern und intelligente zukunftsrelevante Entscheidungen zu treffen.