Erarbeitung eines neuen Datenstrukturmodells zur Realisierung der Funktionen des alten BEFU-Modells in einer neuen web-basierten Modellversion

Das vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie entwickelte Programm BEFU dient zur Düngebedarfsermittlung für die wichtigsten Fruchtarten einschließlich Feldgemüse im Ackerbau und auf dem Grünland sowie zur Durchführung von Nährstoffvergleichen unter sächsischen Bedingungen.

Zentrale Maßnahme zur Umsetzung der EG-WRRL in Sachsen im Bereich Landwirtschaft ist die Minimierung von N- & PSM-Austrägen in Grund- & Oberflächenwasserkörper in prioritären Gebieten nach WRRL. Eine entscheidende Maßnahme ist die Erhöhung der N-Effizienz durch eine präzise N-Düngungsempfehlung als Entscheidungshilfe für Landwirte. Grundlage hierfür ist ein gesamtbetriebliches Nährstoffmanagement, bei dem alle Systemebenen – Teilschlag, Schlag, Fruchtfolge, Betrieb – in die Betrachtung eingebunden sind. Die erprobten und bisher breit angewendeten Beratungsinstrumente müssen dafür methodisch korrekt verknüpft werden. Dies gilt insbesondere für das in Sachsen eingesetzte computergestützte Düngeempfehlungsprogramm BEFU. IT-technisch entspricht das BEFU-Programm nicht den heutigen Möglichkeiten der Informationstechnik, was die im Hinblick auf die Umsetzung der EG-WRRL dringend erforderliche Optimierung der N-Düngungsempfehlung einschränkt.

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Abb. 1: Demokomponente mit einem Spinnendiagramm oben und einer Bewertungsfunktion unten

In diesem Projekt wurde von der HSWT für BEFU ein neues Datenstrukturmodell zur Realisierung der BEFU-Funktionen in einer web-basierten Modellversion erarbeitet, unter Einbezug der Möglichkeit der Anlage von Schnittstellen zum Humushaushalt und zur Erosion. Dabei lag der Fokus vor allem auf der Datenstruktur, der Programmlogik und den GUI-Elementen. Die Ergebnisse bildeten die Basis für die Entwicklung eines Prototyps einer Web Applikation. Diese enthält grundlegende Funktionen wie z. B. eine Benutzerverwaltung, bestimmte Demos für Visualisierungen von Daten und eine Basisimplementierung für die Humusbilanzierung nach VDLUFA.

Ergebnisse

1. Erfassung des Ist-Zustands von BEFU, basierend auf MS-Access mit VBA-Code
2. Erfassung der Benutzergruppen und deren Zugriffsrechte: abweichend vom bisherigen System sind zusätzliche Benutzergruppen (z. B. Beratung, Wissenschaft) vorzusehen. Eine Liste mit den zugehörigen Zugriffsrechten wurde erarbeitet.
3. Prototyp Web-Applikation: ein Prototyp auf der Basis neuester IT-Technologie (z. B. Spring, Vaadin, Geotools, usw.) wurde implementiert, der eine geschichtete Web-Architektur enthält und verschiedene GUI-Komponenten.
4. Es wurde ein neues integriertes Datenmodell (Farmmodell und Mastermodell) für Stammdaten und Betriebsdaten eines landwirtschaftlichen Betriebes erstellt.

Mit der Realisierung des Softwareprototypen Heron konnte gezeigt werden, welche Technologien verwendet werden können, um eine BEFU Web Applikation zu realisieren. Es ist möglich, die Datenstrukturen und Funktionen von BEFU auf eine neue Technologiebasis zu transferieren. Durch den Wechsel von einer Desktop Applikation für Einzelanwender zu einer Web Applikation, also Mehrbenutzerumgebung, ergeben sich neue Anforderungen. So sind z. B. die Daten nicht mehr auf den Computersystemen der einzelnen Nutzer hinterlegt, sondern werden auf einem zentralen Serversystem gespeichert. Dadurch wird ein explizites Benutzer- und Rechtemanagementsystem notwendig, um die Daten der Benutzer vor unerlaubten Zugriffen zu schützen.
Neben den zu transferierenden Strukturen und Funktionen wurden in den Prototypen weitere Elemente integriert, welche später für einen erweiterten Funktionsumfang genutzt werden können. Dazu gehört die Darstellung eines Stoffkreislaufes, Diagrammdarstellungen und eine sehr rudimentäre Darstellung von ortsbezogenen Daten (GIS).

Projektleitung

Prof. Dr. Frank Leßke (Koordination)
T +49 8161 71-5780
frank.lesske [at]hswt.de Mail

Projektbearbeitung

Dipl. Ing. (FH) Marco Luthardt

Projektdauer

01.01.2016 - 29.04.2016

Projektpartner