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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Übersicht zum Projekt

Zusammenfassung
Der Gewässerschutz als wichtiges Teilgebiet wasserwirtschaftlicher Tätigkeiten umfaßt eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Maßnahmen. Seine Aufgaben reichen von der Erhaltung der Gewässer und ihrer umgebenden Landschaften zur Bewahrung der natürlichen Gewässerfunktionen über die schrittweise Verbesserung von Qualitätsmerkmalen bis hin zur Sicherung verschiedener und häufig konkurrierender Nutzungen durch den Menschen (s. Abb. 1.1). Vor allem gehört hierzu die zuverlässige Überwachung der Gewässer und ihrer Umgebung sowie die Verhinderung oder zumindest Minimierung von Schäden. Häufige Schadensursachen sind eine zu starke Wasserentnahme oder die Verunreinigung des Wassers aus kommunalen, gewerblichen, industriellen und landwirtschaftlichen Quellen.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

2. Stand der Forschung und Technik

Zusammenfassung
In Abschnitt 1.1 wurden die Begriffe “Wissensbasis”, “Wissensbasierte Systeme”, “Expertensysteme” und “Prozedurale Systeme” bereits für das Verständnis des anschließenden Textes festgelegt und näher erläutert. Im folgenden Kapitel werden die Grundlagen der zugehörigen Computertechnologie, d.h. der “Wissensverarbeitung”, zusammenfassend beschrieben. Anschließend folgt eine kurze Darstellung der allgemeinen Architektur und Funktionsweise wissensbasierter Systeme sowie ein Vergleich grundsätzlich verschiedener Einsatzmöglichkeiten dieser Computerwerkzeuge. Die Kenntnis der in Abschnitt 2.1 und 2.2 erläuterten Fachterminologie wird im nachfolgenden Text vorausgesetzt und ist insbesondere für das Verständnis der Kapitel 7 und 8 zwingend erforderlich. Abschnitt 2.3 liefert schließlich, geordnet nach Anwendungsfeldern, einen Überblick über bisher aus der Literatur bekannte WBS-Anwendungen im umweltbezogenen bzw. wasserwirtschaftlichen Einsatzbereich.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

3. Systemanalyse

Zusammenfassung
Das gewünschte Ergebnis der Systemanalyse bestand in der Entwicklung eines taxonomischen Rahmens wasserwirtschaftlicher Begriffe, d.h. einer systematischen Ordnung der Begriffe in übergeordnete Kategorien. Damit einhergehend sollte eine Festlegung der Begriffsinhalte sowie der Bezüge zwischen den Begriffen erfolgen.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

4. Bedarfsanalyse

Zusammenfassung
Für die Durchführung der Bedarfsanalyse wurden zwei unterschiedliche Methoden eingesetzt: In einer breit angelegten Umfrage wurden ca. 2000 Fragebögen verschickt, zusätzlich fanden 30 ausgedehnte und z.T. wiederholte Interviews mit für Gewässerschutzaufgaben zuständigen Vertretern der Behörden, Wasserverbände, Ingenieur- und Industriefirmen statt. Dank einer erstaunlich hohen Rücksendequote (>15%) konnte durch die Fragebogenaktion ein guter Überblick über eingesetzte DV-Techniken und die Einschätzung der Einsatzpotentiale wissensbasierter Techniken durch Anwender in einem größeren Kreis von Vertretern des wasserwirtschaftlichen Arbeitsfeldes erlangt werden. Die Interviews lieferten wesentlich tiefgreifendere Informationen und zeigten, daß unter potentiellen Anwendern wissensbasierter Systeme großes Interesse an dieser Technologie existiert. Jeweils für die Umfrage und die Interviews werden nachfolgend zunächst die hierbei eingesetzten Methoden und Werkzeuge kurz beschrieben, bevor im Anschluß daran einige Ergebnisse der Bedarfsanalyse vorgestellt werden.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

5. Einsatzszenarien

Zusammenfassung
Als Ergebnis der Interviews wurden mehr als 30 Einsatzszenarien identifiziert, wobei hierfür die Antworten zu den Fragenkomplexen 3 und 5 der Protokollbögen ausgewertet wurden. Mehr als die Hälfte der Einsatzszenarien wurden in mehr als einem Interview und von verschiedenen Interviewpartnern unter z.T unterschiedlichen Aspekten formuliert (Obereinstimmungen in bis zu 6 verschiedenen Interviews). Szenarien zum gleichen Themenbereich, jedoch leicht verschiedenen Einzelaspekten wurden hier zusammengefaßt (evtl. mehrere WBS-Komponenten bzw. Wissensbasen für unterschiedliche Teilaufgaben). In der Übersichtstabelle 5.2 sind alle im Verlauf der Interviews identifizierten WBS-Einsatzszenarien zusammengestellt und kurz beschrieben, wobei hier eine Selektion oder Ordnung nach Erfolgsaussicht und Machbarkeit noch nicht durchgeführt wurde (Tab. 5.2).
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

6. Auswahl von Pilot-Anwendungen

Zusammenfassung
In Kapitel 5 wurden zunächst alle Einsatzszenarien, die sich in den Interviews mit potentiellen Anwendern durch die Diskussion des Innovationsbedarfs einzelner Arbeits- und Problemgebiete abzeichneten, gegenübergestellt und kurz beschrieben, ohne eine umfassende und detaillierte Beurteilung der Einsatzmöglichkeiten und Erfolgschancen durchzuführen. Im vorliegenden Kapitel werden zuerst die Kriterien für eine solche Beurteilung in Form eines Fragen- und Stichwortkatalogs dargestellt. Anschließend wird die Auswahl dreier inhaltlich zusammenhängender Pilot-Anwendungen kurz begründet, wobei zu diesen Pilot-Anwendungen weitere Erläuterungen aufgeführt werden.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

7. Sollkonzept

Zusammenfassung
Aus den in den vorstehenden Kapiteln dargestellten Ergebnissen der Bedarfsanalysen (Anwenderbefragung, Interviews, Einsatzszenarien) ergeben sich eine Reihe von unterschiedlichen Anforderungen an Gewässerschutz-Expertensysteme. In diesem Kapitel werden diese Anforderungen unter methodischen Gesichtspunkten systematisch zusammengestellt und ein grobes Systemkonzept abgeleitet, das diesen Anforderungen gerecht werden kann.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

8. Machbarkeitsanalyse

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird dargestellt, mit welchen Methoden, Techniken und Werkzeugen das vorbeschriebene, aus den Anforderungen der Anwender abgeleitete WIGIS-Systemkonzept realisiert werden könnte.
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

9. Zusammenfassung

Zusammenfassung
Das Ziel der in den vorangegangene Kapiteln beschriebenen Untersuchungen bestand darin, speziell im Arbeitsfeld “Gewässerschutz” Einsatzbereiche für die sinnvolle Integration wissensbasierter Systeme (WBS) und Systemkomponenten in die wasserwirtschaftliche Planungs- und Verwaltungspraxis zu identifizieren. Hieraus sollten Empfehlungen für einen effizienten und praxisorientierten Forschungsverbund abgeleitet werden. Zum Arbeitsprogramm des Projekts gehörten eine systematische Bedarfs- und Machbarkeitsanalyse, die Entwicklung eines taxonomischen Rahmens zur Festlegung einheitlicher Fachbegriffe und die Erarbeitung eines computertechnischen Grundkonzepts, das die anwendungsspezifischen Anforderungen erfüllt, und weitestgehend auf marktverfügbaren Komponenten aufbaut. Das Zielkonzept einer für Anwendungen im Gewässerschutzbereich optimal ausgelegten Entwicklungsbasis und Entwicklungsumgebung für fach- und problembezogene WBS, die in ihrer begrifflichen Struktur kompatibel, ausbaufähig und verknüpfbar sind, wird direkt zu Beginn des Berichts dargestellt (Kap. 1).
Uwe Arnold, Dieter Bungers, Thomas Hemmann, Reinhard Honert, Ralf Otterpohl

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