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--- eolab:openhype:german:sec_1 [2023/01/21 11:37] – [NRW-Förderprojekt OpenHyPE: OpenHygrisC Datenverarbeitung für die Lehre] rolf.becker
+++ eolab:openhype:german:sec_1 [2023/01/21 14:51] (current) – [0. Zusammenfassung] rolf.becker
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 ~~NOTOC~~
-====== OpenHyPE: OpenHygrisC Datenverarbeitung für die Lehre  ======
+====== OpenHyPE: OpenHygrisC-Datenverarbeitung für die Lehre  ======
   * **NRW-Förderprojekt**
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   * Laufzeit: 15.12.2021 - 30.06.2023
+**:!: [[..:start|ENGLISH VERSION]]**
+===== 0. Zusammenfassung =====
-===== 1. Zusammenfassung =====
+Das **[[https://www.lanuv.nrw.de/|Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV)]]** des Landes **Nordrhein-Westfalen (NRW)** stellt umfangreiche quantitative und qualitative **[[https://www.lanuv.nrw.de/umwelt/wasser/grundwasser/grundwasserstand/grundwasserdaten-online|Grundwassermessdaten]]** zur Verfügung. Damit wird ein Beitrag zur Erfüllung der **[[https://environment.ec.europa.eu/topics/water/water-framework-directive_en|Europäischen Wasserrahmenrichtlinie]]** sowie der **[[https://inspire.ec.europa.eu/inspire-directive/2|EU INSPIRE-Richtlinie]]** für eine offene interoperable Geodateninfrastruktur geleistet.
-Das [[https://www.lanuv.nrw.de/|Landesamt für Natur-, Umwelt- und Verbraucherschutz (LANUV)]] des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen (NRW) stellt umfangreiche [[https://www.lanuv.nrw.de/umwelt/wasser/grundwasser/grundwasserstand/grundwasserdaten-online|Grundwassermessdaten]] bezüglich Menge und Qualität als offene Daten bereit. Die landeseigenen Internet-Datenplattformen ELWAS und HygrisC sind zwar optimiert, die Daten zu finden und herunterzuladen, aber sie sind nicht leicht zu bedienen und bieten selbst nur sehr einge-schränkte Analysemöglichkeiten der raum- und zeitbezogenen Daten. Deshalb sollen im Projekt OpenHyPE ein erster Grundstock praxisorientierter Lehrmaterialien entwickelt werden, die beschreiben, wie man selbst eine Geodatenbank – OpenHyPE DB genannt – aufbauen kann, die dann mit den unter dem Namen OpenHgrisC bereitgestellten offenen Grundwasserdaten gefüllt wird.
+NRW betreibt ein eigenes wasserbezogenes Datenportal **[[https://www.elwasweb.nrw.de/|ELWAS-WEB]]**, das auch die Grundwasserdatenbank **[[https://www.elwasweb.nrw.de/elwas-hygrisc/src/gwmessstelle.php|HygrisC]]** bereitstellt. ELWAS und HygrisC sind nicht einfach zu bedienen und bieten der Öffentlichkeit nur begrenzte Möglichkeiten zur explorativen Datenanalyse.
-Die OpenHyPE DB basiert auf ProstgreSQL/PostGIS und bildet das Zentrum eines Systems zur Analyse und Darstellung von Umweltdaten. Es wird beschrieben, wie das geographische Informationssystem QGIS sowie die Programmiersprache Python genutzt werden können, um die Daten zu selektieren, zu analysieren und in Form von Karten oder Zeitreihen darzustellen. Alle verwendeten Software-Produkte sind „Free and Open Source Software“ (FOSS). Das offene Lehrmaterial wird als „Open Educational Resource“ (OER) veröffentlicht und richtet sich aufgrund des abgestuften Schwierigkeits-grads sowohl an Studierende als auch Schülerinnen und Schüler des Landes Nordrhein-Westfalen und darüber hinaus.
+/* Die landeseigenen Internet-Datenplattformen ELWAS und HygrisC sind zwar für das Auffinden und Herunterladen der Daten optimiert, aber sie sind nicht einfach zu bedienen und bieten auch nur sehr begrenzte Analysemöglichkeiten für die räumlichen und zeitlichen Daten. */
-Die initiale Anschubfinanzierung des OpenHyPE-Projekts soll dazu genutzt werden, den wertvollen Umweltdatenbestand des Landes bei jungen Menschen bekannter zu machen und durch die Verbindung von Umweltwissenschaften mit Informatik einen Beitrag zur interdisziplinären MINT-Förderung allgemein sowie zur Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) im Besonderen zu leisten.
-===== 1.1 Einführung / Problembeschreibung =====
+NRW veröffentlicht jedoch einen Großteil seiner Grundwasserdaten als **offenes Datenarchiv** namens **[[https://www.opengeodata.nrw.de/produkte/umwelt_klima/wasser/grundwasser/hygrisc/|OpenHygrisC]]**, das mehrere Datentabellen im **csv-Format** enthält. Insbesondere die Messdatentabelle ist **"Big Data"**, denn sie enthält alle Zeitreihen mit **mehr als 3,6 Millionen Einzelmessungen** (Tabellenzeilen). Diese große Tabelle sowie die Tabelle mit den räumlichen Koordinaten der Grundwassermessstellen erfordern den Einsatz eines **räumlichen objektrelationalen Datenbankmanagementsystems (Spatial ODBRMS)** und ein umfangreiches **Data Engineering** vor dem Einfügen in die Datenbank.
+Das Ziel des **OpenHyPE-Projekts** ist es, eine erste Reihe von **Open Educational Resources (OER)** (freie Lehrmaterialien) zu entwickeln, um den Aufbau, die Befüllung und die Nutzung einer **räumlich-zeitlichen Datenbank** mit den OpenHygrisC-Daten zu trainieren. Aufgrund des **abgestuften Schwierigkeitsgrades** richtet sich das Projekt an **Schülerinnen und Schüler** von **weiterführenden Schulen** sowie **Hochschulen** im Land Nordrhein-Westfalen und darüber hinaus.
+Alle verwendeten Softwareprodukte sind **Free and Open Source Software (FOSS)**. Die Datenbank, die wir **OpenHyPE DB** nennen, basiert auf **[[https://www.postgresql.org/|PostgreSQL]] / [[https://postgis.net/|PostGIS]]** und bildet das Zentrum des Systems zur Analyse und Präsentation von Umweltdaten. Die Lehrmaterialien demonstrieren, wie das geographische Informationssystem **[[https://qgis.org/de/site/|QGIS]]** sowie **Python-Programme** in der **[[https://jupyter.org/|JupyterLab-Entwicklungsumgebung]]** mit der OpenHyPE DB zusammenarbeiten, um die Daten in Form von zeitabhängigen Karten oder Zeitreihen auszuwählen, zu analysieren und darzustellen. Wir verwenden Python und Jupyter aus der **[[https://www.anaconda.com/products/distribution|Anaconda Distribution]]**.
+Die Anschubfinanzierung für das OpenHyPE-Projekt dient dazu, die **wertvolle öffentliche Umweltdatensammlung des Landes NRW** bei jungen Menschen bekannt zu machen sowie einen Beitrag zur **interdisziplinären MINT-Förderung** im Allgemeinen und zur **Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)** im Besonderen durch die **Verknüpfung von Umweltwissenschaften und Informatik** zu leisten.
+===== 1. Einleitung =====
+==== 1.1 Problembeschreibung ====
 Das Land Nordrhein-Westfalen (NRW) betreibt über das LANUV umfassende und professionelle Messnetze zur Erfassung von Umweltdaten. Im Rahmen von [[https://open.nrw/|Open.NRW]] und angetrieben durch die [[https://inspire.ec.europa.eu/|INSPIRE-Direktive]] der Europäischen Union sowie weitere Direktiven wie zum Beispiel die EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) werden vom Land NRW umfangreiche Daten-Produkte offen zugänglich und frei nutzbar auf verschiedenen Plattformen zur Verfügung gestellt (Free and Open Data).
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-===== 1.2 Projektziele =====
+==== 1.2 Projektziele ====
 Folgende Komponenten sollen realisiert werden: