Ubersicht uber die Funktionen von

AquaZIS

Messdatenmanagementsystem

fur die Wasserwirtschaft

Aachen, Mai 2017

aqua planIngenieurgesellschaft fur Problemlosungen in Hydrologie und Umweltschutz mbH

Amyastr. 126, 52066 Aachen – Tel.: 0241 40070-0, Fax: 0241 40070-99Geschaftsfuhrer: Dipl.-Ing. Gerhard Langstadtler

Amtsgericht Aachen HRB 5290Bankverbindung: Sparkasse Aachen, IBAN: DE74 3905 0000 0015 0099 05, BIC:

AACSDE33E-Mail: post@aquaplan.de · http://www.aquaplan.de

Inhaltsverzeichnis

1 Kurze Einleitung 1

2 Grundprinzipien fur den Umgang mit AquaZIS 22.1 Karte und Achsenkreuze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.2 Weitergabe von Informationen an die Unterprogramme . . . . 22.3 Belegung der Maustasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.4 Optionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.5 Das

”Gedachtnis“ von AquaZIS . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3 Die Funktionen der Hauptoberflache 43.1 Menuleiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3 Basiswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.3.1 Schnellabfrage (mittlere Maustaste) . . . . . . . . . . . 63.3.2 Vorauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.3.3 Bearbeitungszeitraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3.4 Selektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3.5 Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.6 Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.4 Statuszeile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Fachspezifische Funktionen von AquaZIS 184.1 Stammdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2 Datentausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.3 Einzelwerterfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.4 Zeitreihenfolgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.5 Visualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.6 Bearbeitungsstufen von Zeitreihen . . . . . . . . . . . . . . . . 214.7 Prufung und Rekonstruktion von Niederschlagen . . . . . . . . 234.8 Prufen und Korrigieren kontinuierlicher Zeitreihen . . . . . . . 244.9 Kurven erstellen und bearbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.10 Berechnung von Abfluss aus Wasserstand . . . . . . . . . . . . 294.11 Kellerhohenverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.12 Isolinien (Gleichenplane) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.13 Niederschlagsjahrlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.14 Schwellenwertereignisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.15 Korrelations- und Doppelsummenanalyse . . . . . . . . . . . . 354.16 Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.16.1 Sachgebiet Oberflachenhydrologie (Hydrometrie) . . . . 364.16.2 Sachgebiet Niederschlag . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.17 Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5 Uber uns... 53

I

1 Kurze Einleitung

AquaZIS ist das Messdatenmanagementsystem fur alle Sachgebiete derHydrologie, Wasserwirtschaft und Stadtentwasserung. Daten aus den Be-reichen Niederschlag, Radarniederschlag, Hydrometrie, Grundwasser, Ent-wasserungssysteme und Klima werden uber ein Programmsystem bearbei-tet.

AquaZIS vereint Daten aus unterschiedlichsten Messgeraten verschiedensterHersteller und stellt Auswertungen und Ergebnisse fur Simulationswerkzeugesowie geografische Informationssysteme bereit.

Durch seine Skalierbarkeit ist es als Verwaltungs- und Auswertesystem sowohlfur Kommunen, Stadte, Verbande und unabhangige Betreiber von Messstel-len als auch fur eine gutachterliche Tatigkeit in beratenden Ingenieurburoseinsetzbar.

Mit AquaZIS konnen Sie beliebige Messwerte in unterschiedlichen Qua-litatsstufen redundanzfrei speichern. So lassen sich Zeitreihen, wie beispiels-weise Originaldaten sowie korrigierte, kalibrierte und synchronisierte Daten,gezielt ablegen bzw. bearbeiten und reproduzieren. Eine Freigabefunktionermoglicht es Ihnen, ungeprufte Rohdaten zu sperren sowie Daten zur allge-meinen Verwendung freizugeben.

Ein besonderes Merkmal der aqua plan-Programmsysteme ist, dass sie dieMessstellen des Beobachtungsgebietes zusammen mit anderen geografischenLayern in einer Karte anzeigen. Damit werden die raumlichen Zusam-menhange deutlich. Die Darstellung von zeitlichen Auswertungen erfolgtdurch Achsenkreuze. Beide Elemente lassen sich grafisch-interaktiv bedie-nen. So bewegen Sie sich sehr schnell und sicher im Raum (der Karte) und inder Zeit (den Achsenkreuzen) und konnen alle Arbeitsgange visuell verfolgen.Eine Online-Hilfe, mit der die Bedienungselemente hinterlegt sind, un-terstutzt Sie bei jedem Arbeitsschritt.

Bei der Navigation und Informationsabfrage stehen die Messstellen im Vor-dergrund. Den Messstellen werden Zeitreihen zugeordnet. Zeitreihen sinddurch ihre Attribute eindeutig definiert und daher klassifiziert abfragbar.

Zum Bearbeiten und Auswerten von Zeitreihen existieren zahlreiche Metho-den, wie z. B. Erstellen von Abflusskurven, Berechnen der Etawerte, Abfluss-berechnung etc. Samtliche Arbeitsschritte, Prufungen und Ergebnisse lassensich als Reports ausgeben.

AquaZIS ermoglicht es mehreren Benutzern, gleichzeitig zu arbeiten. DieDaten befinden sich in einem zentralen Datenpool, der uber ein LAN (LocalArea Network) mit allen Arbeitsplatzen verbunden ist. Uber eine Benutzer-verwaltung mit Login konnen fachlich orientierte Zugriffsrechte von einemAdministrator vergeben werden.

1

In dieser Einstiegsdokumentation mochten wir Ihnen die Grundprinzipienfur den Umgang mit AquaZIS (↪→ Kap. 2), die Funktionen der ZentralenBenutzeroberflache (↪→ Kap. 3) sowie einige der fachspezifischen Funktionen(↪→ Kap. 4) vorstellen.

2 Grundprinzipien fur den Umgang mit AquaZIS

In den folgenden Abschnitten erfahren Sie Grundsatzliches zum Messdaten-managementsystem AquaZIS. Zu den zentralen Elementen Karte und Ach-senkreuz lesen Sie Kapitel 2.1, wie Sie Ihre Arbeit vereinfachen, indem SieVoreinstellungen machen, erfahren Sie in Kapitel 2.2 und die Belegung derMaustasten fur den Umgang mit der Karte und den Achsenkreuzen wird inKapitel 2.3 angesprochen. Wie Sie das Erscheinungsbild und die dargebote-nen Funktionen der einzelnen Oberflachen von AquaZIS auf Ihre speziellenBedurfnisse und Arbeitsweisen anpassen, ist in den Kapiteln 2.4 und 2.5beschrieben.

2.1 Karte und Achsenkreuze

Zentrale Elemente von AquaZIS sind die Landkarte auf der Hauptoberflacheund die Achsenkreuze, in denen Zeit- und Realreihen dargestellt werden.Die Karte gibt Ihnen einen Uberblick uber die Lage der Messstellen undermoglicht Ihnen, Messstellen fur die weitere Bearbeitung vorherzubestim-men.Zeitliche Auswertungen werden in interaktiven Achsenkreuzen dargestellt.Achsenkreuze begegnen Ihnen immer wieder im Programm, sei es in derVisualisierung (↪→ Abb. 20), mit der Sie sich schnell und einfach Ganglinienansehen konnen, oder auch in den verschiedenen Bearbeitungsoberflachen(Import, Ganglinieneditor, Statistiken etc., ↪→ Kap. 4). Beliebige Zeitreihenlassen sich gemeinsam in einem Achsenkreuz oder in einzelnen ubereinanderliegenden Achsenkreuzen darstellen. Alle Grafiken sind zoom- und scrollbar.

2.2 Weitergabe von Informationen an die Unterprogramme

In allen aqua plan-Programmsystemen haben Sie die Moglichkeit, auf derHauptoberflache Voreinstellungen zu machen, die an die Unterfunktionenweitergegeben werden.So konnen Sie hier die zu bearbeitende(n) Messstelle(n) vorbestimmen (

”se-

lektieren“), Attribute vorwahlen und den Bearbeitungszeitraum festlegen.Wie Sie dabei vorgehen, erfahren Sie in den Kapiteln 3.3.2, 3.3.3 und 3.3.4.

2

HINWEIS:Diese Vorauswahl ist kein

”Muss“, auch die Unterprogramme bie-

ten die entsprechenden Eingabemoglichkeiten.Wenn Sie jedoch verschiedene Auswertungen zu einer Messstelleoder Messstellengruppe vornehmen, ist es eine Arbeitserleichte-rung, weil Sie diese Standardeinstellungen nur einmal machenmussen.

2.3 Belegung der Maustasten

Fur den Umgang mit der Karte und den Achsenkreuzen gibt es spezielleMaustastenbelegungen. So konnen Sie beispielsweise mit Hilfe des Mausra-des in Karte und Achsenkreuzen zoomen und durch Ziehen mit der mittlerenMaustaste scrollen. Daruber hinaus lassen sich per Mausklick einzelne Sta-tionen selektieren oder – mit Hilfe eines Rubberbands (↪→ Abb. 1) – zoomenoder Messstellen auch flachenweise selektieren und deselektieren. Ein Klickmit der mittleren Maustaste ermoglicht das Abfragen verschienster Informa-tionen zu Messstellen und Kartenelementen.

Abbildung 1: Rubberband, aufgezogen mit der Maus

3

2.4 Optionen

Es gibt immer wieder Funktionen in AquaZIS, die von einzelnen Bearbeiternunterschiedlich haufig oder moglicherweise auch gar nicht benotigt werden.Diese sind als Optionen durch Rahmen oder Trennlinien zusammengefasstund konnen mit

√in der rechten oberen Ecke auf Wunsch hinzu- bzw. aus-

geschaltet werden. Dadurch konnen Sie einzelne Oberflachen so gestalten, wieSie sie benotigen. Diese Einstellungen werden fur jeden Benutzer individuellgespeichert (↪→ Kap. 2.5).

HINWEIS:Gestaltungsmoglichkeiten der Hauptoberflache bieten die System-einstellungen (↪→ ausfuhrliche Dokumentation).

2.5 Das”

Gedachtnis“ von AquaZIS

Beim ordnungsgemaßen Verlassen einer Oberflache (uber X oder Ende )bleiben die wichtigsten Einstellungen bis zum nachsten Aufruf erhalten. Diesgilt beispielsweise fur

• den dargestellten Kartenausschnitt,

• die Fensterposition und -große,

• das An- und Abschalten von Optionen (↪→ Kap. 2.4),

• gewahlte Listeneintrage und

• Alternativwahlen.

Das Speichern dieser Einstellungen erfolgt benutzerspezifisch. So zeigt Aqua-ZIS jedem einzelnen Anwender das ihm gewohnte

”Gesicht“.

3 Die Funktionen der Hauptoberflache

Nach dem Aufruf von AquaZIS gelangen Sie auf die zentrale Benutzero-berflache (↪→ Abb. 2). Sie ist die Basis, uber die Sie die einzelnen Arbeits-schritte in Gang setzen.

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Abbildung 2: Zentrale Benutzeroberflache von AquaZIS

3.1 Menuleiste

Uber die Menus im oberen Bereich rufen Sie die Unterfunktionen von Aqua-ZIS auf. Diese sind in der ausfuhrlichen Dokumentation genau erklart.

Die Anzahl der angebotenen Menus und Unterfunktionen wird uber die Zu-griffsrechte im Benutzerprofil begrenzt und kann uber die Systemeinstellun-gen (↪→ ausfuhrliche Dokumentation) beliebig gesteuert werden.

Abbildung 3: Menuleiste auf der Hauptoberflache von AquaZIS

3.2 Karte

Die Karte in AquaZIS hat drei wesentliche Funktionen:

1. Sie gibt einen Uberblick uber die Lage der Messstellen und ihreraumlichen Bezuge.

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2. Durch Selektion lassen sich einzelne Stationen fur die weitere Bearbei-tung vormerken (↪→ Kap. 3.3.4).

3. Mit Hilfe der Maus konnen Schnellabfragen zu Messstellen und Kar-tenelementen gemacht werden (↪→ Kap. 3.3.1).

Bei Bedarf kann die Karte geschlossen werden (Menu 5 Datei → Karteschließen). Dies konnte z. B. an reinen Einzelwerterfassungs-Arbeitsplatzengewunscht sein.

3.3 Basiswerkzeuge

Die Funktionen zur Schnellabfrage, zum Navigieren und fur die Voreinstel-lungen sind die Basiswerkzeuge von AquaZIS. Mit ihnen verschaffen Sie sichschnell einen Uberblick uber Zeitreihen- und Stammdateninformationen, sieunterstutzen Sie beim Zoomen und Scrollen in der Karte und geben Ihnendie Moglichkeit, den Bearbeitungszeitraum, das Sachgebiet sowie einzelneMessstellen fur die weitere Bearbeitung vorzubestimmen (↪→ Kap. 2.2). Siebefinden sich im linken Bereich der Hauptoberflache und sind als Optionen ineinzelne Funktionsbereiche eingeteilt und durch Rahmen zusammengefasst.Weil nicht jeder Bearbeiter alle Funktionen gleichermaßen nutzt, kann jedereinzelne Funktionsbereich uber die Systemeinstellungen auf Wunsch hinzu-bzw. ausgeschaltet werden.

Wie Sie mit den einzelnen Basiswerkzeugen umgehen, erfahren Sie in denfolgenden Kapiteln 3.3.1 bis 3.3.6.

3.3.1 Schnellabfrage (mittlere Maustaste)

Uber die Stationen in der Karte konnen Sie direkt Informationen zur Zeitrei-henverfugbarkeit, zu den Stammdaten, zu Messwerten und zur Karte aufru-fen.Dazu wahlen Sie als erstes in der Auswahlliste ZR-Kurz 5 (↪→ Abb.5) das Programm zur Schnellabfrage. Klicken Sie dann mit der mittlerenMaustaste das Messstellensymbol einer Station in der Karte oder ggf. einKartenelement an, wird das gewahlte Programm ausgefuhrt.

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Die Auswahlliste ist in vier Bereiche gegliedert:

1. InfosAlle Informationen werden uber die Infozeile oberhalb der Karte aus-gegeben.

2. ListenAlle Informationen werden uber ein Tabellenfenster (↪→ Abb. 6) aus-gegeben. Diese Informationen sind etwas ausfuhrlicher als diejenigenunter Infos. Der Inhalt der Tabellen lasst sich mit DBF-Export alsdbf-Tabellenrelation exportieren.

3. ModuleMit Betatigen der mittleren Maustaste rufen Sie die entsprechende Un-terfunktion von AquaZIS mit Vorbelegung der angeklickten Messstelleauf (ein Beispiel ↪→ Abb. 7).

4. KarteDie Darstellung einzelner Messstellen in der Karte wird geandert.

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Abbildung 4: Basiswerkzeuge auf der Hauptoberflache

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Abbildung 5: Auswahlliste Schnellabfrage

Abbildung 6: Beispiel einer Schnellabfrage (Listen): Min, Mittel, Max,Summe

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Abbildung 7: Beispiel einer Schnellabfrage (Module): Stationsbilder

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3.3.2 Vorauswahl

Abbildung 8: Rahmen Vorauswahl mit Kurzinfo uber die gewahltenSachgebiete

Sachgebiet Im Rahmen Vorauswahl konnen Sie die gesamte weitere Bear-beitung auf ein oder mehrere Sachgebiet(e) beschranken. Ist beispielsweise

20,Hydrometrie 5 gewahlt, werden in der Karte und in allen Mess-stellenlisten nur Stationen des Pegelwesens angezeigt. Auch im Attributfilter(s. u.) wird nur noch das gewahlte Sachgebiet angezeigt.

Messstellenart Uber eine weitere Liste lasst sich die Messstellenart fur dieweitere Bearbeitung festlegen.

Abbildung 9: Rahmen Vorauswahl: Messstellenart

Attributfilter In der aqua plan-Zeitreihenverwaltung werden dieZeitreihen nach ihren Attributen abgelegt und angesprochen. Mit demAttributfilter (↪→ Abb. 10) haben Sie die Moglichkeit, die Zeitreihenattribu-te in der gewunschten Weise vorzuwahlen. Beim Aufruf von Unterfunktionen

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sucht das System dann fur gewahlte Stationen die entsprechendenverfugbaren Zeitreihen.

Abbildung 10: Attributfilter

HINWEIS:Uber ihre Identifikationsattribute ist eine Zeitreihe in AquaZISeindeutig definiert.

Sperrbereiche ausblenden Mit dem Kastchen√

Gesperrte Zeitbereiche aus-

blenden werden alle werden alle gesperrten Ganglinienteilstucke versteckt. DieAnwahl des Kastchens empfiehlt sich z. B. fur den Export, wenn gesperrteBereiche nicht mit exportiert werden sollen.

Hauptstationen und Hauptreihen Das Kastchen√Nur Hauptstationen und

Hauptreihen beschrankt die Auswahl aller Stationen und Reihen auf vorde-finierte Hauptstationen und Hauptreihen. Alle anderen werden vom Systemso behandelt, als wurden sie nicht existieren.

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3.3.3 Bearbeitungszeitraum

Den Bearbeitungszeitraum tragen Sie in die in Abbildung 11 dargestelltenEingabefelder ein. Er wird daraufhin in allen Unterfunktionen ubernommen.

Abbildung 11: Eingabe des Bearbeitungszeitraumes

Anstelle der Punkte konnen Sie bei der Zeiteingabe auch Kommas benutzen.Dies ermoglicht die bequeme Eingabe uber den Nummernblock der Tastatur.

3.3.4 Selektion

Mittels Selektion werden Messstellen, mit denen Sie arbeiten mochten,”vor-

gemerkt“. Dies erleichtert die weitere Bearbeitung dieser Stationen. Der Textund das Messstellensymbol werden daraufhin in der Karte in rot dargestellt(↪→ Abb. 12).

Auch beim Selektieren konnen Sie auf mehrere Arten vorgehen:

1. Selektieren mit der Maus→ linke Maustaste (entweder einzeln durch einfachen Mausklick aufdas Messstellensymbol oder flachenweise durch Aufziehen eines Rub-berbands)

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Abbildung 12: Selektierte und nicht selektierte Messstellen

2. Selektieren uber die Funktionen auf der Hauptoberflache→ Rahmen Selektion (↪→ Abb. 13)

Abbildung 13: Funktionen zum Selektieren

3. Selektieren uber Stammdatenfilter

4. Selektieren von definierten GruppenWerden Informationen bestimmter Stationen haufig zusammenbenotigt, ist es sinnvoll, diese Stationen zu einer Gruppe zusammenzu-fassen. Diese Selektionsgruppen lassen sich dann jederzeit einfach uberdie Hauptoberflache aufrufen (oder auch an vielen anderen Stellen alsZusammenstellung definierter Stationen benutzen).

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3.3.5 Navigation

Fur die Navigation in der Karte stehen Ihnen folgende Moglichkeiten zurVerfugung:

1. Zoomen mit der Maus→ rechte Maustaste (Rubberband)

2. Zoomen und Scrollen uber die Navigationsbuttons→ Rahmen Navigation (↪→ Abb. 14)

Abbildung 14: Funktionen zum Navigieren

3.3.6 Karte

Abbildung 15: Kartenfunktionen

Mit den Funktionen im Rahmen Karte konnen Sie

• vordefinierte ©• Personliche Messstellen anzeigen lassen

• die Kartenkontrolle aufrufen (sie dient dem Laden und Darstellen von

Layern und Szenerien)

• die Funktionen fur den Kartendruck aufrufen

• einen√

Rahmen mit den Gauß-Kruger-Koordinaten einblenden

• die aktuelle Position des Mauszeigers in der Karte (X- und Y-Koordinaten) anzeigen lassen

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3.4 Statuszeile

Die Statuszeile befindet sich im unteren Bereich der Hauptoberflache. Hierwerden Bearbeitungshinweise, Warnungen und Fehlermeldungen ausgegeben.

TIPP:Sollte einmal einer Ihrer Arbeitsschritte nicht das gewunschte Er-gebnis hervorbringen, schauen Sie als erstes auf die Statuszeile.Oft erhalten Sie hier die Informationen, die Sie weiterbringen.

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Abbildung 16: Ausdruck der Karte von AquaZIS

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4 Fachspezifische Funktionen von AquaZIS

In diesem Kapitel mochten wir Ihnen einige der Unterfunktionen von Aqua-ZIS exemplarisch vorstellen. Sie sollen lediglich einen Uberblick uber einigeder Moglichkeiten geben, die AquaZIS Ihnen bietet.

4.1 Stammdaten

Mit AquaZIS lassen sich Stammdaten ganz einfach erfassen, andern, loschenund durch Filterfunktionen selektieren sowie Informationen fur Auswertun-gen, Reports und Grafiken bereitstellen.Außerdem haben Sie die Moglichkeit, Stammdaten zu importieren und inzahlreiche Formate zu exportieren.

Abbildung 17: Benutzeroberflache Stammdaten

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4.2 Datentausch

Import:Die Importfunktion ermoglicht es Ihnen, Zeitreihen samtlicher Fremd- bzw.Austauschformate nach AquaZIS zu importieren, visuell und tabellarisch zukontrollieren und fehlende Attribute zu erganzen. Realisiert sind zur Zeit et-wa 100 Formate, die automatisch erkannt und ausgelesen werden. Das Systempruft selbststandig, ob der zu importierende Zeitbereich in der empfangen-den Zeitreihe schon vorhanden ist und warnt Sie bei Uberschneidungen. Vordem Import kann die im System vorhandene Reihe zusammen mit dem zuimportierenden Datensegment grafisch dargestellt werden.

Abbildung 18: Import

Export:Der Export von Zeitreihen ist u. a. in die Formate DVWK, ED, MD, SMU-SI, LWA-Flut, AQZ-ASCII, NASIM, UVF, DBF und CSV-Format moglich.

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Beim Export konnen Sie zeitliche Diskretisierung und Auswertung wahlen.So konnen z. B. beim Export aus einer kontinuierlichen Abflusszeitreihe dieFrachten fur Tage exportiert werden oder ein kontinuierlicher Wasserstandin die Einheit mNHN umgerechnet werden.

Vereinfachter Datentausch:Institutionen, die aquaplan-Programme verwenden, konnen Daten leicht un-tereinander austauschen. Dies wird durch ein binares Pack-Format realisiert,das die kompletten Informationen aller zu tauschenden Zeitreihen enthalt(Qualitaten, Texte) und gleichzeitig platzsparend, schnell und sicher ist.

4.3 Einzelwerterfassung

Neben den Importfunktionen steht Ihnen die Einzelwerterfassung (EWE) zurVerfugung, mit der Sie Intervall-, Momentan- und kontinuierliche Zeitreihentabellarisch erfassen und andern konnen. Mit Hilfe einer Prufgrafik konnensie Ihre Eingaben sofort kontrollieren. Dabei wird in der Grafik mit einemPfeil markiert, wo Sie sich gerade in der Tabelle befinden. Umgekehrt fuhrtein Mausklick in die Grafik zu einer Anzeige des entsprechenden Zeitpunktesin der Tabelle.

Es gibt zusatzliche EWE-Funktionen fur das Sachgebiet Grundwasser. DieAbstich-, Grundwasserstands-, Rohroberkanten- und Senkungsdaten erfassenSie uber eine speziell dafur vorgesehene Oberflache.

4.4 Zeitreihenfolgen

Mit AquaZIS lassen sich beliebige Abschnitte unterschiedlicher Zeitreihenmiteinander kombinieren. Diese Abschnitte konnen aus unterschiedlichenStationen stammen, die Attribute mussen nicht ubereinstimmen. Weil le-diglich die Definition der Folge abgelegt wird, ist eine redundanzfreie Spei-cherung gewahrleistet. Anderungen der Ausgangsreihen fließen automatischin die Zeitreihenfolge ein. Zeitreihenfolgen lassen sich in allen Anwendungenverwenden.

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Abbildung 19: Einzelwerterfassung mit Prufgrafik

4.5 Visualisierung

Das Visualisierungstool VisuQuick (↪→ Abb. 20) verschafft Ihnen schnell einenUberblick uber die zu bearbeitenden Reihen. Sie konnen mehrere Ganglinienauch unterschiedlicher Sachgebiete und Stationen in einem oder in mehrerenAchsenkreuzen darstellen. Die Anzahl der zu ladenden Achsenkreuze ist prak-tisch nicht begrenzt. VisuQuick verfugt uber zwei verschiedene Modi, einenStandard- und einen Expertenmodus. Der Standardmodus dient dazu, Visu-Quick als einfaches Visualisierungswerkzeug zu nutzen, der Expertenmodusverfugt uber zusatzliche Darstellungs-und Auswertefunktionen.

4.6 Bearbeitungsstufen von Zeitreihen

Die Bearbeitung von Zeitreihen erfolgt in Qualitatsschichten nach folgenderStruktur:

• 0 OriginalUrsprungszeitreihe (nicht mehr zu andern)

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Abbildung 20: Visualisierung: VisuQuick

• 1 BereinigtBeseitigung grober Fehler

• 2 KaliSynckalibriert/synchronisiert

• 3 Lucken gefulltBeseitigung von Ausfallzeiten

• 4 Korrigiertalle ubrigen Korrekturen

• 5 VeroffentlichtZeitbereich nicht mehr zu andern

Die Originalreihe bleibt stets unverandert. Hohere Bearbeitungsstufen wer-den redundanzfrei im System abgelegt, d. h. nur die Anderungen uberlagerndie niedrigere(n) Qualitat(en).Die korrekte Qualitatsstufe wird bei der Anderung automatisch vom Systemzugewiesen.

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4.7 Prufung und Rekonstruktion von Niederschlagen

Mit dem Ganglinieneditor fur den Niederschlag ermoglicht Ihnen AquaZIS,Lucken zu suchen, Abweichungen zwischen Messer- und Schreibersummenaufzuspuren, aufbereitete Niederschlage zu untersuchen sowie Starkregener-eignisse und andere Auffalligkeiten (z. B. Treppenlinien, Verstopfungen) be-sonders unter die Lupe zu nehmen. Direkt im Anschluss nehmen Sie dieentsprechenden Korrekturen bzw. Rekonstruktionen von Werten vor, indemSie z. B. Schreiber- an Messerdaten angleichen, Lucken fullen und Daten ausErsatzschreibern einfugen und angleichen.

Abbildung 21: Ganglinieneditor Niederschlag

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4.8 Prufen und Korrigieren kontinuierlicher Zeitreihen

Mit dem Ganglinieneditor fur alle Parameter konnen Sie fehlerhafte Gangli-nien korrigieren, synchronisieren und kalibrieren sowie uber lineare Regres-sionsrechnung den Zusammenhang zwischen kontinuierlichen Zeitreihen be-stimmen. Die nachsten beiden Abschnitte zeigen beispielhaft das Fullen vonLucken uber eine Vergleichsreihe sowie das Kalibrieren und Synchronisiereneiner Reihe.

Abbildung 22: Beispiele fur das Grafische Editieren

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Lucken mit Hilfe einer Vergleichsreihe fullen

Als Vergleichszeitreihen konnen Ganglinien anderer Messstellen oderUberlagerungen mehrerer Zeitreihen herangezogen werden. Die additiveUberlagerung von Abfluss lasst sich beispielsweise automatisch in Wasser-stand am bearbeiteten Pegel zuruckrechnen. So konnen Sie Ersatzreihenkonstruieren und in Beobachtungslucken einfugen. Dabei wird eine zeitlicheVerschiebung (Lag) berucksichtigt. Derartige Anderungen werden als

”rekon-

struiert“ kommentiert und konnen jederzeit ruckgangig gemacht werden.

Abbildung 23: Ganglinieneditor Hydrometrie (Regression mitVergleichsreihe)

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Kalibrieren und Synchronisieren

Uber den Ganglinieneditor konnen Sie fehlerhafte (Pegel-)Ganglinien kali-brieren (= an (Pegellatten-) Ablesung angleichen) und Zeitfehler in der Auf-zeichnung synchronisieren. Die eingetragenen Korrekturwerte konnen Sie je-derzeit abfragen, andern und loschen, da sie als unabhangige Werte in dieZeitreihenverwaltung aufgenommen werden.

Abbildung 24: Ganglinieneditor Hydrometrie (Synchronisieren undKalibrieren)

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4.9 Kurven erstellen und bearbeiten

Abflussmessungen, (Abfluss-)kurven und Veranderungswerte kannAquaZIS in einem W-Q-Diagramm gemeinsam visualisieren, bearbei-ten, berechnen, erfassen und grafisch bzw. tabellarisch drucken.Sie konnen diese u. a. aus Abfluss- bzw. Durchflussmessungen als Potenz-funktion oder Exponentialfunktion uber Regression berechnen oder ausden hydraulischen Randbedingungen nach Manning-Strickler, Poleni oderWeisbach konstruieren. Moglich ist auch eine Spline-Interpolation entlangvon Konstruktionspunkten sowie die Konstruktion aus Hilfsgroßen wie u. a.Fließgeschwindigkeit ∗ Fließquerschnitt, C ∗

√I und Profilbeiwert.

Zur Plausibilisierung lassen sich Abflussmessergebnisse und Verande-rungswerte zusammen mit den entsprechenden kontinuierlichen Zeitreihendarstellen.

Abbildung 25: Abflusskurveneditor mit Kurve nach Eta-Verfahren und Dar-stellung von Etawerten

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Abbildung 26: Abflusskurveneditor mit Kurve nach Stau-Verfahren undDarstellung von Kurvengultigkeiten und Veranderungswerten

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4.10 Berechnung von Abfluss aus Wasserstand

Diese Berechnung erfolgt an Pegeln, an denen Abflusskurven, Gultigkei-ten unterschiedlicher Abflusskurven und ggf. Veranderungswerte vorliegen.Veranderungswerte konnen nach dem Stauwerte- und dem Eta-Verfahren indie Abflussberechnung einfließen. Als zusatzliche Hilfe fur die manuelle Be-arbeitung der Veranderungswerte kann z. B. eine Krautwuchsreihe hinzuge-zogen werden.Fur die Produktion wird der Abfluss im Hintergrund immer automatisch neuberechnet, wenn sich an den Ausgangsdaten etwas andert.

Abbildung 27: Berechnung von Abfluss aus Wasserstand

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4.11 Kellerhohenverwaltung

Im Sachgebiet Grundwasser ermoglicht Ihnen AquaZIS Kellerhohen verbun-den mit Referenzmessstellen aus deren Umfeld zu verwalten. Mit dem zu-gehorigen Report konnen Sie die Ganglinien Kellerhohe, Grundwasserstandund Rohroberkante grafisch vergleichen.

Abbildung 28: Eingabe und Darstellung von Kellerhohen

4.12 Isolinien (Gleichenplane)

AquaZIS bietet die Moglichkeit, Gleichenplane fur unterschiedliche Parame-ter zu erstellen. So werden beispielsweise Linien gleicher Niederschlagshohe(Isohyeten) durch Interpolation der Niederschlagshohen benachbarter Sta-tionen erstellt (↪→ Abb. 29). Diese Flachenauswertung kann auch fur

”Ta-

ge ohne Niederschlage“, jahresweise zyklisch und fur Starkregenaussagendurchgefuhrt werden. Diese Auswertung ist auch fur Radarniederschlagsda-ten moglich. Auch aus Grundwasserdaten lassen sich Isolinien fur beliebi-ge Stationen und Zeitbereiche berechnen (↪→ Abb. 30). Als Auswertgroßenkonnen Sie die Parameter Grundwasserstand, Abstich, Senkung, Rohrober-kante, Gelandeoberkante oder Flurabstand wahlen.

Zur Berechnung konnen beliebige Messstellen, Zeitbereiche und Parameter

30

herangezogen werden.

Abbildung 29: Niederschlagsgleichen als Isoflachen dargestellt mit Bedieno-berflache

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Abbildung 30: Grundwassergleichen als Isolinien dargestellt

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4.13 Niederschlagsjahrlichkeit

Die Niederschlagsjahrlichkeit von Einzelereignissen lasst sich mit Hilfe einereinfach gestalteten Oberflache in Kombination mit VisuQuick berechnen.

Abbildung 31: Oberflache und Report zur Niederschlagsjahrlichkeit

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4.14 Schwellenwertereignisse

Alle Parameter konnen Sie auf die Uber- bzw. Unterschreitung eines Schwel-lenwertes grafisch interaktiv untersuchen. Falls gewunscht dokumentiertAquaZIS das Ergebnis grafisch und tabellarisch mit Auflistung aller Ereig-nisse, deren Dauern, Scheitelwerten mit Zeitpunktangabe, sowie der statisti-schen Auswertung.

Abbildung 32: Schwellenwertereignisse

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4.15 Korrelations- und Doppelsummenanalyse

Diese Untersuchung wird fur Auswertungen diskreter Zeitintervalle durch-gefuhrt, die direkt aus den kontinuierlichen Zeitreihen berechnet werden.Auswertungen konnen u. a. Mittelwerte oder Frachten sein. Beide Verfah-ren eignen sich besonders zur Plausibilitatsprufung sowie zur Ergrundungvon Zusammenhangen. Es ist auch moglich, Reihen zeitlich gegeneinanderzu verschieben (Lag) und Parameter anderer Sachgebiete gegenuberzustellen.Alle statistischen Parameter und die Regressionsgleichungen lassen sich zu-sammen mit der Grafik als Report ausgeben.

Abbildung 33: Korrelationsanalyse

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4.16 Statistik

AquaZIS verfugt uber die Werkzeuge zur Erstellung verschiedener Statistikenaus den Sachgebieten Hydrometrie und Niederschlag.

4.16.1 Sachgebiet Oberflachenhydrologie (Hydrometrie)

In das System eingebettet stehen fur Sie zur interaktiven Anwendung einevollstandige Hochwasserscheitelstatistik, eine Abflussfullenstatistik und eineNiedrigwasseranalyse fur Niedrigwasserabfluss, Unterschreitung und Abfluss-defizit bereit.

Abbildung 34: Hochwasserscheitelstatistik

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Abbildung 35: Niedrigwasseranalyse

4.16.2 Sachgebiet Niederschlag

AquaZIS bietet die Moglichkeit, die komplette Starkregenanalyse nach DWA-A 531

”Starkregen in Abhangigkeit von Wiederkehrzeit und Dauer“ mit um-

fassender Dokumentation aller Zwischen- und Endergebnisse in Grafiken undTabellen zu erstellen. Die Dokumentation umfasst außerdem die das Ergeb-nis beeinflussenden Entscheidungspfade, wie z. B. Dauerstufenbereiche undAusgleichsverfahren der Parameter u und w.

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Abbildung 36: Starkregenanalyse

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4.17 Reports

Alle Auswertungen konnen Sie wahrend der Reporterstellung direkt aus kon-tinuierlichen Zeitreihen, aber auch - im Sachgebiet Hydrometrie - aus einerUberlagerung von Tagesmittelwerten und Monatsmaxima berechnen lassen.Im folgenden sind einige der moglichen Reports aufgelistet:

• Allgemeine Reports

– Zeitreihenubersicht mit grafischer Darstellung der Daten-verfugbarkeit,

– Luckenubersicht mit Ausweisung des Luckenanteils je Halbjahr,Jahr und Gesamtzeitraum,

– tabellarische Auflistung aller Lucken und gesperrten Bereiche un-ter Angabe von Anfang, Ende und Dauer,

– Auflistung der Folge von Bearbeitungsstufen (Qualitaten), Luckenund Vermerken,

– Ausgabe aller Vermerke einer Zeitreihe fur ein beliebiges Zeitin-tervall.

• Reports fur das Sachgebiet Niederschlag

– Korrelation zur Datenprufung zwischen Schreibersummen undMesser- oder Handauswertungssummen mit Auflistung der abwei-chenden Wertepaare,

– Vergleich eines Schreibers mit seinem Messer und Vergleichsschrei-bern,

– Monatsliste mit Auflistung vieler Stationen nebeneinander,

– Halbjahres- und Jahresblatt, mit Grafik der Tagessummenzeitrei-he und Summenlinie sowie tabellarischer Auflistung der Summen,

– Haupttabellen mit grafischer Darstellung,

– Vergleich der Werte eines gewahlten Wasserwirtschaftsjahres mitlangjahrigen Werten und

– Gewasserkundliche Beschreibung nach der Richtlinie fur die Auf-stellung des Deutschen Gewasserkundlichen Jahrbuchs: Lufttem-peratur und Niederschlagshohe.

• Reports fur das Sachgebiet Hydrometrie

– Monatsliste fur Minima, Summen/Frachten, Mittel und Maxima,

– Halbjahres- und Jahresblatt mit Grafik der kontinuierlichenZeitreihen, sowie Auswertungen nach Minima, Mittel, Maxima,Frachten, Frachtsummenlinien, Haufigkeiten und Dauerlinien,

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– Haupttabellen fur Minima, Summen/Frachten, Mittel oder Maxi-ma,

– Hauptwerte mit Ausgabe von Minima, Mittel- und Hochwasser-werten,

– Vergleich der Werte eines gewahlten Wasserwirtschaftsjahres mitlangjahrigen Werten sowie

– die folgenden Reports entsprechend der aktuellen Pegelvor-schrift und der Richtlinie fur die Aufstellung des DeutschenGewasserkundlichen Jahrbuchs:

∗ Hydrologischer Langsschnitt,

∗ Lufttemperaturen und Niederschlagshohen

∗ Jahrbuchseite mit 14 Monatsspalten, mit denen Sie Was-serwirtschaftsjahr und Kalenderjahr gemeinsam darstellenkonnen,

∗ Haupttabelle fur Wasserwirtschaftsjahr oder Kalenderjah-re mit gemeinsamer Darstellung der Niedrigsten, Mittlerenund Hochsten Wasserstande bzw. Abflusse sowie der 10-Jahresreihe,

∗ Monatsliste zur gemeinsamen Ausgabe von Wasserstand, Ab-fluss und Reduktion (Stau- bzw. Etawerte),

∗ Dauerlinie/Dauertabelle,

∗ Haupttabelle der Hochwasserstande/Hochwasserabflusse,

∗ Jahresliste der Wasserstande/Abflusse und

∗ Tagesmittel, Monatsmittel, Dauerlinien der Was-serstande/Abflusse.

• Reports fur das Sachgebiet Grundwasser

Aus der zentralen Benutzeroberflache von AquaZIS lassen sich direktfolgende Reports erstellen:

– Stammdaten in unterschiedlichen Ausgabevarianten,

– Messwerte in Listenform oder als ASCII-Datei,

– Zeitreihen der unterschiedlichen Parameter (Messstellen mitGrenzwert, Grundwasserstand, Abstich, Rohroberkante, Senkung,Gelandeoberkante, Flurabstand, Kellerhohe).

Auf den folgenden Seiten sind Beispiele fur einige der hier aufgefuhrten Re-ports abgebildet.

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Abbildung 37: Report Zeitreihenubersicht

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Abbildung 38: Report Qualitaten, Lucken, Vermerke

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Abbildung 39: Report Haupttabelle

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Abbildung 40: Report Jahresganglinie und Report Jahrbuch: Tag, Monat,Dauer

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Abbildung 41: Report Jahressummenlinie, Monatssummen

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Abbildung 42: Report Datenprufung mittels Korrelationsanalyse

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Abbildung 43: Report Monatsliste WQ

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Abbildung 44: Report Jahresblatt

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Abbildung 45: Report Jahrbuch 14 Monate (Abfluss)

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Abbildung 46: Report Lufttemperaturen und Niederschlagshohen

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Abbildung 47: Report Grundwasser: Einzelwerterfassung undKontrollreports

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Abbildung 48: Report Grundwasser: Stammdatenreport als Erfassungsbelegnach NRW-LGD-Vorgabe

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5 Uber uns...

Mit dieser kurzen Ubersicht haben wir Ihnen einen kleinen Einblick in einenunserer Schwerpunkte in der Wasserwirtschaft gegeben.Durch die enge Verknupfung zwischen Ingenieurtatigkeit und Informatik sindwir in der Lage, Ihnen maßgeschneiderte Losungen fur alle Aufgabenberei-che zu liefern. Fur die verschiedensten Gebiete der Hydrologie halten wirpassende Softwarelosungen bereit:

– AquaZIS das Messdatenmanagementsystem fur alle Sachgebiete

– AutoImporter das Modul zum automatischen Import und Export vonZeitreihen

– AutoExporter und AutoReporter zum automatischen Exportieren undAusgeben von Zeitreihendaten

Bei der Entwicklung unserer Messdatenmanagementsysteme ist uns eine engeZusammenarbeit mit unseren Kunden sehr wichtig. Dadurch ist es moglich,individuelle Losungen zu finden und bestehende Systeme kontinuierlich demBedarf anzupassen.

Neben unseren Programmsystemen bieten wir:

– Echtzeit-Monitoring– Hochwasserwarnsysteme– Messstellenbetreuung und Digitalisierung– Datenprufung und -aufbereitung– Grundlagenermittlung fur die Stadtentwasserung– Betriebsdatenauswertung– Erstellung hydrologischer Gutachten– Internationales Consulting

Fragen? Anregungen? Wir unterstutzen Sie gern.

http://www.aquaplan.de

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