Zentrales Datenmanagement – Biodiversitäts-Exploratorien

Hintergrund

In den Teilprojekten der Biodiversitäts-Exploratorien (BE) werden jedes Jahr zahlreiche Daten erhoben, welche das breite Spektrum der untersuchten Fragestellungen widerspiegeln. Es ist wichtig, diese Daten zentral zu speichern, damit sie einfach und nachvollziehbar zwischen den Forschenden geteilt werden können.

Genauso wichtig ist es, dass diese Daten nicht verloren gehen und auch zukünftigen Generationen von Forschenden innerhalb der BE, aber auch anderen Projekten außerhalb zur Verfügung stehen. Für viele Fragen der Biodiversitätsforschung sind gerade lange Zeitreihen von großem Interesse.

Um dies sicherzustellen begleitet das Datenmanagementprojekt als eines der zentralen Infrastrukturprojekte die BE von Anfang an. Es hat seinen Sitz an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und ist die zentrale Kontaktstelle für alle Aspekte rund um das Forschungsdatenmanagement für alle BE Beteiligten, aber auch für andere Forschende und die interessierte Öffentlichkeit.

Ziele

Die oben beschriebenen Hauptziele mit Bezug zu Speicherung und Austausch der Forschungsdaten erreichen wir mit einer Webanwendung, welche BExIS heißt. Hierzu gibt es weitere Abschnitte mit Informationen.

Wir unterstützen die Forschenden beim Umgang mit BExIS und bei allen Fragen des Datenmanagements. Wir bieten Hilfe beim Hochladen der Daten in BExIS an und stellen eine hohe Datenqualität sicher (Datenkuration). Dies betrifft die Daten selber und die dazugehörigen Informationen. Nicht zuletzt beraten und unterstützen wir die Forschenden bei der Veröffentlichung der Daten.

Neben der Unterstützung bei den Forschungsdaten fördern wir den Austausch von wichtigen Dokumenten und Publikationen im Gesamtprojekt und bieten Softwaretools zur Abfrage von Basisdaten, wie z.B. Klimadaten an. Des Weiteren stellen wir in BExIS den Forschenden wichtige Informationen und Tools zur Planung und Durchführung der Feldarbeiten zur Verfügung. Diese Aspekte sind in der folgenden Abbildung dargestellt bzw. im Abschnitt „Funktionalitäten von BExIS “ detaillierter erklärt.

Abbildung: Das Schaubild zeigt die Aufgaben des zentralen Daten-Managements der Biodiversitäts-Exploratorien. Es gibt drei Aufgabenbereiche: erstens „Daten-Management“, zweitens „weitere Plattformfunktionen“ und drittens „Helpdesk und Support“. „Daten-Management“ umfasst seinerseits drei Aufgabenbereiche: erstens „alle Datensätze“, zweitens „projekt-interne Datensätze“ und drittens „öffentlich zugängliche Datensätze“. „Weitere Plattformfunktionen“ umfasst zwei Aufgabenbereiche: erstens „Feldarbeit“ und zweitens „Projekt-Unterstützung“. „Helpdesk und Support“ umfasst drei Aufgabenbereiche: erstens „Verwendung von BExIS“, zweitens „Datenbehandlung“ und drittens „Server-Verwaltung und Wartung“. — Abb. 1: Allgemeiner Überblick der Aufgaben des Zentralen Datenmanagements.
**Das Datenmanagement** ist einer der Hauptaspekte des Projektes. Es umfasst verschiedene Anforderungen und Aufgaben mit Bezug auf die erst intern verfügbaren Datensätze und erweitert diese auf die anschließend öffentlich verfügbaren Datensätze. Die Umsetzung wird hauptsächlich durch Funktionalitäten von BExIS sichergestellt. Weitere Softwarelösungen stellen **Ressourcen und Funktionalitäten** zusätzlich zum Forschungsdatenmanagement bereit. Sie unterstützen die Koordination, verbessern die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und fördern die Zusammenarbeit. Diese sind als Module in BEXIS2 programmiert und erweitern das Datenmanagementsystem zu einem Informationssystem. Das dritte Aufgabenfeld ist die **Unterstützung** der BE Mitglieder bei der Nutzung von BExIS und allg. Datenfragen. Dies erhöht die Akzeptanz von Datenmanagementsystemen, erleichtert den Austausch qualitativ hochwertigen Daten und hilft bei der Mobilisierung von Daten.

BExIS

BExIS ist die Kurzform der englischen Bezeichnung unseres Informationssystems „Biodiversity Exploratories Information System“. Ursprünglich basierte dies auf einer im Projekt seit 2007 entwickelten und kontinuierlich erweiterten Software (BExIS, 1. Generation). Andere Forschungsprojekte zeigten ebenfalls Interesse an solch einer Anwendung. Da sich BExIS aber direkt auf die Ansprüche der BEs ausrichtete, wurde 2012 ein DFG Projekt unter Beteiligung unseres Teams initiiert. Das Ziel war es, ein modular aufgebautes und einfach an die Bedürfnisse unterschiedlicher Projekte anpassbares Datenmanagementsystem für ökologische Daten zu entwickeln.

Die neue Software erhielt den Namen BEXIS2 und ist eine frei verfügbare, serverbasierte Anwendung zur Verwaltung von Forschungsdaten. Es ist darauf ausgelegt, den gesamten Datenlebenszyklus zu unterstützen und stark konfigurierbar. So unterstützt es u.a. die Verwendung unterschiedlicher Metadatenschemas, den Zugriff auf die verschiedenen Versionen der Daten, die Vordefinition von Variablen, die Rechtevergabe mit einer integrierten Freigabeanforderung und Freigabeverwaltung für Datensätze, die Konfiguration der Suchmaske und die Vergabe von DOIs.

Bei Interesse an der Entwicklung der Plattform können die Webseiten von BExIS und BEXIS2 besucht werden.

Im Februar wechselten die BE zu der Software BEXIS2, wobei aber der Name BExIS weiterhin für das Informationssystem der BE steht. Da die Software BEXIS2 modular aufgebaut ist, erweiterten wir diese um eigene BE spezifische Funktionalitäten (siehe Abschnitt „Funktionalitäten von BExIS “) und stellen diese auch für andere Projekte, die BEXIS2 nutzen zur Verfügung.

Arbeitspakete 2020-2023

Für die aktuelle Phase wurden verschiedene Arbeitspakete beantragt, die den alltäglichen Betrieb der Forschungsdatenbank und allgemein das Datenmanagement garantieren. Die sichere Speicherung von qualitativ hochwertigen Daten in einem nachhaltigen Datenverwaltungssystem verlangen das Management der Forschungsdaten und eine Unterstützung der Nutzenden, eine Wartung der Technik und Software und auch die Weiterentwicklung von BEXIS2. Außerdem gehören Aufgaben mit Bezug zur Veröffentlichung der Datensätze dazu.

Daneben wurden auch einige neuere Aspekte mit aufgenommen. Zum einen sind nach dem Umzug zu BEXIS2 weitere notwendige Anpassungen an dem System notwendig. Der Zugriff auf die Daten im System soll durch eine Verbesserung der Suchmöglichkeiten und die Unterstützung weiterer Datenformate (raumbezogene Daten, Tondaten, genetische Daten) erzielt werden.

Ein weiteres Vorhaben ist die Entwicklung einer Umgebung zur Kuration der Datensätze in BEXIS2. Diese soll den Forschenden und den Mitgliedern des Teams des Datenmanagements erlauben, eine sehr hohe Datenqualität zu erreichen.

Ein zusätzlicher Punkt für potentielle Neuerung ist die Auslotung von softwarebezogenen Kommunikationsmöglichkeiten zum Erreichen von verschiedenen Akteuren aus nichtwissenschaftlichen Bereichen.

Funktionalitäten von BExIS

BEXIS2 liefert hauptsächlich Funktionen zum Umgang mit Daten oder zur Verwaltung der angemeldeten Personen. Ein Überblick (in Englisch) ist hier zu finden.

Zusätzlich entwickeln wir spezielle, auf die Ansprüche der BE maßgeschneiderte Funktionen (siehe Ziele). Da wir diese Module frei einstellbar programmieren, können sie auch von anderen Projekten genutzt werden. Hier gibt es einen Überblick dieser Komponenten:

Buchungssystem für eigene Ressourcen

Mit diesem System können eigene Ressourcen definiert und diese mittels eines Kalenders verwaltet werden. Wir nutzen dies, für die Buchung der Feldwohnungen in den einzelnen Regionen. Die Forschenden können Schlafplätze und vor Ort vorhandene Geräte und Werkzeuge reservieren. Des Weiteren ist ersichtlich, auf welchen Flächen Arbeiten geplant sind.

Upload von Dokumenten

Dieses Modul dient der Erstellung von Webseiten für die Dokumentenverwaltung in BEXIS2. Auf diesen Seiten lassen sich wichtige, projektübergreifende Dokumente anzeigen und zentral verwalten. Es ist einstellbar, wer die Seite und deren Dateien sehen kann, wer Dateien hochladen und auch wieder löschen kann.

Anmeldungssystem zu Veranstaltungen

Das System ermöglicht die Verwaltung von Anmeldungen für eigene Veranstaltungen. Details wie die benötigten Informationen für die Veranstaltungen und der Anmeldungszeitraum sind individuell einstellbar. Die Teilnehmer erhalten nach der Anmeldung eine E-Mail und können diese später noch anpassen.

Foto Galerie

Während eines Projektes entstehen viele Fotos bei Feldarbeiten und Veranstaltungen. Die Foto Galerie ist ein zentraler Ort diese Fotos zu speichern und anderen Forschenden zur Verfügung zu stellen. Die Fotos werden in einer Vorschau angezeigt und lassen sich mittels Schlagwörtern filtern. Man kann Fotos in einen Warenkorb legen, um sie anschließend zentral zu bestellen.

Grafische Verwaltung der Untersuchungsflächen

Mit diesem System lassen sich Karten der Untersuchungsflächen durch einfache grafische Formen, wie Kreise, Vierecke und Linien zeichnen. Diese Karten unterstützen die Forschenden bei der Planung der verschiedenen Untersuchungen. Außerdem dient es der Dokumentation aller bisherigen Untersuchungen.

Einbettung der Klimadaten

Die Klimadaten der BE werden in einer eigenen Datenbank verwaltet. Damit diese dennoch in BEXIS2 verfügbar sind, wurde ein extra Modul entwickelt.

Berechnung einer wichtigen Kenngröße der Landnutzung

Der sogenannte LUI (Landnutzungsindex – land use intensity index) ist eine Kenngröße, die die Bewirtschaftungsintensität von Grünland beschreibt. Die Berechnung basiert auf verschiedenen Kenngrößen der Gründlandbewirtschaftung. Mit Hilfe dieser Anwendung ist es den Forschenden möglich, den LUI gezielt für die aktuelle Fragestellung durch Auswahl betreffender Jahre und Flächen zu berechnen.