Ostseefischerei: Eine Bank für unsere Daten

Hintergrund und Zielsetzung

IT-Experten und Wissenschaftler des Instituts für Ostseefischerei entwickeln in Zusammenarbeit mit den beiden anderen Fischerei-Instituten im Thünen-Institut eine Datenbank, in der alle wissenschaftlichen Daten, die wir bei unserer Forschung zu Fischen und Fischbeständen erheben, an einer Stelle abgespeichert werden können.

Diese Datenbank ermöglicht es uns, auch übergreifende und komplexe Auswertungen schnell beantworten zu können. Wenn zum Beispiel jemand wissen möchte, ob sich das Auftreten einer Fischart in unseren Forschungsfängen während der letzten zehn Jahren verändert hat, können wir dieses durch eine Abfrage der Datenbank schnell beantworten. Außerdem können wir mit Hilfe der Datenbank die regelmäßige Weitergabe unserer Daten an internationale Datenbanken, wie jene des Internationalen Rates für Meeresforschung (ICES) automatisieren und somit vereinfachen.

Während unserer Forschungsarbeiten erheben wir sehr vielfältige Daten. Auf den Stationen der Forschungsreisen werden neben der geographischen Position, der Wassertiefe und Wetterdaten mit Hilfe hydrographischer Sonden auch Temperatur, Salzgehalt und Sauerstoffsättigung in verschiedenen Wassertiefen erfasst.

Für die Forschungsfänge verwenden wir je nach Untersuchung sehr unterschiedliche Netze, vom feinen Bongo-Netz zum Fang von Kleinstlebewesen und Fischlarven bis hin zu großen Grundschleppnetzen, deren Maschenweiten und weitere Parameter, die die Netze beschreiben, notiert werden müssen.

Sind die Fänge dann an Deck, werden Größe, Gewicht und Längenverteilungen der einzelnen Fische der verschiedenen Fischarten erfasst. Von vielen Einzelfischen werden außerdem neben vielen anderen Daten das Geschlecht und das Alter bestimmt.

Um aussagekräftige Analysen durchführen zu können, müssen diese Daten so miteinander verknüpft werden, dass alle diese Informationen in einen sinnvollen Zusammenhang gebracht werden können. Dafür ist eine komplizierte, relationale Datenbankstruktur notwendig.

Die an der Entwicklung beteiligten IT-Experten und Wissenschaftler stimmen sich eng ab, um einerseits alle Doppelarbeit zu vermeiden und vor allem um eine möglichst einheitliche Struktur der Tabellen und Datenbankfelder zu gewährleisten.

Vorgehensweise

In einem ersten Schritt haben wir eine Struktur für die Datenhaltung entwickelt, die es möglich macht, die am Institut bereits vorhandenen Daten zu speichern als auch bei Bedarf die Datenbank um weitere Tabellen, Spalten und Felder erweitern zu können. So können wir auch künftige Anforderungen an die Datenhaltung erfüllen, ohne jedes Mal eine neue Datenbank entwickeln zu müssen.

Um die Datenbankstruktur zu testen, wurden in  verschiedenen Entwicklungsstufen vorhandene Daten verschiedener Forschungsreisen in die Datenbank importiert.
Jede Datenbank ist nur dann wirklich gut, wenn die Wissenschaftler auch an die in ihr gespeicherten Daten wieder herankommen. Sie müssen die Daten so abrufen und exportieren können, dass sie sie für ihre Berechnungen und Analysen nutzen können. Daher bilden die Darstellung der Daten, die Entwicklung von Abfrageroutinen und die Exportfunktionen wichtige Bestandteile unserer Datenbank, die in engem Austausch mit den Wissenschaftlern entwickelt werden müssen.

In einem weiteren, besonders arbeitsintensiven Schritt, entwickeln und programmieren unsere IT-Experten die Eingabemasken und Webformulare, mit denen Daten direkt in die Datenbank eingegeben werden können.

Daten und Methoden

Als Datenbanksystem verwenden wir die objektrelationale Datenbank PostgreSQL zusammen mit der Erweiterung PostGIS, die geografische Objekte und Funktionen umfasst. Dieses Datenbanksystem ist besonders gut für die Verwaltung von Daten geeignet, die zusammen mit den geographischen Positionen, an denen die Daten erhoben wurden, gespeichert werden müssen. Ein weiterer Vorteil dieses DBMS ist die kostenlose Verfügbarkeit.

Vorläufige Ergebnisse

Seit Ende 2013 haben wir eine fertige Struktur für unsere Daten, die es uns ermöglicht, die am Institut für Ostseefischerei bereits vorhandenen Datensätze geordnet abspeichern zu können. Entsprechende Eingabemaske wurden programmiert, so dass ein Großteil der Surveydaten direkt in die Datenbank eingegeben werden können.