Nachtrag zum 1. Workshop INSPIRE Testing der Datenspezifikation Geologie und Mineralische Rohstoffe

Aufbau des INSPIRE-Modells Mineralische Bodenschätze [Application schema Mineral Resources]

Allgemeines

Mineralische Bodenschätze werden als Thema des ANNEX III laut INSPIRE Direktive wie folgt definiert: Mineralische Bodenschätze umfassen Metallische Vorkommen (Erze), Industrieminerale und sonstige Rohstoffe, gegeben falls mit Angaben zur Ausdehnung, sowie zur Tiefe und Mächtigkeit.
Folgende Referenzmaterialien wurden bei der Zusammenstellung der Datenspezifikation besonders berücksichtigt:

• Raw materials initiative (2008): [Communication 2008/699/EC] The raw materials initiative — Meeting our critical needs for growth and jobs in Europe {SEC(2008) 2741}. Communication COM(2008) 699
• The management of waste from extractive industries (Directive 2006/21):

[Regulation 2006/21/EC] DIRECTIVE 2006/21/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE
COUNCIL of 15 March 2006 on the management of waste from extractive industries and amending
Directive 2004/35/EC
sowie das Datenmodell der CGI EarthResourceML: for Mineral Resources (www.earthresourceml.org )
und GeoSciML: www.geosciml.org
Mineralische Bodenschätze stellen natürlich vorkommende Ablagerungen in der Erdkruste aus organischen oder anorganischen Substanzen, wie mineralische Brennstoffe, Erze und Industrielle Minerale dar. Wasser wird hier nicht berücksichtigt.
Metallische Erze sind Gesteine, die Metalle in solchen Mengen enthalten, dass sie wirtschaftlich abgebaut werden können. Obwohl mehr als 3.500 Mineral-Arten bekannt sind, gelten nur etwa 100 als Erzminerale.
Industrielle Minerale und Gesteine sind Materialien, die weder metallisch noch Brennstoffe sind, aber wegen ihrem wirtschaftlichen Nutzen abgebaut werden. Erze, mineralische Brennstoffe sowie Edelsteine gehören nicht zu dieser Gruppe. Im Wesentlichen sind es die Rohstoffe, die in vielen industriellen und landwirtschaftlichen Produkten, sowie bei der Bauwirtschaft benötigt werden.
Tiefen / Höhen-Angaben sind als eigenständige Information nur von begrenztem Interesse. Sie sollten mit Informationen über die Form des Rohstoffvorkommens (z. B. Gang, massive Ablagerung, Schicht, etc.) und ihrer Geometrie, insbesondere dem Einfallen des Körpers verknüpft werden. Die Tiefen / Höhen-Angaben können helfen, das Abbauverfahren zu definieren (z. B. Tagebau vs. Untertagebau) sowie die Abraummächtigkeit bei einem Tagebau zu bestimmen.

Die wichtigsten Objektarten in der INSPIRE Datenspezifikation für Mineralische Bodenschätze sind Mineral Occurrence (Rohstoffvorkommen), Commodity (Erzeugnis, z.B. Cu, Au), Mine (Mine) und Product (Produkt), Mining Waste (Abraum, Abfall), Exploration activity (Explorationsaktivität) und Mining activity (Bergbautätigkeit).
Zwei Applikationsschemen stehen hier zur Verfügung:
Zum einen das Core Model, dieses bezieht sich auf die oben genannten Objektarten und zum anderen das erweiterte Extension Model, dieses entspricht hauptsächlich den Anforderungen der Raw Materials Initiative und der Mining Waste Directive.
Das Extension Model bietet zusätzliche Attribute für die Beschreibung der Bodenschätze um die oben genannten Richtlinien zu erfüllen. Hierzu gehören Halden und Größenangaben zum Abraum (z.B. MiningWaste , MiningWasteMeasure sowie WasteType, Material, Processing type, Storage type, Waste measures, Environmental Impact).
Produkte (Products) und der zu fördernde Rohstoff (MinedMaterial), sowie ihre Zusammensetzung (Composition) werden über: EarthMaterial (GeoSciML) beschrieben.

Application schema Mineral Resources (Core)

Die Klassen EarthResource und MiningFeature bilden die zentralen Einheiten des Applikationsschemas. EarthResource beschreibt den natürlichen Rohstoff mit potentiellem wirtschaftlichem Wert, MiningFeature ist als Prozessbeschreibung von EarthResource anzusehen.
Das MineralResources Datenmodell benötigt das INSPIRE Geology Datenmodell für die Beschreibung der geologischen Komponenten. Die Anbindung erfolgt über GeoSciML GeologicFeature.
In der Datenspezifikation MineralResources sind die Abbildungen des Core Model aufgrund der besseren Lesbarkeit aufgeteilt in MineralResourcesCore_EarthResource und MineralResourcesCore_Mining. In diesem Dokument, wie in der EnterpriceArchitect UML Datei ist das Gesamtmodell abgebildet.

Abbildung 1: gesamtes MineralResourcesCore Modell
Der FeatureType EarthResource als SubType des GeologicFeature beschreibt beobachtbare und abgeleitete Merkmale, die für eine ökonomische Klassifikation erforderlich sind.
EarthResource hat sieben Attributtypen, alle sind mit 0..*/0..1 als optional gekennzeichnet:

• sourceReference: als Quellenangabe;
• dimension: Beschreibt die Größe/das Volumen dieser Einheit;
• expression: Beschreibung ob diese Einheit an der Oberfläche oder unter einer Gesteinsbedeckung existiert, CGI Vokabular;
• form: Definiert die Beziehung des Erzkörpers zu dessen Gesteinsumgebung (Intrusiv, Ganggestein, etc.), CGI Vokabular;
• linearOrientation: Erfasst die lineare Ausrichtung, CGI Vokabular;
• planarOrientation: Erfasst die planare Ausrichtung, CGI Vokabular;
• shape: Die typische geometrische Form der EarthResource (z.B. Linsen, Röhrenartig, unregelmäßige, etc.).

MineralOccurrence beschreibt die EarthResource als ein mineralisches Vorkommen näher. Beispiele Lagerstätte, Erzlager, Feld-, Distrikt-Adern, mineralisierte Zonen, etc.. Zwei Merkmale sind hier vorhanden:

• endusePotential: End-Nutzungspotential, z.B. als Dünger, Baumaterial, Energie (Widerspruch zur Einleitung);
• type: Erfasst den Typ des mineralischen Vorkommens, z.B. Erkundung, Vorkommen, Lagerstätte, Erzlager, Feld, Ader.

Commodity beschreibt als Sub-Typ von EarthResources das wirtschaftlich interessante Material.

• Commodity: das Erzeugnis, z.B. Cu, Au, …;
• commodityImportance: Definiert die wirtschaftliche Relevanz, eine subjektive Klassifikation (hoch, gering, …);
• commodityRank: gibt den Rang als Reihenfolge der Produkte dieser EarthResource aus.

CommodityMeasure ist ein Maß für die Menge des Erzeugnisses, welches auf Berechnung einer Reserve, Ressourcen oder „endowment" beruht. Eine Untergruppe von Commodity mit drei Merkmalen als Zahlenangaben (optional).

• commodityAmount: Menge des Erzeugnisses;
• cutOffGrade: …;
• grade: Where OreMeasure is Resource or Reserve;

OreMeasure ist ebenfalls ein Schätzmaß für den Erzgehalt.

• calculationMethod: beschreibt die Methode der Berechnung. Vokabular verwenden, z.B. aus JORC, Unspecified, UNESCO/World Bank and the Canadian CIM, eine Pflichtangabe;
• date: Datum der Berechnung, eine Pflichtangabe;
• proposedExtractionMethod: vorgeschlagene Extraktionsmethode, optionale Angabe;
• sourceReference: Referenzangabe der berechneten Werte;
• Dimension: Dimension des Körpers, welcher zur Berechnung genutzt worden ist;
• Ore: Menge des Erzes.

MineralDepositModel: Systematisch geordnete Informationen zur Beschreibung der wesentlichen Eigenschaften einer Klasse von Mineralvorkommen. Kann empirisch (beschreibend) oder theoretisch (genetisch?) erfolgen.

• mineralDepositGroup: Eine Gruppierung von Lagerstätten, die durch generische Merkmale definiert wird z. B. Wirtsgestein, Wirtsstrukturen, Rohstoffe mit ähnlichen mineralischen Genesen z.B. porphyrisch. Regionale, nationale und universale Listen z. B. Cox und Singer 1986;
• mineralDepositType: Art des Rohstoffvorkommens oder der Lagerstätte. Im Allgemeinen ein lokaler oder regionaler Begriff. Sollte für die Definitionen und Beschreibungen referenziert werden. Einzelablagerungen können als Mitglied einer Mineral Deposit Gruppe in lokale und regionale Schemata abgebildet werden.

Über die Beziehung explorationHistory kann, wenn Erkundungsarbeiten stattfanden, die ExplorationActivity der Earthresource beschrieben werden. Der FeatureType ExplorationActivity ist als chronologische Auflistung der durchgeführten Untersuchungen definiert, um bessere Aussagen zum Potential einer Lagerstätte zu erlangen.

• activityDuration: Dauer der Exploration, Pflichtfeld;
• activityType: Art der Exploration (z. B. geologische Kartierungen, Bohrungen, geophysikalische, geochemische Messungen, etc.) , Pflichtfeld;
• explorationResult: Ergebnis der Exploration, Pflichtfeld.

Die Abbauaktivität von einem Rohstoff wird mit der Beziehung von EarthResource über MiningActivity zu MiningFeature, die zweite zentrale Einheit, hergestellt. Hier wird sozusagen das Bergbaugeschehen beschrieben. In der Datenspezifikation Mineral Resources ist das Modell in der Figure 3 getrennt abgebildet. Bedingung: Wenn MiningFeature beschrieben wird dann muss EarthResource ebenfalls definiert werden! Andersherum besteht die Notwendigkeit nicht.
MiningFeature als abstrakte Klasse stellt eine konzeptionelle Funktion dar, die kohärent in der Welt existiert könnte. Diese abstrakte Klasse entspricht einer "Mine" oder der "MiningActivity", welche lokalisierbar und identifizierbar ist und Funktionen in Zeit und / oder Raum darstellen.
Die Untergruppen von MiningFeature werden durch die FeatureTypes MiningActivity und Mine gekennzeichnet.
Mine wird definiert als a) Untertagebergbau für die Gewinnung mineralischer Rohstoffe, im Gegensatz zur oberflächennahen Gewinnung, wie Steinbrüche. Der Begriff wird ebenfalls verwendet für verschiedene Tagebautypen. b) Das Gebiet oder das Grundstück auf welchem die Rohstoffe abgebaut werden, sozusagen ein Abbaufeld.

• mineName: Name der Mine;
• status: Operationelle Status (Pflege, Wartung, bevorstehende Freigabe, kontinuierlicher Betrieb);
• sourceReference: Erlaubt das zitieren von Plänen;
• startDate: Startdatum der Mine;
• endDate: Datum der Einstellung der Minenaktivität.

MiningActivity: beschreibt den Prozess der Gewinnung von metallischen oder nichtmetallischen Bodenschätzen aus der Erde. Der Begriff kann auch eine Vorbehandlung beinhalten, z.B. Reinigung oder Zerkleinern. Drei Pflichtfelder plus eine optionale Angabe müssen gesetzt werden:

• activityDuration: Zeitintervall des Abbaus, Pflichtfeld;
• activityType: Die Art des Bergbaus (z. B. Tagebau, Untertagebergbau, …), der Verarbeitungsprozesse (z. B. Ore Processing) oder der Produktion. Mit Nutzung der Aktivität zur Unterscheidung zwischen der Gewinnung, den Verarbeitungsprozessen und der Produktion wird eine Unterscheidung zwischen „Erz abgebaut", „Erz behandelt" und „produziert" ermöglicht, Pflichtfeld;
• oreProcessed: Die Menge des abgebauten Erzes, optional;
• processingType: Die Art der Verarbeitung, die während der Bergbauaktivität durchgeführt wurde, Pflichtfeld.

MiningFeatureOccurrence stellt eine Verbindung zwischen der theoretischen Funktion (Beschreibungspaket) und der räumlichen Darstellung dar. Die MiningFeatureOccurrence definiert die Geometrie oder Lage und die Assoziation (Beziehung) zum MiningFeature.

• observationMethod: spezifiziert die Methode die zur Aufnahme verwendet wurde, z.B. Digitalisierung, GPS (Global Positioning System), veröffentlichte Karten, Bohrloch-Untersuchungen, Luftaufnahmen, Feldstudien;
• positionalAccuracy: z.B. präzise, ungefähr, schematisch, unbekannt, unbestimmt, 5 m, etc.;
• resolutionScale: noch ein vorläufiger Wert, der mit der Verwendung von gml 3.2 eingeführt werden sollte.