Zusammenfassung
Die Betrachtung von Kosten und Nutzen ist bei der Einführung eines geographischer Informationssysteme von herausragender Bedeutung. In diesem Beitrag werden allgemeine Nutzenaspekte bei der Einführung geographischer Informationssysteme vorgestellt. Dabei erfolgt eine Klassifizierung nach verschiedenen Nutzenkategorien (quantifizierbarer, operationeller, strategischer und externer Nutzen). Eine Vorgehensweise mit dem Ziel der monetären Bewertung dieser Nutzenaspekte wird vorgestellt und auf die Nutzenkategorien angewandt. Die Ergebnisse können den zu erwartenden Kosten gegenübergestellt werden, um so die Grundlage einer Entscheidung für die Systemeinführung zu schaffen.

Gliederung:


Summary: Benefits of geographical information systems

This paper describes different types of benefits which can be accrued by introducing geographic information systems. A methodology of assessing the benefits is applied to these different benefits in order to assign monetairy values to different information products. The results are introduced in a cost benefit model.


Avantages des Systèmes d’Information Geographique

Dans ce rapport sont décrits les aspects genéraux des bénéfices d’un Systè&me d’Information Geographique (SIG). Ces avantages sont classés en quattre catégories qui sont les bénéfices quantitatifs, opérationels, stratégiques et externes. Une méthode d’évaluation monétaires est présentée. Valeurs monétaires obtenues sont enfin comparée avec les co&ucirconflex;ts. Cela servira de base à la décision finale d’adopter ou non un SIG.


Einleitung

Verschiedene Autoren haben sich bereits mit den Phasen bei der Einführung geographischer Informationssysteme beschäftigt (z.B. [Guptill 1989, DVGW 1990, Antenucci 1991, Clarke 1991, Bill 1992]). Dabei erstrecken sich die Projektphasen von der Ist-Erhebung bis hin zum Systementscheid und zur Systemeinführung. Aufgrund des in der Regel hohen Investitionsbedarfs benötigen die Entscheidungsträger in Kommunen und Versorgungsbetrieben Kriterien zur Beurteilung dieser Investition. Daher ist die Betrachtung von Kosten und Nutzen bei der Einführung eines GIS von besonderer Bedeutung. Die klassische Investitionsrechnung allerdings ist für geographische Informationssysteme nur bedingt geeignet [Born 1992]. Häufig wird deshalb die Vorgehensweise gewählt, neben monetär bewerteten Nutzenaspekten auch durch nicht quantifizierte Nutzenerwägungen die Systembe- schaffung zu begründen [Knepper 1990].

Es kann jedoch auch ein anderes Vorgehensmodell gewählt werden [Smith 1992]. Dabei muss sich die Nutzenermittlung auf eine umfangreiche Befragung der einzelnen Ämter und Abteilungen stützen. Es wird versucht, auch bei monetär nur schwer bewertbaren Nutzenaspekten eine quantifizierende Aussage zu erhalten. Als Ergebnis der Nutzenerhebung liegen konkrete, auf den Aussagen der Fachämter basierende Zahlen vor. Der so monetär bewertete Nutzen wird den mit der GIS-Einführung verbundenen Kosten in einer Kosten-Nutzen-Analyse gegenübergestellt.

Gegenstand des vorliegenden Beitrags ist zunächst die Klassifizierung und Darstellung des bei der Einführung eines geographischen Informationssystems zu erwartenden Nutzen. Darauf aufbauend wird das Vorgehen bei der Nutzenerhebung beschrieben und einige Ergebnisse der Kosten- Nutzen-Analyse dokumentiert.

Nutzenkategorien

Die manuelle Erstellung umfangreicher Datensammlungen (graphische Daten und Sachdaten) hat in der öffentlichen Verwaltung und in den Unternehmen der Versorgungswirtschaft eine lange Tradition und große Bedeutung für die tägliche Arbeit. Dennoch können mit der Erstellung und Fortführung dieser Datensammlungen durch herkömmliche, manuelle Verfahren Nachteile verbunden sein [Fengler 1991], wie z.B.

  • hoher Personalaufwand,
  • begrenzte Lebensdauer der Informationsträger,
  • zunehmender Arbeitsumfang,
  • eingeschränkte Möglichkeiten der Fachdatenauswertung und Datenverknüpfung,
  • redundante Datenhaltung,
  • mangelnde Aktualität und Konsistenz,
  • mangelnde Flexibilität hinsichtlich Maßstab und Inhalt,
  • hoher Aufwand bei Informationssuche und Informationsaufbereitung,
  • hoher Aufwand bei Weiterleitung und Umformung der Information.

Daneben entstehen vermeidbare Kosten durch Mehrfacharbeiten und Lücken im Informationsfluss. Die Entwicklung zeigt, dass zunehmend DV-Verfahren in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, um einen effizienteren Zugriff auf die Daten zu erreichen. Die Informationsverarbeitung wird somit Basis und Teil der Unternehmensstrategie (vgl. [Martiny 1989]).

Die Einführung eines geographischen Informationssystems mit dem Ziel einer DV- gestützten gemeinsamen Führung von Graphik- und Sachdaten innerhalb eines einheit- lichen, räumlichen Bezugssystem stellt einen Schritt in diese Richtung dar und lässt ver- schiedene Nutzenaspekte erwarten. Eine differenzierte Nutzenbetrachtung ergibt sich durch eine Einteilung in die vier Nutzenkategorien

Weitere Differenzierungsmöglichkeiten sind die Unterteilung in direkte und indirekte Wirkungen oder primäre und sekundäre Wirkungen (vgl. [Born 1992]) oder monetär bewertbarer und nicht bewertbarer Nutzen [Knepper 1990]. Die Nutzenkategorien werden nachfolgend näher erläutert und durch Beispiele ergänzt.


Quantifizierbarer Nutzen

Ein quantifizierbarer Nutzen ergibt sich durch Einsparung in den Bereichen, in denen heute Kosten entstehen. Dies gilt insbesondere für die mögliche Reduzierung des Arbeitsaufwands durch Erhöhung der Produktivität [Fengler 1991, Antenucci 1991]. Eine Erhöhung der Produktivität kann im Rahmen der GIS-Einführung durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden:

  • Reduzierung des Arbeitsvolumens
  • Beispiel:

    • Statistische Auswertungen, z.B. Schadensstatistiken, laufen automatisiert ab.
    • Die Fortführung der analogen Flurkarte entfällt.
  • Eine Beschleunigung von Arbeitsabläufen
    ergibt sich durch die gemeinsame Führung von Graphik- und Sachdaten sowie durch die Möglichkeit, Detailzeichnungen und Skizzen in die Graphik zu integrieren. Das bisher häufig nötige „Zusammensuchen“ von Daten bei unterschiedlichen Stellen kann so reduziert werden.
  • Beispiel:

    • Die Erstellung von Lageplänen für Ausschusssitzungen oder Grundstücksverhandlungen wird erleichtert.

    • Eine Prüfung auf Grundstückserschließung kann künftzig zentral erfolgen.
    • Längsschnitte werden aus dem Datenbestand automatisch abgeleitet und müssen nicht gesondert erstellt werden.
  • Im Rahmen der Einführung der raumbezogenen Datenverarbeitung können Arbeitsabläufe überdacht und Veränderungen in der Ablauforganisation vor- genommen werden (z.B. Art und Anzahl der Arbeitsplätze, Arbeitszeitregelung, Zuständigkeiten).
  • Bei Einsatz eines leistungsfähigen GIS-Systems tritt eine Reduzierung des Aufwands für Planerstellung und -pflege ein. Der Personalaufwand für die Fortführung der graphischen Dokumentation verringert sich, auch wenn der Gesamtpersonaleinsatz durch die Einführung zusätzlicher Informationen und Auswertemöglichkeiten konstant bleibt oder sich erhöht [Knepper 1991]. Die Fortführung der graphischen Bestandsdokumentation kann beschleunigt erfolgen.
  • Beispiel:

    • Übersichtspläne werden aus der Bestandsdokumentation direkt abgeleitet. Mehrfache Fortführung entfällt.
  • Zusammenfassung von Informationssammlungen Durch Zusammenfassung (Aggregierung) von verschiedenen, zentral und dezentral geführten Datenbeständen im Rahmen der Datenmodellierung sowie entsprechende Organisation des Veränderungsdienstes kann der Personalaufwand insgesamt verringert werden. Neben dem Kapazitätsgewinn ist auch durch die Vermeidung einer redundanten Datenhaltung eine geringere Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Fortführung zu erwarten.
  • Beispiel:

    • Eine Fortführung der Flurkarte an mehreren Stellen aufgrund von Veränderungsnachweisen wird durch eine Übernahme von Dortführungsdaten des Vermessungamtes abgelöst.
    • Die in verschiedenen Ämtern (Gartenbauamt, Stadtplanungsamt) über Bäume geführten Informationen werden zu einem Baumkataster zusammengefasst.
  • Der Aufwand für die Informationsbeschaffung kann durch einen kontinuierlichen Datenfluss von der Aufnahme im Feld bis zur Bestandsplanerstellung mittels Einsatz selbst- registrierender Tachymeter reduziert werden.
  • Beispiel:

    • Neueinmessung von Leitungen; gleichzeitige Erfassung von Lage und Höhe.
  • Wegfall der regelmäßigen Planwerkserneuerung Manuell geführte Pläne unterliegen aufgrund Benutzung und Alter einem Verschleiss, der ein Neuzeichnen der Planunterlagen nötig macht. Bei Einsatz der graphischen Datenver- arbeitung besteht die Möglichkeit, Pläne bei Bedarf automatisiert neu zeichnen zu lassen.
  • Herstellung der Grundkarte Vielen Versorgungsunternehmen steht keine flächendeckende Grundkarte zur Verfügung, sondern sie kann sich aus einer Vielzahl von Inselplänen oder Katasterplänen unterschiedlichen Maßstabs und unterschiedlicher Größe zusammensetzen. Durch Einführung der graphischen Datenverarbeitung unter Nutzung automatisierter, geodätischer Transformationsverfahren kann die Erstellung einer flächendeckenden, homogenen Grundkarte begünstigt werden.
  • Digitale Bereitstellung von Information Die digitale Bereitstellung von Information kann gegenüber herkömmlichen Plänen auf Papier oder Folie je nach Umfang des bereitzustellen Datenmaterials eine Kosteneinsparung bedeuten [Webb 1994].



Operationeller Nutzen


Der operationelle Nutzen eines GIS liegt in einer wirkungsvollen Unterstützung der jeweiligen Organisationseinheit [Fengler 1991]. Er entspricht einer Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Organisation durch höheren Personaleinsatz. Für ein Amt betrifft dies die Erfüllung der Aufgaben gemäß Aufgabengliederungsplan, für ein Unternehmen der Ver- und Entsorgung sind Planung, Bau, Betrieb und Dokumentation aller Betriebsmittel von der GIS- Einführung betroffen. Die Komponenten des operationellen Nutzens sind weitgehend unabhängig vom ausgewählten System. Als mögliche Nutzenaspekte sind zu nennen:

  • Erhöhung der Qualität (Vollständigkeit, Lage- und Attributgenauigkeit),
  • Verbesserung der Aktualität,
  • Verknüpfung von Informationen,
  • beliebige Ausgabegrößen
  • rechtzeitige Bereitstellung von Information,
  • Benutzerfreundlichkeit,
  • Erstellung von Themaplänen (Sonderplänen), flexible Ausschnitts- und Maßstabs- wahl,
  • Netzberechnungen, Vermögensberechnung,
  • Sicherung Planwerk und Fachdaten,
  • Beschleunigung bei Auskunftserteilung.

Durch systeminterne Prüfungen bei Datenersterfassung und -fortführung, wie Zulässigkeit netzlogischer Verbindungen oder Wertebereiche von Attributen, wird eine Erhöhung der Qualität erreicht. Qualität und Aktualität der Information stellen jedoch keine absolute Größe dar, sondern sind von den Zielvorstellungen des einzelnen Amtes oder Werks abhängig. Ähnliches gilt für die rechtzeitige Bereitstellung von Information. Eine analoge Führung der Daten in Papierform bedingt großen Aufwand, der oftmals nicht zusätzlich erbracht werden kann, oder macht es gar unmöglich, kurzfristig benötigte Informationen, Auswertungen und Statistiken für Planungsvorhaben, Ausschusssitzungen oder Jahresberichte bereitzustellen (vgl. [Lother 1991, S. 387]).

Beispiel:

  • Informationen, Auswertungen und Statistiken für Bauausschuss, Verkehrsausschuss, Öffentlichkeitsarbeit.
  • Bestimmung von Kapazitätsauslastung und technischem Stand.
  • Bessere Lokalisierung von Fremdwassereinbrüchen durch Abflussberechnung für Einzelhaltungen und Vergleich mit gemessenen Abflusswerten.

Eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit ergibt sich u.a. aus folgenden Gründen:

  • Ein direkter, gezielter Zugriff auf die Daten kann in den verschiedenen Abteilungen mittels Terminal sowohl für Auskunftszwecke (z.B. über einen graphischen Auskunfts- arbeitsplatz) als auch für Fortführungszwecke (am graphisch-interaktiven Arbeitsplatz) erfolgen.
  • Die Daten werden in dem für den jeweiligen Vorgang erforderlichen Umfang zur Verfügung gestellt.
  • Die graphische Präsenation erfolgt einheitlich und orientiert sich an technischen Regeln und Normen. Eine Anpassung an die Fortschreibung von Planzeichen kann erfolgen.
  • Die Lesbarkeit und Verständlichkeit der Dokumentation wird erhöht, die Wahr- scheinlichkeit von Fehlinterpretationen und Fehlentscheidungen vermindert sich.
  • Die Daten sind beliebig kombinierbar. Die Darstellung erfolgt so, wie sie optimal der Aufgabenstellung entspricht.

Durch die technische Entwicklung im PC-Bereich und durch die Verfügbarkeit praxisgerechter Software gehört die Unterstützung der Rohrnetz- und Leitungsnetzplanung durch systematische Netzberechnung (hydraulische Berechnungen bei Rohrnetzen bzw. Lastfluss-, Kurzschluss- oder Oberschwingungsberechnungen im Bereich der Stromversorgung) heute bereits in vielen Versorgungsunternehmen zum Tagesgeschäft [Mayer 1992]. Die Vorzüge der Netzberechnung und ihre wirtschaftliche Bedeutung kommen allerdings erst bei der Anbindung an die GIS-basierte Bestandsplanführung zum Tragen.

Durch rasche Auskunftsmöglichkeiten (z.B. über vorhandene Erschließung und Netzanschlüsse) ergibt sich ein besserer Service gegenüber dem Kunden bzw. Bürger. Auskunft und Beratung erfahren eine qualitative Verbesserung und Beschleunigung [Probst 1992]. Die Ablauforganisation kann verbessert werden, Zulassungs- und Genehmigungsverfahren, wie z.B. Zulassung von Elektroheizungen, Genehmigung von Bau- anträgen, können schneller abgewickelt werden. Ad hoc-Abfragen unterstützen die strategische Ebene der Verwaltung bei der Entscheidungsfindung [Lother 1991].

Die Nutzung raumbezogener Informationsverarbeitung bietet die Möglichkeit, durch beliebige Kombination von Objekten, Datenebenen (Folien) und der zugehörigen Attribute sowie weiteren Datenquellen aus dem Gesamtdatenbestand für einzelne Anwendungsgebiete jeweils Sonderpläne abzuleiten.

Beispiel:

  • Durch die blattschnittslose Speicherung ist eine flexible Ausschnittswahl möglich. Zusätzliche Kopier- und Klebearbeiten entfallen, die Nachbarschaftstreue zwischen benachbarten Kartenblättern steigt.

Strategischer Nutzen

Neben dem operationellen Nutzen, der einer Quantifizierung und monetären Bewertung relativ leicht zugängig ist, müssen Wirtschaftlichkeitserwägungen auch strategische Aspekte bei Informationssystemen berücksichtigen. Dabei ist der strategische Nutzen eines GIS nicht autonom definierbar, sondern muss branchenspezifisch aus den Zielen der Verwaltung bzw. des Versorgungsunternehmen abgeleitet werden. Strategische Unternehmensziele können sowohl geschäftspolitische Ziele (Stärkung der Wettbewerbssituation, Kundennähe, neue Dienstleistungsangebote, …), verfahrenstechnische Ziele als auch DV-technische Ziele sein. Der strategische Nutzen ergibt sich durch die Integration der raumbezogenen Informationsverarbeitung in das übrige DV-Umfeld des Unternehmens, meist in Anknüpfung an bereits vorhandene Anwendungen im kaufmännischen und administrativen Bereich (unternehmensweite DV- Integration). Zum strategischen Nutzen können zählen:

  • Realisierung technologisch bedingter Änderungen (z.B. Dezentralisierung von DV- Ressourcen),
  • Vereinigung und Vereinheitlichung von Datenbeständen und DV-Anwendungen,
  • Optimierung von Geschäftsprozessen (Investitionsmittelplanung, Instandhaltungs- strategien) und finanzwirtschaftlicher Vorgänge (Bauabrechnung, Personalkostenaufwand),
  • Schaffung qualifizierter Arbeitsplätze (höherer Grad an Motivation und Identifikation, Verringerung der Fluktuation),
  • Stärkung der Wettbewerbsposition (Absatzmarkt, Außendarstellung),
  • Festigung der Kundenbindung (durch Qualität, Lieferbereitschaft, Beratung),
  • Erfüllung politischer Auflagen und Zielsetzungen (Einhaltung von Sicherheitsbestimmun- gen, von Standards und technischen Regeln, Erfüllung weiterer Bestimmungen, z.B. im Bereich des Umweltschutzes),
  • Verbesserung der Reaktionsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen (Verbraucher, Mitbewerber, Umwelt usw.)
  • Schaffung einer effektiven, bürgernahen Verwaltung.
  • Beispiel:

    • Die im GIS geführten Informationen sind Grundlage für langfristige Investitionsentscheidungen für die Bereiche Straße und Verkehr.
    • Durch die GIS-Einführung werden rechtlich relevante Arbeitsgrundlagen geschaffen.
    • Durch Rohrnetzberechnung erfolgt eine Ableitung von Prioritäten für den Ausbau der Wasserversorgung.

Die Entscheidungsträger profitieren durch qualifizierte aktuelle Basisinformationen, die mehr Entscheidungssicherheit geben. Wirtschaft und öffentliche Verwaltung sind gleichermaßen gefordert, strategische Zielsetzungen zu entwickeln und zu verfolgen (vgl. [Bernrath 1992]). Die Daseinsfürsorge für den Bürger muss durch die Informationstechnik wirkungsvoll unterstützt werden.


Externer Nutzen

In die Analyse sollen alle Arten von Nutzen eingehen, egal, ob sie dem Versorgungsunternehmen bzw. einzelnen kommunalen Ämtern selbst oder anderen Nutzern der durch das GIS zur Verfügung gestellten Informationen zugute kommen. Ein Nutzen kann erzielt werden

  • für eine Kommune mit ihren Ämtern, die nicht unmittelbar durch die GIS-Einführung betroffen sind.

  • Beispiel:

    • Planunterlagen für Schulwegempfehlung
  • für Bürger, die Nutzen aus einer intensivierten, neuen oder beschleunigt erbrachten Dienstleistung ziehen Beispiel: Beschleunigtes Baugenehmigungsverfahren, Erhaltung einer lebenswerten Umwelt, Förderung der Wohnqualität, Sicherung störungsfreier Energieversorgung

  • Beispiel:

    • Beispiel: Rasche und aktuelle Auskunftsmöglichkeit über Hausanschluss- und Netzinstallation, qualitative Verbesserung und Beschleunigung der Kundenberatung, ablauforganisatorische Verbesserung und schnellere Abwicklung der Zulassungsverfahren (Heizungen, Brauchwassergeräte) [Probst 1992]
  • für private Organisationen, wie Baufirmen, Ingenieurbüros, Planer, Architekten,

  • Beispiel:

    • Bessere Planungsunterlagen,
    • Vermeidung von Schäden bei Aufgrabungen etc.,
    • beschleunigte Verfügbarkeit von Planunterlagen für externe Planer,
    • bessere Grundlage für unternehmerische Entscheidungen.
  • für andere Stellen und staatliche Organisationen (andere Kommunen, Landkreis, Ministerien, Regierung) durch horizontale und vertikale Bereitstellung von Information [Bernrath 1992].

  • Beispiel:

    • Bessere Grundlagen für politische Entscheidungen,
    • beschleunigter Datenfluss zu anderen staatlichen Einrichtungen.

Ein Problem der monetären Bewertung externer Nutzenaspekte liegt darin begründet, dass für die Nutzung vieler Dienstleistungen und Informationen der öffentlichen Verwaltung keine oder zumindest keine deckenden Kosten zu zahlen sind. Auch fehlt ein wirtschaftswissen- schaftlich begründeter Kostenrahmen für das Gut „Information“ nahezu völlig [Martiny 1989, S. 13]. Somit sind die Kosten bzw. der Nutzen erst im Rahmen der Erhebung zu schätzen. Wesentlich für den externen Nutzen ist jedoch, dass der externe Nutzen vorhanden ist, unabhängig davon, ob die Information tatsächlich bezahlt wird oder nicht.

Beispiel Kanalinformationssystem

Im Bereich der Stadtentwässerung, der durch hohe Kosten für Erstellung, Betrieb und Unterhalt bzw. Sanierung sowie durch seine Bedeutung für die Daseinsfürsorge und den Umweltschutz gekennzeichnet ist, können durch die GIS-Einführung u.a. folgende Nutzenaspekte realisiert werden [Pecher 1991, Baer 1991]:

Quantifizierbarer Nutzen
  • Eine Fortführung der Flurkarte als Basisinformation entfällt.
  • Die Fortschreibung und Pflege der Kanaldaten geschieht nur einmal in der Kanaldatenbank.
  • Es können Lagepläne, Längsschnitte und sonstige Pläne in beliebigen Massstäben mit stets aktuellen Daten gezeichnet werden.
  • Bei unterschiedlichen Aufgabenstellungen, wie z.B. Generalentwässerungsplanungen oder Entwurfsarbeiten, müssen die Daten nicht immer neu erhoben werden.
  • Keine neuerliche Erfassung der Daten für eine Netzberechnung.
  • Qualifizierte Rohrnetzberechnung inhouse durch ein „geeichtes“ Rechenmodell und Varianten- rechnung.
  • Durch gezielte Netzberechnung Vermeidung unnötig großer Rohrdurchmesser und somit Verringerung der Kosten für Erdaushub,
  • Aufzeigen rückstaugefährdeter Gebiete.
Operationeller Nutzen
  • Über Auswerteprogramme können bestimmte Fragestellungen, z.B. über das Kanalvermögen, über hydraulische Ergebnisse, über Bau- und Betriebs- zustände in relativ kurzer Zeit beantwortet werden.
  • Optimierung der betrieblichen Einsätze für die Unterhaltung des Kanalnetzes.
  • Durchführung von Netzberechnungen für die hydraulische Sanierung und Optimierung des Kanalnetzes.
  • Die im System geführten Informationen können für gezielte Marketingmaßnahmen herangezogen werden.
  • Durch Datenintegration – einem kennzeichnenden Merkmal eines GIS – wird eine qualifizierte Schadensbewertung deutlich. Diese muss neben dem baulichen Zustand des Kanalnetzes auch noch Parameter wie Art und Menge des Abwassers, Untergrundverhältnisse und Lage des Kanals berücksichtigen [Pecher 1991].
Strategischer Nutzen
  • Mit der Ableitung von Prioritäten ist auch eine längerfristige Kostenplanung für das Kanalnetz mit entsprechenden Finanzplänen möglich.
  • Gesicherte Ableitung von Prioritäten für notwendige Kanalsanierungen.
  • Durch eine aktuelle Vermögensbewertung eines Kanalnetzes wird die Voraussetzung für eine bedarfsgerechte Erhebung der Abwassergebühren geschaffen.
  • Aufstellung des Anlagenachweises.
Externer Nutzen
  • Gesicherte Datengrundlage für Ausschreibung, Vergabe und Kostenkontrolle von Bauvorhaben.
  • Schutz des Grundwassers und somit der Trinkwasserversorgung der Bevölkerung

Quantifizierung der Nutzenaspekte

Vorgehen bei der Nutzen-Erhebung

Voraussetzung der Nutzenerhebung und der darauf aufbauenden Kosten-Nutzen-Analyse ist die Durchführung einer detaillierten Ist-Untersuchung und Anforderungsanalyse innerhalb der von der GIS-Einführung tangierten Organisationseinheiten. Als Teil der Ergebnisse werden Informationsanforderungen deutlich, denen das System durch Bereitstellung entsprechender Informationsprodukte (Planarten, Auswertemöglichkeiten, …) Rechnung tragen muss. Durch die Zusammenstellung und Beschreibung dieser Produkte wird die Nutzenerhebung vorbereitet [Smith 1992]. Die Beschreibung ist jeweils so zu halten, dass produktspezifische Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten und Zielsetzungen deutlich werden. Dies kann beispielsweise in tabellarischer Form geschehen.

Lfd. Nr.: 1.2 Bestandsplan Stadtentwässerung 1:250 / 1:500
Kennzeichen: beliebiger Maßstab, blattschnittfrei
Ziel: – aktueller, graphischer Nachweis
– Auskunft für Ämter, Firmen, Bürger
– wesentliches Hilfsmittel für Planung von Erschließungsmaßnahmen
– wesentliches Hilfsmittel für Kanalbetrieb (Instandhaltung)
Gesetzliche Grundlage: WHG §§ 1, 2, 18, ATV-Vorschriften (z.B. A145), DIN 2425 Teil 4
Inhalt: – Schächte (Regelschächte und Sonderschächte) mit zugehörigen Fachdaten,
– Haltungen, Anschlusskanäle und Sonderbauwerke mit zugehörigen Fachdaten,
– Bemaßungen,
– Einzugsgebiete mit wesentlichen Kenndaten
geführt durch: Tiefbauamt
genutzt von: Tiefbauamt, Liegenschaftsamt, Stadtplanungsamt, Wasserwerk, verschiedene Ausschüsse, EVU, extern
Datengrundlage: Digitale Stadtgrundkarte
ersetzt Datensammlung: Kanalkataster, Abwasserpläne
GIS-Funktionen: • konstruktive Erfassung, Fortführung, Ausgabe
• Datenbereitstellung für Netzberechnung; Netzverfolgung
• statistische Auswertungen

Durch die GIS-Einführung werden auch neue Informationsprodukte geschaffen. In diese Kategorie fallen eine große Vielfalt an Ausgabemöglichkeiten, Dienstleistungen und Informationen, die zeitgerecht bereitgestellt werden können, z.B. in Form von thematischen Kartierungen oder durch problemspezifische Auswertungen. Hier ist es besonders hilfreich, den Inhalt z.B. in einer Beispielzeichnung zu verdeutlichen. Auch Verweise auf gesetzliche Vorgaben bzw. auf bereits vorhandene Datensammlungen unterstützen das Verständnis für die Bedeutung und den Nutzens dieses Produkts. Im Rahmen einer Projektsitzung werden den Beteiligten die zuvor beschriebenen, verschiedenen Nutzenkategorien und das Vorgehen bei der Nutzenerhebung erläutert. Diese Präsentation hat die Zustimmung und Unterstützung der Beteiligten bei der Nutzenerhebung zum Ziel. Sie werden befähigt, die Bedeutung der Informationsprodukte für ihre Aufgaben zu erkennen und zu bewerten.


Ablauf der Kosten-Nutzen-Analyse

Für die Erfassung der Nutzenaspekte werden Angaben benötigt, die für das jeweilige Amt bzw. Werk spezifisch sind. Eine Nennung des Nutzens, der für andere, ebenfalls in die Untersuchung einbezogene Stellen entsteht, würde das Gesamtbild verfälschen.

Für die einzelnen Nutzenkategorien erfolgt eine Schätzung in Hinblick auf die Erfüllung derzeitiger und künftig zu erwartender Aufgaben des Amtes / Werks. Die Angabe des Nutzens kann bezogen auf einen Zeitraum oder – falls sich eine Arbeitsersparnis leichter ausdrücken lässt – in Stunden pro Zeiteinheit erfolgen. Wesentlich ist, dass für alle Nutzenkategorien eine quantifizierbare (monetäre) Schätzung erfolgt. Damit wird das von [Smith 1992] vorgeschlagene Verfahren auf sämtliche Nutzenkategorien ausgedehnt.

Durch die Fachabteilungen ist anzugeben, wodurch der jeweilige Nutzen entsteht. Zu berücksichtigen sind auch zyklisch auftretende Nutzen (z.B. Vorbereitung von Ausschusssitzungen, Erstellung von Jahresstatistiken). Bei Bedarf können die Angaben durch zusätzliche Anmerkungen ergänzt werden., z.B. bezüglich zusätzlicher, einmaliger Nutzensaspekte.

Die Bewertung der einzelnen Informationsarten wird eigenständig durch die jeweiligen Ämter bzw. Abteilungen durchgeführt. Im Einzelfall kann auch die Unterstützung durch einen Berater nötig sein, da während dieser Einführungsphase die Möglichkeiten und Grenzen der raumbezogen Informationsverarbeitung noch nicht jedem Beteiligten hinreichend bekannt sind und die Nutzenbewertung erschwert ist. Bei der Auswertung der Angaben muss nach Möglichkeit eine Verifizierung erfolgen, da der für bestimmte Tätigkeiten benötigte Zeitaufwand bzw. die Häufigkeit der Tätigkeit oft sehr subjektiv eingeschätzt wird. Gegebenenfalls muss hier eine Rücksprache mit den jeweiligen Abteilungen erfolgen, um eine Verfälschung der Ergebnisse zu vermeiden.

Eine Nutzenerhebung in Zahlen

Die Angaben werden so ausgewertet, dass sie in aggregierter Form den Kosten der GIS- Einführung (Hardware, Software, Datenerfassung, Schulung usw.) gegenübergestellt werden können. Die Angaben sind Grundlage einer nachfolgenden Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, die Grundlage für eine Entscheidung bildet.

Im Gegensatz zu dem Ansatz üblicher Nutzenerhebungen im GIS-Bereich, die nur auf einer Unterscheidung zwischen quantifizierbaren und monetär nicht bewertbaren Nutzenaspekten beruhen, werden hier möglichst alle Nutzenaspekte monetär bewertet und erfasst. Die Ergebnisse zeigen, dass durchaus die Möglichkeit besteht, auch monetär nur schwer bewertbare Nutzenaspekte mit Zahlen zu belegen.

Der bei den Organisationseinheiten geschätzte zu erwartende Nutzen kann graphisch dargestellt werden. Der zu erwartende Nutzen wird auf ein Bezugsjahr (Abschluss von Systeminstallation und Datenersterfassung) zu 100 % gesetzt. Für die Jahre zuvor ist ein verminderter Nutzen zu erwarten. Für die Folgejahre wird von einer jährlichen Nutzensteigerung von 2 % ausgegangen, die sich durch weitere, derzeit noch nicht erkennbare und somit nicht erfasste Nutzenaspekte ergeben (zusätzliche Auswertemöglichkeiten, weitere Kombinationen von Daten zur Generierung neuer GIS-Produkte).

Bei dem hier gezeigten Ergebnis überwiegt der quantifizierbare Nutzen. In anderen Fällen kann sich jedoch durchaus eine andere Gewichtung der Nutzenaspekte ergeben, z.B. ein Schwergewicht auf dem extern zu erzielenden Nutzen.

Beispiel für das Ergebnis einer Nutzenerhebung

Kosten-Nutzen-Analyse

Unter Wirtschaftlichkeitsberechnung wird nachfolgend die Gegenüberstellung von Aufwand und Nutzen des DV-Vorhabens angesehen. Ziel ist es, eine Empfehlung für die grundsätzliche Entscheidung auszusprechen [DVGW 1990:10].

Bei den Methoden zur Durchführung der Wirtschaftlichkeitsberechnung werden statische und dynamische Verfahren unterschieden [Grupp 1988]. Die statischen Verfahren berechnen die Wirtschaftlichkeit eines Systems für eine Durchschnittsperiode des geplanten Lebenszeitraums einer Investition (Kostenvergleichsrechnung). Bei den dynamischen Verfahren der Wirtschaftlichkeitsberechnung werden die gesamten Ausgaben und Einnahmen für den vorgesehenen Lebens- zeitraum eines Systems auf den Gegenwartstermin abgezinst (Annuitätsrechnung, Kapitalrech- nung, …).

Beim hier angewandten statischen Verfahren wird die Wirtschaftlichkeit des Systems für eine Durchschnittsperiode von 10 Jahren bestimmt. Kürzere Perioden erscheinen bei der GIS- Einführung wenig sinnvoll, da in den ersten Jahren erfahrungsgemäß ein sehr hoher Kapitaleinsatz für die Datenersterfassung benötigt wird und der Nutzen erst nach dieser Anlaufzeit zum Tragen kommt. Dabei ist jedoch ebenfalls zu berücksichtigen, dass die Lebensdauer einer Hardwaregeneration nur ca. 3 – 5 Jahre beträgt und entsprechend Neubeschaffungen innerhalb der Periode zu tätigen sind.

In die Kostenvergleichsrechnung werden folgende Kosten- und Nutzenkomponenten einbezogen:

  • Investitionskosten (Hardware, Software, Schulung, …),
  • Betriebskosten, bezogen auf eine Periode,
  • monetäre Ergebnisse der Nutzenanalyse.

Die Ergebnisse der Nutzenanalyse können zuvor zusätzlich einer Sensitivitätsanalyse unterzogen werden [Born 1992]. Ist der Nutzen nicht vollständig monetär bewertet worden, kann die Wirtschaftlichkeitsrechnung durch eine Nutzwertanalyse ergänzt oder ersetzt werden. Hierbei werden Qualitätsverbesserungen dadurch berücksichtigt, dass die einzelnen Leistungen hinsichtlich ihres Beitrags zur Erreichung der Ziele, wie sie im Rahmen einer Istuntersuchung erhoben werden, bewertet und darüberhinaus gegeneinander gewichtet werden [Knepper 1991].

Eine Wirtschaftlichkeitsberechnung vergleicht nur den Aufwand und Nutzen eines alten und eines neuen Systems (bzw. einer alten und neuen Vorgehensweise). Sie gibt jedoch noch keinen Aufschluss darüber, ob das Verfahren im Verhältnis zum benötigten Kapital sinnvoll eingesetzt ist. Diese Aufgaben werden herkömmlicherweise von einer Rentabilitäts- und Amortisationsrechnung übernommen werden [Grupp 1988]. Eine Amortisierung der Investitionen im GIS-Bereich ist allerdings erst nach einem längeren Zeitraum zu erwarten, als sie bei sonstigen DV-Projekten gefordert wird (2 – 3 Jahre). In Fig. 5 beispielsweise wird der Break-even-point nach ca. 6 Jahren erreicht.

Ergebnisse

Bei der Durchführung der Nutzenerhebung zeigt sich:

  • Die Annahmen für den zu erwartenden Nutzen entstammen Schätzungen der betroffenen Fachabteilungen und werden von ihnen in den weiteren Projektabschniten mitgetragen.
  • Anwender sind in der Lage, quantifizierbaren und operationellen Nutzen monetär zu bewerten. Dies gilt – wenn auch in geringerem Maße – auch für die traditionell als nicht monetär bewertbar angesehenen Nutzen strategischer und externer Art. Dort werden z.T. auch konkrete Nutzenaspekte von Ämtern und Werken genannt, ohne sie jedoch mit ebenso konkreten Zahlen zu belegen.

Die Ergebnisse einer Nutzenbetrachtung sind eher pessimistisch einzuschätzen, wenn

  • die Möglichkeiten eines GIS nicht hinreichend bekannt sind, um alle potentiellen Nutzenaspekte zu erkennen,
  • strategischer Nutzen und externer Nutzen nicht vollständig monetär erfasst werden,
  • bei einzelnen Abteilungen der durch andere Stellen bislang erbrachte Support als zu gering eingestuft wird,
  • der Fortführungsstand mancher Datenarten nicht entsprechend Berücksichtigung findet.

Die Gegenüberstellung von Kosten und Nutzen führte in einem GIS-Projekt zu folgenden Ergebnissen:

  • In den ersten Jahren übersteigen die Kosten den zu erwartenden Nutzen. Hier drückt die finanzielle Last der Datenersterfassung. Danach nehmen die Kosten ab, um dann ein stabiles Kostenniveau zu erreichen, das im wesentlichen durch die Abschreibung der Hardware, die Wartungskosten für Hard- und Software sowie durch die Personalkosten für die DV-Betreuung gebildet wird.
  • Schon nach drei bis vier Jahren wird der Punkt erreicht, an dem der Nutzen – auf das jeweilige Jahr bezogen – die Kosten übersteigt. Der Break-even-point ergibt sich nach ca. 6 Jahren.
  • Auf einen Zeitraum von 10 Jahren betrachtet ergibt sich auch bei der hier zugrunde gelegten, eher pessimistischen Nutzenschätzung ein deutliches positives Saldo.

Das vorgestellte Verfahren ist geeignet, auch strategischen Gesichtspunkten sowie externen Nutzenaspekten bei der GIS-Einführung Rechnung zu tragen und diese in die Wirtschaftlich- keitsbetrachtung mit einzubeziehen. Es geht somit über die traditionelle Kosten-Nutzen-Analyse hinaus. Das Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnung muss somit auch immer im Zusammenhang mit den strategischen Faktoren gewertet werden und muss zu einer Entscheidungsvorlage zusammenzugefasst werden. Gerade im kommunalen Bereich stehen den wachsenden Aufgaben keine entsprechend wachsenden finanziellen und personellen Ressourcen gegenüber. Hier sind innovative Ansätze gefragt, zu denen die Informationsverarbeitung viele Möglichkeiten bietet. Der wesentliche Aspekt der Betrachtung ist also nicht die Kostensicht allein, sondern die Bereitstellung nützlicher Informationen am Arbeitsplatz der Mitarbeiter. Die Gesamtschau der verschiedenen Informationen am GIS-Arbeitsplatz, die Verfügbarkeit unterschiedlicher Auswerte- und Bearbeitungsmöglichkeiten an einem integrierten, multifunktionalen Arbeitsplatz hilft dem Sachbearbeiter, Arbeitsprozesse effektiver abzuwickeln und schneller auf Anfragen zu reagieren. Für den Bürger ergeben sich Vorteile durch besseren Service; Entscheidungsträger profitieren aufgrund qualifizierter aktueller Basisinformationen, die mehr Entscheidungssicherheit geben.

Quellen

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Baer, E., van Vorst, F., 1991: Das Kanalinformationssystem der Stadt Duisburg, erster Teil eines umfassenden städtischen Informationssystems. GIS, Jahrgang 4, GIS-Sonderheft: Kanalinformationssysteme

Bernrath, H. G., 1992: Europa ’93: Herausforderung für die öffentliche Verwaltung. IBM Nachrichten, 42, Mai 1992, S. 6 – 12

Bill, R., Bühler, W., 1992: Phasen und Kriterien bei der technischen Evaluation von GIS-Produkten. GIS, 1/1992, S. 23 – 28

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Fengler, H.-G., 1991: Auswahl und Einsatz eines Netzinformationssystems bei einem regionalen Versorgungsunter- nehmen. IBM Anwendungs-Forum ’91 „Geografisch/Technische Informationssysteme“, Würzburg, Oktober 1991

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Actual benefits realized through implementation of a GIS

von Todd A. Pistorese

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