Offline GIS-App: So erfassen Sie Geodaten im Feld ohne Internet

Das Problem: Kein Internet bei der Feldarbeit

Wer regelmäßig im Feld arbeitet, kennt das Problem: Die Web-App lädt nicht, die Karte bleibt weiß, der Upload scheitert. In ländlichen Gebieten, in Tunneln, Kellern oder auf Großbaustellen mit überlasteten Funkzellen ist eine stabile Internetverbindung keine Selbstverständlichkeit. Genau dort aber werden Geodaten am dringendsten benötigt.

Laut aktuellen Erhebungen haben rund 5 Prozent der Fläche Deutschlands keine oder nur unzureichende Mobilfunkabdeckung. In ländlichen Regionen steigt dieser Anteil deutlich. Für GIS-Fachleute, die Leitungen dokumentieren, Baufortschritte erfassen oder Inspektionen durchführen, ist das ein ernstes Problem. Wenn die Datenerfassung vom Mobilfunknetz abhängt, bleiben Informationen auf Notizzetteln statt im GIS.

Die Konsequenzen sind weitreichend: Daten werden nachträglich im Büro eingegeben, GPS-Koordinaten werden geschätzt statt gemessen, und Fotos können nicht sofort georeferenziert zugeordnet werden. Der Medienbruch zwischen Feld und Büro kostet Zeit, verursacht Fehler und gefährdet die Datenqualität.

Warum klassische Web-GIS-Tools offline versagen

Die meisten modernen GIS-Anwendungen sind als reine Web-Applikationen konzipiert. Sie laden Kartendaten über WMS- oder WFS-Dienste von einem Server, rendern sie im Browser und senden erfasste Daten direkt an eine Datenbank. Dieses Modell funktioniert hervorragend im Büro mit stabiler Internetverbindung, bricht aber im Feld zusammen.

Einige Anbieter haben versucht, Offline-Funktionalität nachzurüsten, meist über Service Worker und den Browser-Cache. Diese Ansätze haben jedoch grundlegende Limitierungen: Der Browser-Cache ist in seiner Größe begrenzt, Service Worker können nur Daten zwischenspeichern, die zuvor online geladen wurden, und die Zuverlässigkeit hängt stark vom Browser und Betriebssystem ab.

Ein weiteres Problem ist die Kartendarstellung. WMS-Dienste liefern vorgerenderte Bilder in festen Zoomstufen. Um ein Gebiet offline verfügbar zu machen, müssten alle Kacheln aller Zoomstufen heruntergeladen werden. Für ein mittelgroßes Baugebiet können das schnell mehrere Gigabyte werden. Das ist weder praktikabel noch effizient.

Schließlich fehlt den meisten Web-GIS-Tools eine robuste lokale Datenhaltung. Browser-basierter Speicher (IndexedDB, localStorage) ist auf wenige hundert Megabyte begrenzt und bietet keine Garantie gegen Datenverlust bei App-Abstürzen oder Browser-Updates.

EVA-Mobil Offline-Architektur: Capacitor, SQLite und PMTiles

EVA-Mobil verfolgt einen grundlegend anderen Ansatz. Statt Offline-Funktionalität nachzurüsten, wurde die mobile App von Grund auf als Offline-First-Anwendung konzipiert. Die technische Basis bildet Capacitor, ein Framework, das Web-Technologien in native App-Container verpackt und Zugriff auf native Gerätefunktionen ermöglicht.

Die lokale Datenhaltung basiert auf SQLite, der weltweit am häufigsten eingesetzten Datenbank-Engine. SQLite läuft direkt auf dem Gerät, benötigt keinen Server und ist extrem robust. Selbst bei einem unerwarteten App-Absturz gehen keine Daten verloren. Die gesamte Datenstruktur der EVA-Mobil-Plattform wird in SQLite abgebildet, einschließlich Geometrien, Attributen, Fotos und Statusdaten.

Für die Kartendarstellung setzt EVA-Mobil auf PMTiles, ein modernes Format für Vektor-Kartenkacheln. Im Gegensatz zu herkömmlichen Raster-Kacheln speichern PMTiles die Kartendaten als Vektoren in einer einzigen kompakten Datei. Ein gesamtes Bundesland passt so in wenige hundert Megabyte. Die Vektordaten werden clientseitig gerendert, was bedeutet, dass Nutzer frei zoomen und drehen können, ohne weitere Daten nachladen zu müssen.

Offline-Karten und Offline-Fotos: So funktioniert es in der Praxis

Vor dem Einsatz im Feld laden Ihre Mitarbeiter die relevanten PMTiles-Kartenpakete auf ihr Gerät. Dies geschieht einmalig oder bei Bedarf, wenn neue Kartenversionen verfügbar sind. Die Pakete enthalten Basiskarten mit Straßen, Gebäuden, Gewässern und Geländeinformationen für das Einsatzgebiet.

Im Feld arbeiten die Nutzer mit der vollen Kartenfunktionalität: Sie können navigieren, zoomen, Layer ein- und ausblenden und Features auf der Karte platzieren. Die GPS-Position wird über das Satellitensignal des Geräts bestimmt und funktioniert unabhängig von der Internetverbindung. Neue Punkte, Linien und Polygone werden mit ihren Attributen in der lokalen SQLite-Datenbank gespeichert.

Die Foto-Erfassung ist ebenfalls vollständig offline-fähig. Wenn ein Nutzer ein Foto aufnimmt, werden die GPS-Koordinaten aus dem Gerätesensor gelesen und als EXIF-Daten in das Bild eingebettet. Das Foto wird lokal gespeichert und automatisch mit dem entsprechenden Kartenpunkt verknüpft. Auch die Blickrichtung wird erfasst, sofern der Kompasssensor des Geräts dies unterstützt.

Sobald das Gerät wieder eine Internetverbindung erkennt, startet die automatische Synchronisation. Neue Datenpunkte, Statusänderungen und Fotos werden in der Reihenfolge ihrer Erfassung an den Server übertragen. Konflikte werden intelligent aufgelöst, und der Nutzer wird über den Synchronisationsstatus informiert.

Vergleich: EVA-Mobil vs. andere Offline-GIS-Lösungen

Auf dem Markt gibt es verschiedene Lösungen für die mobile GIS-Erfassung. QField ist die mobile Ergänzung zu QGIS und bietet solide Offline-Funktionalität mit GeoPackage-Dateien. Es ist eine gute Wahl für QGIS-erfahrene Nutzer, erfordert aber eine eigene Infrastruktur (QFieldCloud) und bietet keine integrierte Foto- und Dokumentenverwaltung.

Mergin Maps (ehemals Input App) ist eine weitere QGIS-basierte Lösung mit Cloud-Synchronisation. Die Stärke liegt in der nahtlosen QGIS-Integration, die Schwäche in der Abhängigkeit vom Mergin-Cloud-Dienst und den begrenzten Möglichkeiten für Multi-Tenant-Szenarien mit verschiedenen Accounts und Berechtigungen.

ArcGIS Collector (heute ArcGIS Field Maps) ist die Enterprise-Lösung von Esri. Sie bietet umfangreiche Offline-Funktionalität, setzt aber ein ArcGIS-Online- oder Enterprise-Portal voraus. Die Lizenzkosten sind erheblich, und die Bindung an das Esri-Ökosystem bedeutet einen starken Vendor Lock-in.

EVA-Mobil positioniert sich als Self-Hosted-Alternative mit integrierter Dokumentenverwaltung. Der entscheidende Unterschied liegt in der Kombination aus Offline-GIS, Multi-Tenant-Architektur, integriertem Foto- und PDF-Management sowie der Breitband-Dokumentation. Alle Daten bleiben auf Ihrer eigenen Infrastruktur, ohne Abhängigkeit von Cloud-Diensten Dritter.

Zudem basiert EVA-Mobil vollständig auf offenen Standards. Die Daten sind über WFS und WMS zugänglich und können jederzeit in QGIS, ArcGIS oder andere GIS-Systeme exportiert werden. Es gibt keinen Vendor Lock-in, und die gesamte Plattform kann auf einem einzelnen Server betrieben werden.

Fazit: Offline-GIS muss keine Kompromisse bedeuten

Die Kombination aus Capacitor, SQLite und PMTiles ermöglicht eine Offline-GIS-Erfahrung, die kaum Kompromisse erfordert. Nutzer arbeiten im Feld mit derselben Funktionalität wie im Büro, und die automatische Synchronisation stellt sicher, dass alle Daten zentral verfügbar sind.

Wenn Ihre Teams regelmäßig in Gebieten ohne Netzabdeckung arbeiten und Sie eine GIS-Lösung suchen, die Offline-Erfassung, Fotodokumentation und Dokumentenverwaltung in einer Plattform vereint, sollten Sie EVA-Mobil kennenlernen. Fordern Sie eine persönliche Demo an und erleben Sie die Offline-Funktionalität im Detail.