ATKIS-ALK(IS)-Orthobild -

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1 ATKIS-ALK(IS)-Orthobild - Vergleich von Datengrundlagen eines Flächenmonitorings Workshop Flächennutzungsmonitoring - Bedarf, Anforderungen, Lösungen 22. Januar 2009 Ulrich Schumacher

2 Gliederung Zielstellung eines optimalen Flächenmonitorings Datenanforderungen für ein Monitoring i Potenzielle Geobasisdaten im Überblick ATKIS ALK(IS) Klassifizierte Orthobilder Lösung für administrative Bezugsgeometrie Geobasisdaten im Vergleich Fazit

3 Monitoring: Zielstellung Zielstellung eines optimalen Flächenmonitorings Räumlich hochauflösende Ermittlung der realen Flächennutzung in Siedlung und Freiraum Sicherung hoher Aktualität der Informationen Nachweis dauerhafter (auch lokaler) Veränderungen der Flächennutzung (Summe kleiner Flächen ist kumulativ signifikant) Betrachtung von Nutzungskategorien aus funktionaler Sicht (z.b. Arbeiten, Wohnen & Erholung) Berücksichtigung eüc sc tgu ginternationaler ato ae Standards dads (ISO, OGC) Öffentliche Präsentation der Ergebnisse (gemäß INSPIRE) Qualitative Bewertung der Entwicklung der Flächennutzung in Deutschland

4 Datenanforderungen für ein Monitoring Grundlegende Anforderungen an Geobasisdaten Flächendeckende Verfügbarkeit in Deutschland Einheitliche Datenstruktur für alle Raumeinheiten Gesetzlich gesicherte Fortschreibung Möglichkeit zur Verknüpfung mit Geofachdaten Hinreichende räumliche Auflösung (Erfassungsmaßstab) Handhabbares Datenvolumen im GIS (Datenhaltung, a tu Berechnungsalgorithmen) ec go e Öffentlicher und zentraler Datenzugang [Verfügbarkeit früherer Zeitschnitte]

5 Datenanforderungen für ein Monitoring Raumeinheiten in der Bundesrepublik Deutschland Bund Bundesländer Kreise Amtliche Statistikti tik Gemeinden ca Gemarkungen ca (AGS) Amtliche Topographie Ortslagen ca Baublöcke ca Gebäude ca [Stand: 2008]

6 Potenzielle Geobasisdaten im Überblick Potenzielle Geobasisdaten ATKIS: Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem (v.a. Basis-DLM [Digitales Landschaftsmodell 1:25.000]) ALK/ALB (ALKIS): Automatisierte(s) Liegenschaftskarte / -buch (Amtliches Liegenschaftskataster-Informationssystem) Klassifizierte Luft- und Satellitenbilddaten: aus digitalen Orthofotos abgeleitet CORINE Land Cover DeCOVER [CIR-Biotop- und Nutzungstypenkartierung]

7 ATKIS Charakterisierung Basisinformationssystem i t Deutschlands für digitale it topographische Geodaten (DLM, DGM, DTK, [DOP]) Digitale Landschaftsmodelle (DLM): Basis-DLM, DLM 50 (Landesvermessungsbehörden verantw.) DLM 250, DLM 1000 (BKG verantw.) Objektartenkatalog te ata mit Objektbereichen: e e Siedlung, Verkehr, Vegetation, Gewässer, Relief, Gebiete Ausbaustufen: Stufe 1 (64 Objektarten, 1997 abgeschlossen) Stufe 2 (2008 abgeschlossen) Stufe 3 (132 Objektarten, in 10 Ländern abgeschlossen) Voraussetzung für AAA-Projekt (Zusammenführung der Grunddaten von ATKIS, ALKIS und AFIS zu einheitlichem Datenbestand des amtlichen Vermessungswesens)

8 ATKIS Charakterisierung Basis-DLM: Punkt-, Linien- u. Flächenobjekte mit einheitlicher Attributstruktur Flächen-/Linienobjekte mit OBA, FKT, WDM für Monitoring wichtig

9 ATKIS Überlagerung von Objektarten (Siedlungs- mit Freiraum) OBA Name Grünland Wald, Forst Binnensee, Stausee, Teich 2112 Ind dustrie- und Gew werbeflä che Fläc 770 verschiedene Überlagerungen g (Dupel bzw. Tripel) nach BKG-Liste 2113 he gemischter Nutzun g [Quelle: BKG, Bearbeitung: IÖR 2008]

10 ATKIS Systematische Unterschiede bei der Objekterfassung in verschiedenen Bundesländern [Quelle: BKG, Bearbeitung: IÖR 2009]

11 ATKIS Aktualisierungszyklen von Kartenblättern Grundaktualität des ATKIS-Basis-DLM nach Jahr der Lieferung [Quelle: BKG, Bearbeitung: IÖR 2008] Datenalter nach Kartenblättern <1 Jahr 1-2 Jahre 3-5 Jahre 6-10 Jahre >10 Jahre

12 ALK(IS) Charakterisierung ALK: Digitale it Version der Amtlichen Liegenschaftskarte t bzw. Flurkarte Inhalt: Grundstücksgrenzen und Gebäude Meist gemarkungsbezogene Inselkarten Heterogene geodätische Grundlagen und Maßstäbe ALB: Digitale it Version des Amtlichen Katasterbuchwerkes t Inhalt: Verzeichnis der Grundstücke mit Nutzugsart Gliederung nach Gemarkungen und Flurstücken Eigentümer (Personenbezogene Daten => Datenschutz!) ALKIS: Zusammenführung von ALK und ALB im Amtlichen Liegenschaftskataster-Informationssystem wird gegenwärtig vollzogen Voraussetzung für AAA-Projekt

13 ALK(IS) Liegenschaftskarte t (mit Nutzungsarten- und Gebäudelegende) [Quelle: Informationsdienst GeoDaten Dresden, aufgerufen am ]

14 ALK(IS) Liegenschaftsbuch (Auszug) Gemarkung und Flurstück Flächengröße und dominante Nutzungsart (bezogen auf das Flurstück) Amtliche Statistik [Quelle: Staatsbetrieb t t b Geobasisinformation i und Vermessung Sachsen, 2009]

15 ALK(IS) Bodenfläche nach Art der tatsächlichen Nutzung 17 Nutzungsarten, abgeleitet aus dem Liegenschaftskataster [Quelle: Statistik lokal, Statistische Ämter des Bundes und der Länder 2008]

16 Klassifizierte Orthobilder Charakterisierung Oth Ortholuft- und -satellitenbilder bilden eine Grundlage topographischer und thematischer Kartierungen Klassifikationen nur in begrenzter Differenzierung und mit 80-90% Güte möglich für Flächenmonitoring unzureichend Orthobilder liefern generell Daten zur Bodenbedeckung, aber nur teilweise zur Nutzungsart (z.b. Gebäudefunktion nur aus Zusatzinformationen ableitbar) Differenzauswertung von Orthobildern problematisch (unterschiedliche Vegetation, Beleuchtung usw.) Einheitlich klassifizierte Daten aus Ortholuft- oder satellitenbildern in Deutschland nicht verfügbar Hohe Kosten: Klassifikationen ca. 5fach, Kartierungen ca. 10fach im Vergleich zu den Bilddaten selbst

17 Klassifizierte Orthobilder CORINE Land Cover ( 2006) Europaweit einheitliche Datenbasis 1: Bodenbedeckung d flächendeckend aus Satelliten- bildern in 44 Klassen (Deutschland: 37 Klassen) Thematische Genauigkeit > 85% Klassifizierte, disjunkte Polygone (keine Überlagerungsflächen) Kostenfreier Datenbezug über EEA (European Environment Agency) Datenfortschreibung 2006 in Bearbeitung [Quelle: UBA & DLR, Bearbeitung: IÖR 2006]

18 Klassifizierte Orthobilder DeCOVER AD (Ausgangsdatensatz) Datenbasis 1: Angebot z.z. nur für Testgebiete in Deutschland verfügbar Bodenbedeckung aus Satelliten- bildern flächendeckend nach 39 Objektarten abgeleitet Interoperabilität tät durch semantische Objektarten- Modellierung möglich (z.b. zu ATKIS oder CORINE) Thematische Genauigkeit > 80% Aktualisierung aller 3 Jahre geplant Hrsg.: EFTAS Fernerkundung & DeCOVER-Konsortium [Quelle: RapidEye 2007]

19 Lösung für administrative Bezugsgeometrie Aufbau einer Geodatenbasis VG 25 (Verwaltungsgrenzen 1:25.000) Bereinigung der Flächengeometrie der Objektart 7101 (Verwaltungseinheit) aus dem ATKIS-Basis-DLM (2006) Einheitliche Attributvergabe aller Objekte 7101, v.a. für den amtlichen Gemeindeschlüssel AGS Referenzdaten: Verwaltungsgrenzen 1: (VG 250) des BKG Rasterdaten TK 25, TK 50 der Landesvermessungsbehörden Gemeindeverzeichnisse der amtlichen Statistik Behandlung von Sonderfällen Räumliche Aggregation der Gemeinden zu Kreisen, Bundesländern d und Staatsgebiet t t im GIS Einheitliche administrative Bezugsgeometrie

20 Lösung für administrative Bezugsgeometrie Behandlung von Sonderfällen (Beispiel 1) Küstengemeinden (z.b. Ribnitz-Damgarten): Saaler Bodden teilweise zur Gemeindefläche gehörig Neues Attribut Kuestengewaesser vergeben (keine Geometrieänderung bzw. Gemeindeteilung wie beim VG 250)

21 Lösung für administrative Bezugsgeometrie Behandlung von Sonderfällen (Beispiel 2) Inseln Neuwerk und Scharhörn: im Hamburgischen Wattenmeer (Nationalpark) Geometrie auf Basis der TK 50 neu digitalisiert und mit Hamburger Stadtfläche vereinigt

22 Geobasisdaten im Vergleich Allgemeine Merkmale Merkmal ATKIS (Basis-DLM) ALK(IS) Klassifizierte Orthobilder Flächendeckende Verfügbarkeit in Deutschland Gesetzlicher Fortschreibungsauftrag Derzeitige Nutzung für Flächennutzungsanalyse ja ja verschieden (CORINE: ja, BNK: nein) ja ja nein nein (im IÖR geplant) ja teilweise Aktualität ca. 1 bis 5 Jahre relativ aktuell verschieden Öffentlicher Datenzugang Nutzungsgliederung (Klassen / Objektarten) Erfassungsmaßstab ja stark eingeschränkt hoch gering verschieden 1:5.000 bis 1: * * Bayern: 1: :500 bis 1:5.000 ja quellenabhängig

23 Geobasisdaten im Vergleich Spezielle Merkmale für Monitoring Merkmal ATKIS (Basis-DLM) ALK(IS) Klassifizierte Orthobilder Elementarinformation Einheitliche itli h Datenstruktur t (räuml. Vergleichbarkeit) Ableitung von Änderungsinformationen topographisches Objekt Grundstück/ Gebäude quellenabhängig ja ja teilweise generell möglich generell möglich teilweise i möglich Robustheit für Monitoring gut bedingt schlecht Aufwand bzw. Kosten für Monitoring Eignung als Grundlage für Frühindikatoren Homogenität der Datenformate moderat sehr hoch (mit Geometrie) quellenabhängig nein bedingt möglich ja nein teilweiseeise Zentrale Datenbeschaffung möglich (BKG) nicht möglich quellenabhängig

24 Fazit Grundlegende Anforderungen für Geobasisdaten Eignung des ATKIS Basis-DLM? Flächendeckende Verfügbarkeit in Deutschland + Einheitliche Datenstruktur für alle Raumeinheiten + Gesetzlich gesicherte Fortschreibung + Möglichkeit der Verknüpfung mit Geofachdaten + Hinreichende räumliche Auflösung + Handhabbares Datenvolumen im GIS + Öffentlicher und zentraler Datenzugang + [Verfügbarkeit früherer Zeitschnitte] [-] ATKIS erfüllt die wichtigsten Datenanforderungen für ein Flächenmonitoring in Deutschland!

25 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!