Geobasisdaten im Ländervergleich Erfahrungen bei der Nutzung des ATKIS Basis-DLM zum Flächennutzungsmonitoring

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1 Geobasisdaten im Ländervergleich Erfahrungen bei der Nutzung des ATKIS Basis-DLM zum Flächennutzungsmonitoring Tobias Krüger Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung, Dresden

2 Warum Flächennutzungsmonitoring? Anhaltende Flächeninanspruchnahme Zersiedlung Landschaftszerschneidung Umweltproblem Nachhaltigkeits- und Biodiversitätsstrategie verlangen Verbesserungen und Messungen Zunahme der Siedlungs- und Verkehrsfläche (SuV) ist Kernindikator vieler Indikatorsysteme Monitoring der Flächennutzungsentwicklung erforderlich Quelle: Destatis: Indikatorenbericht 2014

3 Anforderungen an ein Monitoring der Flächennutzungsentwicklung Abbildung der tatsächlichen Flächennutzung und deren Änderungen so aktuell und genau wie möglich Ausweisung kleinräumig robuster Zahlen für Gemeinden teilstädtische Räume und freie Geometrien Bilanzierung des Flächennutzungswandels (Triebkräfte) Aktuelle Themen: bauliche Dichte, Nachverdichtungsund Innenentwicklungspotentiale, Verhältnis von Innen- zu Außenentwicklung (Verortung der Veränderung) Messung der Bodenversiegelung und der Landschaftsqualität (u.a. Zersiedlung)

4 Ziele des IÖR-Monitors Zustand und Entwicklung der Flächennutzung und ihrer Struktur quantitativ, indikatorenbasiert, deutschlandweit und hochauflösend zu beschreiben Informationsbedarfe befriedigen Grundlage für Bewertungen der Siedlungs- und Freiraumstruktur Räumliche und zeitliche Vergleiche Räumliche Verteilungsmuster und Disparitäten aufdecken Messung Zielerreichungen der Flächenhaushaltspolitik Auch intrakommunale Visualisierungen (Rasterkarten bis 100m Gitterweite) Informationsangebote: Karten (Kartogramme, Rasterkarten) Tabellen

5 Flächennutzungsschema des IÖR-Monitors

6 Wie Flächennutzung (TN) messen? Anforderungen Vollständige Flächendeckung Homogene Datenqualität Standardisiertes Datenmodell Geobasisdaten Gesicherte Laufendhaltung Flurstückssicht Kataster (ALB/ALK/ALKIS) amtliche Flächenerhebung Topographische Sicht ATKIS Basis-DLM Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor)

7 ATKIS für Flächennutzungsmonitoring nutzbar? Vollständige, lückenlose, überschneidungsfreie Abbildung der Erdoberfläche Geregelte Fortschreibung der Gesamtfläche! durch Grundaktualisierung einschließlich laufender Fehlerkorrekturen Problemadäquate, angemessene Abgrenzung der tatsächlichen Nutzung (TN) in Grundflächen Optimaler Abstraktionsgrad (Maßstab ~1:10.000) Vergleichsweise gute Qualität Verkehrswege spitzenaktuell (<1/4 Jahr) Homogenität: nur 14 Länderspezifika die durch BKG teilweise homogenisiert werden Vollständige Produkttransparenz (Top. Karten und Dienste)

8 ATKIS Anfänge bis heute Konzeption ab 1985 Umsetzung ab 1990 DLM 25/3 (Basis-DLM) ca vollst. Geoinfodok Geoinfodok Geoinfodok 7?? Migration ATKIS Fläche [km²] Anteil % % % % Summe %

9 Mittlere Grundaktualität Deutschland gesamt: 4/2003 2/2007 2/2009 7/2011

10 Grundflächenarten Abbildungsprinzip im ATKIS 3.2 Objektbereiche 2000 Siedlung 3000 Verkehr 4000 Vegetation Topologisches Netz aus Maschenbildnern (Straßen, Wegen, Schienenbahnen, Gewässer) Maschenfüllung durch flächenförmige Objekte gefüllt, so dass jeder Teil der Erdoberfläche redundanzfrei durch die folgenden Objektarten (Grundflächen) beschrieben wird Erlaubte Ausnahmen: gegenseitige Überlagerung bestimmter Grundflächenarten 5000 Gewässer Folge: zahlreiche Überlagerungen, teilweise durch kartographische Sicht bei Modellierung ( Wie erscheint die Fläche auf der Karte? ) erklärbar hinderlich für Monitoring Priorisierung nötig!

11 Abbildungsprinzip im ATKIS 6.0 Objektbereiche Objektgruppen Gewässer Siedlung Tatsächliche Nutzung (TN) Grundflächen Vegetation Verkehr Bauwerke, Einrichtungen und sonstige Angaben lückenlose, überschneidungsfreie, flächendeckende Beschreibung der Erdoberfläche... Objektgruppen Besondere Vegetationsmerkmale... Begriffsdefinitionen, Mindesterfassungsgrößen etc. weitgehend beibehalten, Änderungen bei der Modellierung von komplexen Objekten, z.b. (mehrspurige) Straßen, Brücken, Gewässernetz, Schienenbahnen Insgesamt: Flächenobjekte mit Tendenz zur Zusammenfassung von Objektarten mit Differenzierung durch Attributvergabe

12 Auswirkungen der Migration auf Datennutzung im IÖR-Monitor Wichtigste Änderung aus Sicht des IÖR-Monitors (Nutzung des Basis- DLMs als Information zur Flächennutzung/-bedeckung) Objektbereich Tatsächliche Nutzung (TN) Flächendeckung, Überlagerungsfreiheit der Grundflächenarten Bereits für konzeptionelle Überlegungen für IÖR-Monitor als wesentlich erachtet (Meinel, 2009; Meinel et al., 2009; Schumacher, 2009) Meinel, G.; Förster, J.; Witschas, S. (2009): Geobasisdaten - Grundlage für die Berechnung von Indikatoren zur Siedlungs- und Freiraumentwicklung. In: KN 59 (2009) 5, S Meinel, G. (2009): Konzept und Struktur eines Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung. In: Seyfert, E. (Hrsg.) : Zukunft mit Tradition. 29. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF, März 2009 in Jena. Vorträge. Potsdam, 2009, (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung u. Geoinformation e.v.; 18), S Schumacher, U.; Meinel, G. (2009): ATKIS, ALK(IS), Orthobild - Vergleich von Datengrundlagen eines Flächenmonitorings. In: Meinel, G.; Schumacher, U. (Hrsg.) : Flächennutzungsmonitoring. Konzepte - Indikatoren - Statistik. Aachen, 2009, S.47-67

13 Wichtige Änderungen aus Nutzersicht (1) Altes Modell AAA Kleingärten Nicht definiert Modellierung meist als Gartenland OBJART=4103: OB 4000 Vegetation // OG 4100 Vegetationsflächen IÖR-Monitor: Gartenland auf Ortslage (Intersect) OBJART=41008 Sport-, Freizeit-, Erholungsfläche mit FKT=4440 OB Tatsächliche Nutzung // OG Siedlung ab Geoinfodok 7: Grunddatenbestand! Wochenend-/ Ferienhausfläche OBJART=2114 Fläche besonderer funktoinaler Prägung mit FKT=1207 OB 2000 Siedlung // OG 2100 Baulich geprägte Fläche OBJART=41008 Sport-, Freizeit-, Erholungsfläche mit FKT=4310 OB Tatsächliche Nutzung // OG Siedlung Brache (Feldbrachen) Streuobstflächen OBJART=4110 Brachland (landwirtsch. Brachland) OK-Def.: Flächen, die seit längerem nicht mehr nach ihrer ursprünglichen Zweckbestimmung genutzt werden. OBJART=4101 Ackerland / OBJART=4102 Grünland... VEG=8000 Nur in wenigen Ländern erfaßt! Keine gesonderte Erfassung, sondern Bestandteil von Ackerland: OBJART=43001 Landwirtschaft mit VEG=1010 OK-Zitat: Zum Ackerland gehören auch die Rotationsbrachen, Dauerbrachen sowie Flächen, die zur Erlangung der Ausgleichszahlungen der EU stillgelegt worden sind. OBJART=43001 (Landwirtschaft)... VEG=1011 (Streuobstacker)... VEG=1021 (Streuobstwiese) Aufwertung ggü. Acker/Grünland; ab Geoinfodok 7: Grunddatenbestand! Option 2: als Merkmal Bewuchs (BWS=1900) der Überlagerungsfläche Vegetationsmerkmal (54001)

14 Wichtige Änderungen aus Nutzersicht (2) Abbauland Halden Unland, vegetationslose Fläche Straßenverkehrsflächen Eisenbahnlinien Altes Modell Teilweise (je nach Bundesland) Überlagerung von OBJART=2121 Bergbaubetrieb OBJART=2112 Industrie-/Gewerbefl. OBJART=2301 Tagebau, Grube, Steinbruch OBJART=2302 Halde, Aufschüttung (keine Grundflächenart!) OBJART=4120 Vegetationslose Fläche Fläche ohne nennenswerten Bewuchs aufgrund besonderer Bodenbeschaffenheit wie z.b. nicht aus dem Geländerelief herausragende Felspartien, Sand- oder Eisflächen. OBJART=3101 Platz OBJART=3502 Raststätte Kein Flächenobjekt für andere Straßenverkehrsflächen oder Fläche zwischen Fahrbahnachsen OBJART=3201 Schienenbahn OBJART=3203 Schienenbahn (komplex) OBJART=3204 Bahnkörper (ggf. flächenhaft) OBJART=3205 Bahnstrecke Attribut BRV (Breite des Verkehrswegs) AAA OBJART=41005 Tagebau, Grube, Steinbruch TN-Objekt, daher keine Überlagerung mit TN-Objekten Bergbaubetrieb Industrie und Gewerbefläche OBJART=41003 Halde TN-Objekt Grundflächenart Aufwertung OBJART=43007 Unland/Vegetationslose Fläche Fläche, die dauerhaft landwirtschaftlich nicht genutzt wird, wie z.b. nicht aus dem Geländerelief herausragende Felspartien, Sand- oder Eisflächen, Uferstreifen längs von Gewässern und Sukzessionsflächen. Erweiterte Definition Aufwertung OBJART=42009 Platz (umfaßt auch Raststätte) OBJART=42001 Straßenverkehr, z.b. Verkehrsbegleitflächen, insbes. zwischen Fahrbahnachsen OBJART=42014 Bahnstrecke Vereinfachung aber Wegfall BRV; Breite aprox. Über GLS

15 Kleingartenanlagen vs. Gartenland 4103 Gartenland 1: Landwirtschaft VEG=1030 (G) Kleingarten Gartenland (A) BW, NI Sprunghafter Anstieg Freiraum Sukzessive Korrektur 4103 Gartenland Sport-, Freizeit-, Erholungsfläche 1:1 FKT=4440 Kleingarten (G) Kleingarten Gartenland (B) MV, TH Sprunghafter Anstieg Siedlung Sukzessive Korrektur 4103 Gartenland Sport-, Freizeit-, Erholungsfläche FKT=4440 Kleingarten (G) 2101 Ortslage (C) NW Landwirtschaft VEG=1030 (G) Kaum bemerkbare Effekte Lokal tlws. stärkere Effekte auf Flächenbilanzen beim IÖR-Monitor Attribut Kleingarten (FKT=4440) ab ATKIS 7.0 Grunddatenbestand, bis Umsetzung ist mit Effekten zu rechnen

16 Kleingartenanlagen vs. Gartenland Fläche absol. [km²] Fläche absol. [km²] Fläche absol. [km²] NI TH AAA-Migration AAA-Migration Kleingarten Gartenland Kleingarten Gartenland NW AAA-Migration 2009 Migrationsbedingte Sprünge bei Kleingartenanlagen und Gartenland Kleingartenanlagen vor Migration: Durch Verschneidung Garten mit Ortslage approximiert Kleingarten Gartenland

17 Streuobstflächen (derzeit noch) nicht flächendeckend ab Geoinfodok V7.0 Grunddatenbestand (VEG=1011/1012) für Landwirtschaftsflächen wird sich weiterhin auf Flächenbilanzen im Freiraum auswirken Streuobstflächenanteil (%) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, bw he sl sn st th

18 Unland, vegetationslose Flächen km² % 4102 Grünland Unland, vegetationslose Fläche Gewässerbegleitflächen (Uferböschen etc.) Strandbereiche an Nord-/Ostsee Naturnahe Flächen, die vegetationsbestanden sind, aber nicht als Wald oder Gehölz modelliert werden, z.b. mit Attribut FKT=1200 (Sukzessionsfläche) oder FKT=1300 (naturnahe Fläche ab v7.0 Grunddatenbestand) relativ starker Migrationseffekt Entwicklung Grünlandflächen vs. Unland/vegetationslose Fläche Unland/vegetationslose Fläche: Entwicklung seit Grünlandfläche abs. [km²] Unland/vegetations [km²] D bw by be bb hb hh he mv ni nw rp sl sn st sh th

19 Unland, vegetationslose Flächen (Beispiele) NI: Jadebusen/Weser ( )

20 Unland, vegetationslose Flächen (Beispiele) BB: Mittenwalde ( )

21 Verkehr (Straßenverkehr) Millionen Wechsel zwischen Objektarten Straßenachse und Fahrwegachse: Straße Hauptwirtschaftsweg ( Wirtschaftsweg ) Auswirkung auf Fläche wegen Pufferbreite Breitenattribut BRF dauerhafte (?) Schwankungen (±) bei Straßenflächenbilanzen Neues Flächenobjekt OBJART=42001 Straßenverkehr beeinflußt Flächenbilanz nicht wesentlich! 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 Verkehrsnetzlängen (D; km) by hh nw rp sh st bw he th ni hb be mv bb sn sl 0, Straßenverkehrsfläche (D/km²) by hh nw rp sh st bw he th ni hb be mv bb sn sl Fahrwege, ungewidm. Straßen Straßen (gewidmet) Fahrwege, ungewidm. Straßen Straßen (gewidmet) Gesamt Gesamt

22 Baulich geprägte Flächen Teilws. Abtrennen von Hausgärten in baulich geprägten Flächen (insbes. SL) Rückgang der gemessenen Wohnbaufläche Entwicklung Anteil baulich geprägter Fläche (%) bw by bb he mv ni nw rp sl sn st sh th

23 Wechselbilanzierung Ortskonkrete Aussagen zum Flächennutzungswandel 1. Was wird aus aufgegebener Landwirtschaftsfläche? 2. Welche Flächen werden für neue SuV beansprucht? Vergleich : Transformation von Landwirtschaftsflächen unkultiv. Bodenfl. 29% Abbauland, Halde 4% Siedlungsfreifläche 14% [km²] Differenz Freiraum gesamt , ,2-1497,0... davon Landwirtschaft , ,0-3281,1... davon Wald , ,5 479,9... davon sonst. Freiraum 11560, ,7 1304,1 Siedlung und Verkehr 40364, ,2 1509,9 Wald 25%... davon Baulich gepr. Fläche 27176, ,7 627,3... davon Siedlungsfreifläche 3621,6 4049,4 427,8... davon Verkehr 9566, ,1 454,8 baul. gepr. SuV 28%

24 Zusammenfassung: Probleme Beeinflussung der Flächenbilanzierung durch AAA-Migration Migrationseffekte länderweise unterschiedlich stark ausgeprägt, teilweise auch in entgegengesetzten Richtungen ( Kleingärten) Nachmigration (Bereinigung von Migrationseffekten) und Aktualisierungen bewirken weitere (ungewünschte) Effekte beim Monitoring, zumindest bei ortsscharfer Betrachtung Wechselbilanzen nur innerhalb desselben ATKIS-Modells (AAA) mehrere Jahre Abstand zuverlässige Wechselbilanzierungen erst nach abgeschlossener Nachmigration möglich (einige Jahre nach AAA-Umstellung) Problem: Wie lange dauert Zeitraum der Nachmigration? Temporäre Effekte! (?)

25 Zusammenfassung: Ausblick Grundsätzlich Gute Eignung des Basis-DLM für Flächenmonitoring Deutschlandweit flächendeckende Datenbasis mit vergleichbarer Datenqualität (geometrisch, semantisch) Maßstab ideal für kleinräumige Untersuchungen Gesicherte zyklische Fortführung Gute Aussichten... ATKIS-Migration abgeschlossen (Nachmigration) TN-Objekte tragen wesentlich zur Vereinheitlichung der Modellierung in den Bundesländern bei (Wegfall tlws. landestyp. Überlagerungen) Geoinfodok V7.0 wird vorauss. weitere Vereinheitlichung bringen durch Erhebung weiterer ausgewerteter wichtiger Attribute in den Grunddatenbestand Wünschenswert: Straßenbreiten vollständig Angaben zu Gehwegen, Radwegen etc. Angaben zur Versiegelung Protokoll der Änderungen (Fehlerberichtigung vs. Nutzungsänderung) Unterscheidung bei Wechselbilanzen möglich

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