Veranschaulichung alternativer Formen der Siedlungsverdichtung mit Hilfe prozeduraler Visualisierung

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Charlotte Busch
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1 Veranschaulichung alternativer Formen der Siedlungsverdichtung mit Hilfe prozeduraler Visualisierung Einsatzerprobung als Kommunikationsmittel in der partizipativen Planung Verfasserin Nicole Hürlimann Leitung Prof. Dr. Adrienne Grêt-Regamey Betreuung Dr. Ulrike Wissen Hayek Noemi Neuenschwander Thomas M. Klein Masterarbeit in Raum- und Infrastruktursysteme MSc Zürich, Januar 2012 Institut für Raum und Landschaftsentwicklung Fachbereich PLUS, Planung von Landschaft und Urbanen Systemen ETH Zürich

Adrienne Grêt-Regamey Betreuung Dr. Ulrike Wissen Hayek Noemi Neuenschwander Thomas M.

2 VORWORT Die vorliegende Masterarbeit entstand im Rahmen des Masterstudiengangs Raumentwicklung und Infrastruktursysteme an der Professur für Planung von Landschaft und Urbanen Systemen an der ETH Zürich. Anstoss für diese Arbeit war nebst meiner Begeisterung für die Erstellung und den Einsatz von Visualisierungen im Umfeld der Planung mein persönliches und fachliches Interesse an der Frage, wie wir die Landschafts- und insbesondere auch unsere Siedlungsentwicklung in Zukunft nachhaltig gestalten können. Zwar ist die Forderung nach einer nachhaltigen Raumentwicklung in der Schweiz seit längerem gesetzlich verankert, jedoch existieren immer noch offene Fragen darüber, wie eine nachhaltige Raumentwicklung auszusehen hat und wie diese umgesetzt werden kann. Zur Klärung dieser Fragen besteht dringender Forschungsbedarf, sollen auch künftige Generationen geeignete Rahmenbedingungen antreffen, um ihre Bedürfnisse zu befriedigen. Im Rahmen des Projekts SUPat Nachhaltige Stadtentwicklungsmuster des Nationalen Forschungsprogramms NFP65 Neue Urbane Qualität wird exemplarisch untersucht, wie die Schweizer Städte nachhaltig geplant werden können. Im Kontext SUPat erhielt ich die Gelegenheit, interaktive 3D Visualisierungen verschiedener Siedlungsverdichtungsszenarien zu erstellen und die Eignung dieser Visualisierungen für den Einsatz als Kommunikationsgrundlage in der partizipativen Planung zu untersuchen. Ich möchte an dieser Stelle allen Personen, die mich im Laufe meiner Masterarbeit unterstützt haben, herzlich danken. Ein besonderer Dank geht an Prof. Dr. Adrienne Grêt-Regamey für die Ermöglichung dieser Arbeit, für die Zurverfügungstellung von Daten und weiteren Materialien sowie für die Bereitstellung eines Arbeitsplatzes während der Erarbeitung meiner Masterarbeit. VORWORT I

Anstoss für diese Arbeit war nebst meiner Begeisterung für die Erstellung und den Einsatz von Visualisierungen im Umfeld der Planung mein persönliches und fachliches Interesse an der Frage, wie wir

3 Für die Betreuung meiner Masterarbeit wie auch für die wertvollen Anregungen und Ratschläge im Verlaufe des Arbeitsprozesses möchte ich mich bei Dr. Ulrike Wissen Hayek herzlich bedanken. Ein grosses Dankeschön geht auch an Noemi Neuenschwander, die mich während meiner Masterarbeit in inhaltlichen Fragen stets fachkundig begleitet hat und mich bei der Bearbeitung meines Themas dank wichtigen Inputs und wertvollem Feedback entscheidend weitergebracht hat. Für die Hilfsbereitschaft und die kompetente Betreuung in technischen Angelegenheiten möchte ich Thomas Klein herzlich danken. Einen Dank möchte ich auch allen Interviewpartnern aussprechen für ihre Bereitschaft zur Teilnahme an den Befragungen sowie für ihr engagiertes Mitwirken im Laufe der Interviews. Abschliessend möchte ich einen grossen Dank an meine Familie, meine Freunde und an meinen Partner richten für ihre immerwährende Unterstützung im Verlaufe meines Studiums. Zürich, Januar 2012 Nicole Hürlimann VORWORT II

wichtigen Inputs und wertvollem Feedback entscheidend weitergebracht hat. Für die Hilfsbereitschaft und die kompetente Betreuung in technischen Angelegenheiten möchte ich Thomas Klein herzlich danken.

4 ZUSAMMENFASSUNG Angesichts der stetigen Ausweitung der Siedlungsgebiete und dem damit verbundenen Verlust an Freiräumen ist in den letzten Jahren vermehrt Kritik laut gewo r- den. Zum Schutze unserer Freiräume wird deshalb vermehrt gefordert, bestehende Siedlungsgebiete baulich weiter zu verdichten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit Hilfe prozeduraler Visualisierung verschiedene Szenarien der Siedlungsverdichtung modelliert. Ziel der Arbeit war die Entwicklung interaktiver 3D Visualisierungen, die im Kontext von partizipativen Planungsprozessen zur Beurteilung unterschiedlicher Szenarien der Siedlungsverdichtung eingesetzt werden können. Im Rahmen der Arbeit wurde schliesslich eine erste Einsatzerprobung der Visualisierungen durchgeführt. Die Erstellung der interaktiven Visualisierungen erfolgte mit Hilfe einer prozeduralen Visualisierungstechnik. Prozedurale Techniken werden heute vor allem in der Game- und Filmindustrie eingesetzt, im Bereich der Planung sind sie jedoch noch wenig erprobt. Ein besonderes Augenmerk galt deshalb auch der Beurteilung der Eignung dieser Visualisierungstechnik für den Einsatz in der Planung. Zur Beurteilung der Szenarien im Rahmen partizipativer Planungsprozesse wurden verschiedene Indikatoren ins Modell implementiert. Zusätzlich wurden zur Bewertung des ästhetischen Erscheinungsbildes fotorealistische Visualisierungen der Verdichtungsalternativen erarbeitet. Um die Eignung der Visualisierungen für den Einsatz im Rahmen partizipativen Planungsprozessen zu untersuchen, wurden mit ve r- schiedenen Experten und Interessenvertreter Interviews durchgeführt. Die Untersuchung hat gezeigt, dass prozedurale Visualisierungen ganz neue Möglichkeiten der Interaktivität eröffnen. Ein besonderer Mehrwert liegt insbesondere darin, dass die Interaktivität zu einem besseren Verständnis komplexer Zusammenhänge beitragen kann. Die Ergebnisse der Untersuchung weisen zudem darauf hin, dass die Visualisierungen den Kommunikationsprozess anregen können. Anhand der Interviews konnten aber auch einige Problembereiche identifiziert werden. Als problematisch haben sich insbesondere die Informationsdichte sowie die Anfor- ZUSAMMENFASSUNG III

Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit Hilfe prozeduraler Visualisierung verschiedene Szenarien der Siedlungsverdichtung modelliert.

5 derungen an die technische Infrastruktur erwiesen. Grundsätzlich haben sich die erstellten Visualisierungen als geeignet erwiesen, da sie einen klaren Mehrwert für die Planung bringen. Um einen reibungslosen Einsatz in der partizipativen Planung sicherzustellen, müssen die offenen Fragen im Rahmen weiterführender Untersuchungen geklärt werden. ZUSAMMENFASSUNG IV

einen klaren Mehrwert für die Planung bringen.

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7 INHALT EINLEITUNG AUSGANGSLAGE ZIELE DER ARBEIT VORGEHEN AUFBAU DER ARBEIT THEORETISCHER HINTERGRUND EINSATZ VON VISUALISIERUNGEN IN DER PARTIZIPATIVEN PLANUNG VISUALISIERUNGSTECHNIK EINSATZ VON INDIKATOREN ZUR NACHHALTIGKEITSBEURTEILUNG ERSTELLUNG INTERAKTIVER UND STATISCHER VISUALISIERUNG WORKFLOW RÄUMLICHE, INHALTLICHE UND ZEITLICHE ABGRENZUNG MODELLIERUNG UND VISUALISIERUNG ERFAHRUNGSBERICHT UND EIGNUNGSBEURTEILUNG EVALUATION METHODENWAHL KRITERIEN ZUR EIGNUNGSBEURTEILUNG DATENERHEBUNG DATENAUFBEREITUNG DATENAUSWERTUNG ERGEBNISSE DER DATENAUSWERTUNG SCHLUSSFOLGERUNG UND AUSBLICK EIGNUNGSBEURTEILUNG AUSBLICK LITERATUR ANHANG... A INHALT VI

..15 3 ERSTELLUNG INTERAKTIVER UND STATISCHER VISUALISIERUNG... 16 3.1 WORKFLOW...16 3.2 RÄUMLICHE, INHALTLICHE UND ZEITLICHE ABGRENZUNG...18 3.3 MODELLIERUNG UND VISUALISIERUNG...20 3.

8 ABBILDUNGEN ABBILDUNG 1: BEBAUUNGSTYPOLOGIE KERNSTADT ZÜRICH (LINKS) UND AGGLOMERATION ZÜRICH (RECHTS)....2 ABBILDUNG 2: VORGEHENSSCHEMA...5 ABBILDUNG 3: DARSTELLUNG VORGESCHLAGENER LANDSCHAFTSVERÄNDERUNGEN VON HUMPHRY REPTON...7 ABBILDUNG 4: SCHEMATISCHER AUFBAU EINER SHAPE GRAMMAR ABBILDUNG 5: WORKFLOW ABBILDUNG 6: LAGE DES UNTERSUCHUNGSGEBIETS ABBILDUNG 7: SEITLICHES LUFTBILD DES UNTERSUCHUNGSGEBIETS ABBILDUNG 8: BENUTZEROBERFLÄCHE DER SOFTWARE CITYENGINE ABBILDUNG 9: INTEGRATION VON DHM UND STRASSEN NETZWERK IN DIE CITYENGINE ABBILDUNG 10: MODELLAUFBAU ABBILDUNG 11: MODELLAUFBAU ABBILDUNG 12: BEISPIEL EINES EINFAMILIENHAUSPATTERN ABBILDUNG 13: GEBÄUDETYPEN MIT ENTSPRECHENDER FREIRAUMTYPOLOGIE FÜR DEM IST ZUSTAND ABBILDUNG 14: VERGLEICH ZWEIER VEGETATIONSMODELLE MIT UNTERSCHIEDLICHER POLYGONANZAHL ABBILDUNG 15: GEBÄUDETYPEN MIT ENTSPRECHENDER FREIRAUMTYPOLOGIE FÜR DIE SZENARIEN ABBILDUNG 16: BEISPIEL EINER PROZEDURAL GENERIERTEN VISUALISIERUNG ABBILDUNG 17: BEISPIEL EINER FOTOREALISTISCHEN VISUALISIERUNG ABBILDUNG 18: DETAILGRAD 1 (LINKS) UND DETAILGRAD 2 (RECHTS) ABBILDUNGEN VII

.. 17 ABBILDUNG 6: LAGE DES UNTERSUCHUNGSGEBIETS... 18 ABBILDUNG 7: SEITLICHES LUFTBILD DES UNTERSUCHUNGSGEBIETS... 19 ABBILDUNG 8: BENUTZEROBERFLÄCHE DER SOFTWARE CITYENGINE.

9 TABELLEN TABELLE 1: TYPISCHE PFLANZEN IM UNTERSUCHUNGSGEBIET TABELLE 2 ÜBERSICHT ÜBER DIE VERDICHTUNGSSTRATEGIEN IN DEN VIER SZENARIEN TABELLE 3: GLIEDERUNG DES INTERVIEWABLAUFS TABELLE 4: ABGELEITETES KATEGORIENSYSTEM ZUGUNSTEN DER BESSEREN LESBARKEIT WURDE GRUNDSÄTZLICH AUF EINE GESCHLECHTERSPEZIFISCHE AUSDIFFERENZIERUNG VON PERSONENBEZEICHNUNGEN VERZICHTET. ALLE BEZEICHNUNGEN SIND IN DER MÄNNLICHEN FORM GESCHRIEBEN UND GELTEN IM SELBEN SINN FÜR DIE WEIBLICHE FORM. TABELLEN VIII

.. 39 TABELLE 4: ABGELEITETES KATEGORIENSYSTEM.

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