1. Datenverarbeitung in der Stadtplanung AG "EDV in der Stadtplanung" praxisorientierte Ansätze - ein Diskussionsbeitrag - 1
Mitglieder der AG EDV in der Stadtplanung sind: Götz Eberhard Barth Stadtplanungsamt Esslingen a. N. Dietmar Dütz Stadtplanungsamt Stuttgart Lothar Fringes Stadtplanungsamt Karlsruhe Rainer Kettemann FH Stuttgart (Fachbereich Vermessungswesen) Christian Kuhlmann Stadtplanungsamt Biberach Frank Meier Stadtplanungsamt Ulm Edgar Theurer Tiefbauamt Pforzheim Karl-Heinz Schramm Stadtplanungsamt Bamberg Ralph Schildwächter Universität Kaiserslautern Ständige Gäste: Peter Euler Albert Schultheiß Michael Schönstein Frank Markus Frau Jergens Fa. Mensch und Maschine AG München Fa. eurogis IT-Systeme GmbH Vaterstetten Fa. Autodesk München Fa. C-plan GmbH Steinheim Fa. SynerGIS Folgende ehemalige AG-Mitglieder waren an der Erstellung der 1. Ausgabe dieses Papiers beteiligt: Wolfgang Bortt Prof. Dr. Karl Josef Durwen Thomas Schmidt Fachhochschule Nürtingen Fachhochschule Nürtingen Universität Kaiserslautern (zum damaligem Zeitpunkt) Kontaktadresse: Christian Kuhlmann, Stadtplanungsamt Biberach Telefon: 07351/51-2 70 e-mail: ckuhlmann@biberach-riss.de 2
Inhaltsverzeichnis 1. VORBEMERKUNGEN... 4 2. AUFGABEN EINES STADTPLANUNGSAMTES... 6 2.1 TABELLEN:... 6 2.1.1 Mögliche Aufgaben (Tabelle 1)... 6 2.1.2 Typisierte Darstellung (Tabelle 2)... 6 2.2 LEGENDE... 6 3. EINBINDUNG DER EDV DES STADTPLANUNGSAMTES IN EINE GESAMT- STÄDTISCHE EDV -LANDSCHAFT...10 3.1 AUSGANGSSITUATION...11 3.2 GRUNDLAGEN...12 3.3 KONZEPTION...12 4. EINSATZ VON GEO-INFORMATIONS-SYSTEMEN IN DER STADTPLANUNG.11 4.1 DEFINITION UND ZIEL...16 4.2 DEFIZITE...16 4.3 LÖSUNGSANSÄTZE...18 4.3.1 Orientierung an der Planungsaufgabe...18 4.3.2 Anforderungen an die Daten...19 4.4 INTEGRATION VON 3D-DATEN...22 4.5 AUSWIRKUNGEN AUF DIE ARBEITSABLÄUFE...22 5. FÜHRUNGS- UND BÜRGER-INFORMATIONS-SYSTEME...16 5.1 DEFINITIONEN UND ZIELE...24 5.2 BEITRÄGE DER STADTPLANUNGSÄMTER...24 5.3 ZUGANG ZU INFORMATIONEN...25 5.4 DATENSCHUTZ...26 5.5 ORGANISATORISCHE EINBINDUNG...26 6. WIRTSCHAFTLICHKEIT UND QUALITÄTSSTEIGERUNG DES EDV- EINSATZES BEIM STADTPLANUNGSAMT...27 6.1 AUSWIRKUNGEN DES EINSATZES DER EDV...27 6.2 WIRTSCHAFTLICHKEIT...28 6.3 ZUSAMMENFASSUNG...29 7. PERSPEKTIVEN...30 7.1 WANDEL DER ORGANISATIONSSTRUKTUR IN DER VERWALTUNG...30 7.2 ANGLEICHUNG UNTERSCHIEDLICHER SOFTWAREKONZEPTE...30 7.3 ENTWICKLUNG DREIDIMENSIONALER PLANUNGSTECHNIK EN...31 7.4 GIS IM INTERNET UND INTRANET...32 7.4.1 Bisherige Entwicklungen...32 7.4.2 Anforderungen an Internet-basierende GIS-Lösungen...32 7.4.3 Fazit...34 Anlage 8. KRITERIENKATALOG FÜR DIE BEWERTUNG VON CAD-SYSTEMEN IM BEREICH STADTPLANUNG...36 8.1.1 Anforderungen...37 9. INTERNET/INTRANET-GLOSSAR...39 3
2. Vorbemerkungen Zielsetzung der Arbeitsgruppe Die Entwicklung anwenderbezogener Konzepte, Positionen und Anforderungen aus der Sicht der Stadtplanung und deren Darstellung dies ist die Zielsetzung der Arbeitsgruppe Stadtplanung und EDV (eine Unterarbeitsgruppe beim Städtetag Baden-Württemberg). Mit dieser Broschüre wird eine überarbeitete, 2. Auflage des 1995 erstmals veröffentlichten Papiers vorgelegt. Zielsetzung ist es, grundsätzliche Frage- und Problemstellungen im Zusammenhang mit dem EDV-Einsatz im Arbeitsfeld der Stadtplanung (und hier überwiegend im Bereich der Kommunalverwaltung) anzugehen. Zielgruppen sind deshalb im wesentlichen Mitarbeiter in Planungsämtern, angesprochen werden aber auch alle im Themenfeld der Stadt- und Regionalplanung tätigen Planer. Teilaspekte dieses Themenkomplexes, wie z. B. die Frage nach einem geeigneten CAD- oder GIS-System für die Stadtplanung, werden in dieser Broschüre bewußt nicht behandelt. Hier sei auf entsprechende Veröffentlichungen hingewiesen, darüber hinaus können die AG-Mitglieder, die über entsprechende Erfahrungen verfügen, direkt angesprochen werden. Hilfestellung bietet auch die in Anlage beigefügte Ausarbeitung Kriterienkatalog für die Bewertung von CAD-Systemen im Bereich Stadtplanung. Bedeutung eines gesamtstädtischen EDV-Konzeptes Im Bereich der Graphischen Datenverarbeitung befinden sich viele Stadtplanungsämter bzw. Planungsbüros erst in den Anfängen bzw. erwägen den Einsatz der neuen Technik. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die grundsätzliche Weichenstellung, das dem Technikeinsatz zu Grunde liegende Konzept von entscheidender Bedeutung für Effizienz und Wirtschaftlichkeit ist. Fehlinvestitionen, Akzeptanzprobleme, Datenverluste und Verzögerungen können bei einem auf die Belange der Stadtplanung und gegebene Rahmenbedingungen abgestimmten Konzept minimiert werden. Die Anforderungen an ein EDV-Konzept müssen vom Anwender, hier das Planungsbüro oder das Stadtplanungsamt, formuliert werden. Welche Aufgaben wie nicht die technische Lösung, sondern das Handling, die Möglichkeiten mit Hilfe der EDV optimal unterstützt werden können, kann letztendlich nur vom Anwender beantwortet werden. EDV-Experten, die die technischen Randbedingungen und Möglichkeiten kennen, sind als Berater hinzuzuziehen. Basierend auf einem Anforderungsprofil ist dann gemeinsam ein Konzept zu entwickeln. Formulierung eines Anforderungsprofils GIS, Bürger, und Führungsinformationssysteme Mit dieser Broschüre soll eine Hilfe zur Formulierung eines Anforderungsprofils und eines daraus abgeleiteten Konzeptes gegeben werden. Es beginnt deshalb mit einer Zusammenfassung der im Normalfall in einem Stadtplanungsamt (in Teilen auch in einem Planungsbüro) anfallenden Aufgaben. Uns ist bewußt, daß das Aufgabenprofil von Kommune zu Kommune unterschiedlich ist. Um zu grundsätzlichen Aussagen zu kommen, wurde hier der Versuch einer Strukturierung und Zusammenfassung gemacht. Um die Aufgaben bewältigen zu können, müssen Daten bezogen und weitergegeben werden. Dies bedarf eines entsprechenden Datenbankkonzeptes, das Aussagen dazu trifft, wo welche Daten für wen zur Verfügung stehen bzw. von wem verwaltet werden. Die Themen GIS sowie Bürger- und Führungsinformationssystem stehen hierzu in engem Zusammenhang. Sie werden ausführlich behandelt, da die Konzeption dieser Systeme starke Auswirkungen auf die Tätigkeit und EDV-Konzeption in Stadtplanungsämtern hat. Dort, wo neue übergreifende Systeme aufgebaut werden, sollten diese auf das oben angesprochene Anforderungsprofil abgestimmt werden. Übergreifende Systeme müssen nicht alle denkbaren Fachanwendungen unterstützen, hier ist der Einsatz 4
von optimierten Spezialsystemen (z. B. das CAD-System) in vielen Fällen kostengünstiger und effizienter. Wirtschaftlichkeit des EDV-Einsatzes Am Ende der Broschüre steht die Frage nach der Wirtschaftlichkeit des EDV- Einsatzes. Der Einsatz der modernen Technik kann nicht um seiner selbst Willen geschehen, er muß zu einer Kosteneinsparung und Effizienzsteigerung führen. Auf eine spezielle Frage, die häufig Anlaß zu Mißverständnissen ist, soll noch näher eingegangen werden die Abgrenzung von GIS und CAD: Unterschiede zwischen CAD- und GIS-Systemen Autoren Nach dem Verständnis der Gruppe ist CAD (Computer Aided Design) zunächst ein Konstruktions- und Zeicheninstrument. Es stellt für diese Aufgaben entsprechende Werkzeuge zur Verfügung, so z. B. das Zeichnen bestimmter Geometrien, das Färben von Elementen, Bemassungen und Beschriftungen bis hin zu anspruchsvollen 3D-Darstellungen. Dem gegenüber ist ein GIS (Geographisches Informationssystem) primär eine graphisch ausgeprägte Datenbank, bei der den graphischen Elementen alphanumerische Daten zugeordnet werden können. In der Regel sind mit solchen Systemen graphische oder alphanumerische Auswertungen mit Graphikbezug und Verschneidungen möglich. Die Grenzen zwischen diesen Systemen sind fließend. Es gibt CAD-Systeme mit (außer ihren eigenen geometrischen Eigenschaften) hinterlegten Daten und GIS-Systeme mit CAD Werkzeugen. Beim strategischen Ansatz sollte aber der Unterschied beachtet werden. Die Mitglieder der AG, damit auch die Autoren, sind überwiegend Mitarbeiter in Stadtplanungsämtern, der FH Stuttgart sowie der Universität Stuttgart. Als ständige Gäste der AG brachten Vertreter von Softwarehäusern ihren Erfahrungshintergrund und aktuelle Entwicklungstendenzen ein. Die Erfahrungen der Anwender in der Praxis sowie die Kenntnisse aus Wissenschaft und Softwareentwicklung konnten so zusammenfließen. Die Broschüre erhebt nicht den Anspruch, wissenschaftlichen Anforderungen zu genügen. Es ging vielmehr darum, vorhandene Erfahrungen zu sammeln, auszuwerten und aufzubereiten, um sie so breiteren Kreisen zugänglich zu machen. Die Beiträge sind deshalb als sorgfältig erarbeitete und abgewogene Einschätzungen zu verstehen. 5
3. Aufgaben eines Stadtplanungsamtes Die Darstellungen in Tab. 1 und 2 sind eine Einschätzung der Verfasser aus ihrem aktuellen Erfahrungshintergrund. Sie erheben deshalb keinen Anspruch auf Objektivität, sondern stellen den Versuch dar, mögliche Auswirkungen des EDV- Einsatzes bezogen auf den hier dargestellten Aufgabenbereich aufzuzeigen. Aufgabenfelder und Planabläufe sind von Stadt zu Stadt verschieden Den Verfassern ist bewußt, daß Aufgabenfelder und Strukturierung der Planungsabläufe von Stadt zu Stadt, aber auch besonders in freien Büros von dieser schematischen Darstellung abweichen können. Die Darstellungen beschränken sich daher auf einen typischen Planungsprozeß, unabhängig davon, ob es sich hier um ein Bebauungsplanverfahren oder die Erarbeitung einer städtebaulichen Rahmenplanung handelt. Die Arbeitsschritte, die Beteiligten und die Auswirkungen des EDV-Einsatzes sind in vielen Fällen vergleichbar. Darüber hinaus sind weitere, hier nicht genannte Aufgabenfelder vorstellbar. 3.1 Tabellen: 3.1.1 Mögliche Aufgaben (Tabelle 1) Dargestellt sind die Aufgabenbereiche des Planungsamtes und die zugeordneten EDV-Tätigkeiten. 3.1.2 Typisierte Darstellung (Tabelle 2) Mit der Übersicht typisierte Darstellung der Einsatzmöglichkeiten der EDV im Planungsamt wird der Versuch unternommen, den idealtypischen Ablauf einer Planung sowie weitere Aufgabenfelder schematisch darzustellen. Gleichzeitig werden die Bearbeitungsschritte einzelnen Bearbeitern zugeordnet. 3.2 Legende Zum besseren Verständnis hier einige Erläuterungen zu den einzelnen Aufgabenbereichen laut Tabelle 2: A. Planungsaufgaben Schwerpunktmäßig werden im Planungsamt bzw. Planungsbüro Planungen erstellt und Planungsprozesse betreut. In der Realität stellt sich der Ablauf komplexer und nicht so klar gegliedert dar. Geänderte Rahmenbedingungen und Rückkoppelungseffekte bedingen ständige Modifikationen. B. Informationssammlung und aufbereitung Grundlage für Planungsüberlegungen sind Informationen zur tatsächlichen und erwarteten Entwicklung im Stadtgebiet. Diese Informationen sind breit gefächert (von der Höhe des Randsteins über das Baumkataster bis zur Entwicklung der Haushaltsgrößen). Diese Informationen werden zum größten Teil von Externen bezogen, z. T. selbst erhoben und aufbereitet. 6
Daten zur Stadtentwicklung, planerische Kenndaten (z. B. WE in potentiellen Baugebieten) werden in vielen Fällen noch ohne EDV-Einsatz verwaltet. Der Datenaustausch mit Externen erfolgt überwiegend über Listen. C. Zusatzaufgaben In Abhängigkeit von den Zusatzaufgaben mit ihren individuellen Anforderungsprofilen ist die Auswirkung des EDV-Einsatzes hier im Einzelfall zu prüfen. D. Verwaltungstätigkeiten?? Betreuung von Bebauungsplanverfahren (Übersicht über und Steuerung aller laufenden sowie der Einzelverfahren);?? Stellungnahme zu Baugesuchen, Teilungsgenehmigungen etc.;?? Stellungnahme zu Anfragen von Externen;?? Stellungnahme zu Bebauungsplänen;?? Mittelbewirtschaftung;?? Personal (Krankmeldungen);?? etc.. E. Bauberatung Beratung von Bauherren über die mögliche Bebauung von Baugrundstücken, gestalterische Abstimmungen, Vorprüfungen von Ausnahmen und Befreiungen, etc... F. Besondere Koordinationsaufgaben Für komplexe Vorgaben werden im Einzelfall Projektbetreuer benannt. Aufgabe ist es, alle an einem Planungs- und Bauprozeß Beteiligten (andere Dienststellen und Externe) gemäß einer Zielvorgabe (z. B. Entwicklung eines Wohngebietes in einer bestimmten Zeit mit konkreten Vorgaben) zu koordinieren. G. Wettbewerbsverfahren Vorbereiten, Durchführen und Umsetzen von städtebaulichen Wettbewerben bzw. Gutachterverfahren. H. Bürotätigkeit Telefon, Telefax, Schreibaufgaben, Terminabstimmung, Postverteilung, Materialbeschaffung, etc... I. Systembetreuung Je nach Durchdringungsgrad der EDV, Amtsgröße und Anzahl der EDV-Geräte nur EDV-Management (Service und Betreuung durch externe Stelle), d. h. Konzeption des Einsatzes und Überwachung des Betriebes oder ein eigener Spezialist, der auch Service, Betreuung und Wartung von Hard- und Software übernimmt. 7
Erläuterung der Farben und Raster in den Tabellen 1 und 2: In beiden Tabellen werden die unterschiedlichen Auswirkungen des EDV-Einsatzes anhand der farbigen Umrandung hervorgehoben: Roter Rand = bisherige manuelle Tätigkeiten können bei Einsatz von EDV- Verfahren entfallen Grüner Rand = EDV-Einsatz vereinfacht oder verkürzt bisher manuell ausgeführte Bearbeitungsschritte Blauer Rand = EDV-Einsatz verbessert Bearbeitungsschritte qualitativ gegenüber rein manueller Bearbeitung Enthält die Umrandung verschiedene Farben (blau/grün), so kommen beide Merkmalsänderungen in Betracht (besser / einfacher / schneller). Die Rasterung der farblich gefaßten Felder unterscheidet die Art der EDV- Bearbeitung nach alphanumerischem und / oder graphischem Verfahren. Lesebeispiel: Die in Tabelle 2 aufgeführte manuelle Erstellung eines Arbeitsmodells durch den Modellbauer entfällt bei einer EDV-gestützen Modellsimulation mittels eines graphischen EDV-Verfahrens. Diese manuelle Tätigkeit wird durch EDV ersetzt (evtl. Stelleneinsparung). 8
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4. Einbindung der EDV des Stadtplanungsamtes in eine gesamtstädtische EDV-Landschaft 4.1 Ausgangssituation Einzelschritte bei der Verarbeitung von Informationen Aus dem vorhergehenden Kapitel zum Thema Aufgaben des Stadtplanungsamtes und Einsatzmöglichkeiten der EDV wird deutlich, daß ein erheblicher Teil stadtplanerischer Aufgaben aus der Weiterverarbeitung von Information im weitesten Sinne besteht. Dabei werden im allgemeinen die Einzelschritte Informationssammlung (Beschaffung) Analyse der vorliegenden Informationen auch in ihren Wechselwirkungen Zielformulierung Konzeption vollzogen. Positiver Einfluß der EDV Aufgrund der querschnittsorientierten Aufgabenstellung, des Abwägungsauftrags und der Einbindung in politische Prozesse erreichen die zu bearbeitenden Projekte einen hohen Komplexitätsgrad. Daher rührt u. a. auch die zum Teil sehr lange Bearbeitungsdauer einzelner Projekte. So werden z. B.?? zur Sicherung einer geordneten städtebaulichen Entwicklung und?? zur Erfüllung der gesetzlichen Vorschriften bei der Bearbeitung der Aufgaben, aber auch?? zur Abwägung kontroverser Anforderungen innerhalb des Planungsprozesses Hoher Bedarf an Informationen aus den einzelnen Fachämtern Informationen vieler Institutionen und Interessensgruppen aus den verschiedensten Bereichen benötigt. So werden z. B. im Rahmen der Bauleitplanung Informationen zu den Wohn- und Arbeitsverhältnissen, der Bevölkerungsstruktur und - entwicklung, der Sozialstruktur, der Infrastruktur, dem Denkmalschutz, dem Naturund Umweltschutz etc. verarbeitet. In der Verkehrsplanung werden u. a. Verkehrszählungsdaten, Belastungsprognosen analysiert. 11
Abb. 1: Die unterschiedlichen Informationen aus den einzelnen Fachämtern einer Kommune müssen in einem ämter-übergreifenden Geoinformationssystem zusammengehalten werden. Die Informationen setzen sich aus graphischen und alphanumerischen Daten zusammen. Innerhalb des Planungsprozesses findet eine Zusammenführung dieser unterschiedlichen Informationen zu einer vor allem graphisch orientierten Aussage statt. 4.2 Grundlagen Von der analogen zur digitalen Grundlage Während bisher ohne nennenswerte Technikunterstützung die Bearbeitung sich weitestgehend nur auf analoge Grundlagen (Pläne, Statistiken, Informationssammlungen) stützte, wird sich mit dem Einsatz der EDV auch ein Wechsel in der Form der dargebotenen Grundlagen vom Analogen zum Digitalen vollziehen. Informationen werden schneller verfügbar, besser aufbereitet und gezielter ausgewertet werden können. Dieser Wechsel ist eine bedeutsame Voraussetzung für einen effektiven, kostengünstigen Einsatz der EDV innerhalb des Stadtplanungsamtes. Es ist deshalb notwendig, daß nicht nur das Stadtplanungsamt, sondern auch die anderen Fachämter zukünftig vermehrt ihre Informationen in digitaler Form erstellen, aufbereiten und hinterlegen. Dies setzt jedoch voraus, daß die einzelnen Fachdisziplinen die für sie optimale Hard- und Software zur eigenen Aufgabenerledigung einsetzen. Es ist deshalb anzunehmen, daß die Ergebnisse der einzelnen Fachgebiete nicht in einem einheitlichen Datenformat vorliegen werden. Im Hinblick auf ein langfristig anzustrebendes Geo-Informationssystem müßten sich die jeweiligen Fachämter in ihren Datenstrukturen anpassen, was zum jetzigen Zeitpunkt im allgemeinen noch nicht vorliegt. 4.3 Konzeption Eine Zusammenführung der Daten wie sie bei der Erledigung stadtplanerischer Aufgaben notwendig ist ist abhängig von der gesamtstädtischen EDV- Konzeption. Abbildung 2 stellt eine mögliche Struktur einer gesamtstädtischen EDV-Konzeption dar. 12
Abb. 2: Datenfluß- bzw. Austausch /Intranet / Internet Interner und externer Datenaustausch Aggregation der Daten Um den internen bzw. externen Datenaustausch zu ermöglichen oder zu verbessern, muß ein verwaltungsweites Datennetz geschaffen werden. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Fachanwendungen bzw. Fachinformationssystemen kann jedoch nur funktionieren, wenn geeignete Schnittstellen oder abgestimmte Datenformate zur Verfügung stehen. Dabei ist zu beachten, daß sowohl alphanumerische Daten wie auch graphische Daten mit - aber auch untereinander verknüpft werden. Dies bedarf weitreichender Abstimmungen hinsichtlich der zu übertragenden Daten sowohl innerhalb des jeweiligen Fachamtes als auch zwischen den einzelnen Fachämtern. Als weiteres wesentliches Ziel ist zu fordern, daß sich die unterschiedlichen Fachdaten, die mit den verschiedensten Softwareprodukten erzeugt werden, möglichst verlustfrei und mit geringem Aufwand in andere Systeme übertragen lassen. Dabei sollten auch Aggregationen in unterschiedlichster Weise möglich sein. Diese Anforderungen an den Datenaustausch sind, wenn unterschiedliche Datenformate vorliegen, in beide Konvertierungsrichtungen vom Fachamt zum Stadtplanungsamt und zurück zu stellen, dies auch vor dem Hintergrund, daß die Arbeitsergebnisse ganz oder teilweise in ein zukünftiges Geo-Informationssystem bzw. Intra- oder Internet-Angebot Eingang finden sollen. Daten befinden sich auf unterschiedlichen Aggregationsebenen Hinzu kommt, daß die für die planerische Arbeit relevanten Daten auf unterschiedlichen Aggregationsebenen vorzuhalten sind. So wird z. B. im Planungsamt auf unterschiedlichen Planungsebenen gearbeitet, d. h. auf diesen Ebenen werden verschiedene Daten mit unterschiedlichen räumlichen Bezügen und Detaillierungsgraden nachgefragt. Aus diesem Grund können aus planerischer Sicht drei räumliche Bezugsebenen definiert werden. Die Ebenen beziehen sich auf die in einem zukünftigen GIS möglichen digitalen Planwerke und sind aus der MERKIS-Empfehlung des Deutschen Städtetages abgeleitet. 13
Bezugsebene Maßstab Zugeordnet werden z. B. Automatisierte Liegenschaftskarte (ALK) 1 : 500 Grundstücke/Gebäudedaten Deutsche Grundkarte 1 : 2.500 1 : 5.000 Strukturdaten (kleinteilig) Stadtübersichtskarte 1 : 10.000 1 : 25.000 Strukturdaten (übergeordnet) Abb. 3: Bezugkartenwerke nach dem MERKIS-Konzept in den Raumbezugsebenen, hier am Beispiel der Stadt Heidelberg. Mit dieser Ebeneneinteilung ist der regionale bzw. überregionale Bezug, der gerade für die Flächennutzungsplanung bzw. Generalplanung von Bedeutung ist, außen vorgelassen. Hierzu könnte das bundesweit vorgesehene (und z. B. in Baden- Württemberg verfügbare) ATKIS-System die entsprechende Grundlage bilden. Einheitliche räumliche Bezugsbasis Für die Zusammenführung der Daten ist es unerläßlich, daß alle Beteiligten für ihre Planwerke eine einheitliche räumliche Bezugsbasis verwenden (in aller Regel das Gauss-Krüger-System). Zur Vereinfachung des Planungsprozesses bietet es sich an, digitale Kartengrundlagen vorzuhalten, die als Grundlage jedes Planungsprozesses mit verschiedensten Sachinformationen verknüpft werden können: 14
Abb. 4: Digitale Planungsgrundlagen in der kommunalen Verwaltung 3.3 Auswirkungen Neue Verwaltungsmodelle und ihre Auswirkungen auf die Stadtplanungsämter Bildung einer fachdisziplinübergreifenden Arbeitsgruppe Abschließend ist noch auf die Auswirkungen der derzeitigen Diskussion über die Umstrukturierungsprozesse innerhalb der öffentlichen Verwaltung einzugehen. So sehen die neuen Verwaltungsmodelle die dezentrale Ressourcenverantwortung, eine Abflachung der Hierarchien, die Einführung von Controlling (Verfahrensstände, Projektmanagement) sowie die Budgetierung vor. Dieser Vorgang wird sich auch auf das Stadtplanungsamt auswirken. Die daraus resultierenden Anforderungen an die DV innerhalb des Stadtplanungsamtes sind noch nicht abschließend zu beurteilen. Es ist jedoch zu erkennen, das EDVtechnische Ansätze, die in privaten Planungsbüros Einzug gehalten haben, auch in den Stadtplanungsämtern ihre Umsetzung finden. So z. B. im Projektmanagement oder der Leistungsbeschreibung nach HOAI. Da das Stadtplanungsamt aufgrund üblicher kommunaler Aufgabenverteilung für die Einführung der EDV in der Stadtverwaltung nicht ämterübergreifend zuständig ist, müssen diese Grundanforderungen sehr frühzeitig zwischen den zuständigen Stellen erörtert werden. Zur Realisierung einer EDV-Landschaft in der skizzierten Weise ist die Bildung von ämter- und fachübergreifenden Arbeitsgruppen dringend erforderlich. Ihre vordringliche Aufgabe besteht darin, die stadtweite Datenlandschaft und ihre Anwendungen zu strukturieren. 15
5. Einsatz von Geo-Informations-Systemen in der Stadtplanung 5.1 Definition und Ziel Ein Geo- Informations- System besteht aus Software, Hardware und Daten Ein Geo-Informations-System ist ein rechnergestütztes System, das aus Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm können raumbezogene Daten digital erfaßt und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden. (BILL & FRITSCH 1991) Ziel eines GIS ist die Erfassung, Speicherung und Darstellung von Sach- und Geometriedaten. Hinzu kommen Möglichkeiten zur Modellierung und Analyse. Die interaktive Manipulation, wie z. B. Verschneidungen, steht im Vordergrund. Zu unterscheiden ist ein GIS als Werkzeug von Umwelt-, Planungs- oder Fachinformations-Systemen, bei denen die Zielrichtung, Organisationsform, die Daten usw. hinzukommen. Ein GIS ist in der Stadtplanung nur dann sinnvoll, wenn es in ein umfassendes Kommunales Informations-System (KIS) eingebettet ist. Dies ermöglicht einen umfassenden Datenaustausch mit anderen Ämtern, setzt aber voraus, daß überall die entsprechenden Schnittstellen vorhanden sind, bzw. einheitliche Datenformate definiert sind. 5.2 Defizite Die hier aufgeführten Defizite sollen Ansatzpunkte für Verbesserungsvorschläge sein: Einheitliche Organisationsmodelle für die Datengrundlagen fehlen Unklare Organisationsmodelle (Zuständigkeit für Fachdaten): Mit dem Aufbau digitaler Stadtgrundkarten durch die Vermessungsämter wurde ein Schritt in die richtige Richtung getan. Darüber hinaus ist es notwendig, ein einheitliches Organisationsmodell für die Datengrundlagen, Einzeldaten und Datenpflege der gesamten Stadtverwaltung zu schaffen. Unter Nutzung moderner Datenbanktechnologien (z. B. verteilte Datenbanken) können die Fachdaten dann durchaus von den zuständigen Fachämtern weiterverarbeitet werden. 16
Abb. 5: Durch Nutzung eines relationalen Datenbanksystems (RDBMS) und den Mechanismen verteilter Datenhaltung ist es möglich, daß die Fachamt-spezifischen Daten an ihren Quellen verbleiben. Nachführung und Wartung der Datenbestände Verzögerungen bei der Datennachführung: Die systematische Nachführung und Wartung digitaler Datenbestände wird oft vernachlässigt. Die Aufbereitung und Erfassung anfallender Daten erfolgt zudem oft personell und zeitlich getrennt vom laufenden Verwaltungsbetrieb, was zu Zeitund Informationsverlusten führt. Unklare Vorstellungen über Raumbezugseinheiten: Viele Grunddaten beziehen sich auf unterschiedliche Raumeinheiten (z. B. Grundstück, Baublock, statistischer Bezirk, ökologische Einheiten). Die für analytische Fragen der Stadtplanung notwendige Vergleichbarkeit ist hier bei der automatisierten Bearbeitung mit GIS nicht gewährleistet. Viele Informationen mit geringem Formalisierungsgrad Integrierte Durchführung von Modellrechnungen mit Datenaustausch ist selten Unterschiedliche Form der Daten: Die in den unterschiedlichen Fachbereichen eingesetzten Systeme sind häufig nicht untereinander kompatibel. Die Folge ist, daß von anderen Systemen aus auf Daten nicht zugegriffen werden kann und damit Abfragen und Datenaustausch nicht möglich sind. Bei der Tätigkeit der Stadtplanung fällt ein großer Teil an Informationen mit geringerem Formalisierungsgrad an (Texte, Hinweise, Handskizzen), deren Einordnung in konventionelle Geographische Informations- Systeme nicht möglich ist. Die Gründe liegen einerseits in der Starrheit konventioneller Datenbankmodelle (Tabellenform), andererseits in der schwierigen Zuordnung zu einem Raumbezugssystem. Einseitige Ausrichtung von GIS als Abfragesystem: Geographische Informations-Systeme in der Stadtplanung werden zumeist als Datenspeicher für den schnellen Zugriff auf Grundlagendaten und zur Generierung relativ einfacher Abfragen sowie zur Herstellung von Themakarten genutzt (Beschreibung von Sachverhalten). Die integrierte Durchführung von Modellrechnungen (Lärm- und Schadstoffausbreitung, demographische Modelle) mit Datenübernahme bzw. abgabe an das GIS ist selten. Die Ergebnisdaten der Berechnungen externer Programme können nicht immer für die weitere Verwendung im GIS des Amtes genutzt werden. 17
Keine Unterstützung von 3D- Strukturen Fehlende Verbindung zwischen 2D- und 3D-Welt: Die Stadtplanung kann sich nicht auf die reine 2D/2,5D-Betrachtung der Welt beschränken, sondern benötigt bei vielen Planungsfragen einen 3D-Bezug. Für Simulationen (Kosten, Material, Optimierungsprozesse, Umweltfaktoren, usw. ), photorealistische Visualisierung und Animation und neuerdings auch für den als Rapid Prototyping bezeichneten computergestützten Modellbau sind 3D- Datenmodelle erforderlich. Als Basissystem zur Speicherung von dreidimensionalen Daten gibt es noch kein echtes 3D-GIS. CAD-Programme können diese Aufgaben nur zum Teil leisten, da ein allgemein gültiges 3D- Datenbankmodell fehlt. Abb. 6: Durch Nutzung der VRML-Sprache können 3D-Simulationen und Modelle schnell und kostengünstig realisiert werden. Datenformate für 3D-Datenbestände völlig uneinheitlich Uneinheitliche 3D-Datenbestände: Für 2D-Datenbestände wurden durch Quasi-Standards wie ALK, ATKIS und MERKIS auf der Seite der Datenverwaltung Organisationshinweise gegeben, die aufgrund der fortgeschrittenen Entwicklung der Datenbanktechnologie aus heutiger Sicht nur suboptimal sind, jedoch eine einheitliche Basis bilden können. Gänzlich uneinheitlich erscheint dagegen der Umgang mit 3D-Datenbeständen, deren Datenformate zumeist herstellerspezifisch sind. Methoden zur Erzeugung von 3D- Elementen (parametrisierte Teile) sind absolut verschieden. Darüber hinaus befindet sich die automatisierte Generierung von 3D-Datenbeständen noch in einer frühen Entwicklungsphase (3D-Photogrammetrie und 3D-Laserscannen). 5.3 Lösungsansätze 5.3.1 Orientierung an der Planungsaufgabe Die Planungsaufgabe dient als Bezugspunkt für die Integration raumbezogener Daten Im Mittelpunkt der Arbeiten eines Planungsamtes steht die Planungsaufgabe bzw. das Projekt. Es dient als Bezugspunkt für die Integration raumbezogener Daten (konventionelles GIS), 3D-Daten (CAD bzw. künftiges 3D-GIS) sowie nichtraumbezogener Daten (z. B. Textdokumente, Multimedia-Objekte). Software, die 18
diesen Anspruch unterstützen soll, muß sowohl den Projekt- als auch den Raumbezug erfassen können. Von der datenbezogenen zur aufgabenbezogenen Sichtweise Anpassung der Software an die Arbeitsabläufe These: Durch eine Abwendung von der datenbezogenen Sichtweise hin zu einer aufgabenbezogenen, kann den Bedienungsproblemen begegnet und den Anforderungen an verteiltes Arbeiten entsprochen werden. Dies ermöglicht die Rückkehr zu der dem Planer vertrauten Sicht. Im Mittelpunkt stehen aus verschiedenen Teilaufgaben zusammengesetzte Abläufe, über welche die verschiedenen Ressourcen (Daten und Anwendungen) angesprochen werden können. Die Arbeitsabläufe werden von der Arbeitsgruppe gemeinsam analysiert und in Teilschritte idenzifiziert. Für die Teilschritte werden die notwendigen Ressourcen (z. B. Datenbankinhalte, Analysewerkzeuge, Texteditoren) sowie deren Bedienungs-Modus auf der einheitlichen Benutzeroberfläche definiert und in einem Softwaresystem (sog. Ablaufunterstützungs-System) modelliert. Die benötigten Ressourcen können von verschiedenen Standard-Softwaresystemen bereitgestellt werden (Voraussetzung: Multitasking-Umgebung). Auf die Bedeutung der Internet/Intranet in diesem Zusammenhang wird weiter unten noch eingegangen. Die Abhängigkeit der Teilschritte muß vom System überwacht werden. Eine graphische Repräsentation erlaubt die leichte Orientierung innerhalb der Aufgabenfolge. Unterstützung verteilter Arbeit Bei der Bearbeitung einer konkreten Aufgabe wählt der Planer die erforderlichen Teilschritte aus dem Aufgabenbaum aus und erzeugt auf diese Weise ein Abbild der Teilaufgaben, wobei diese durchaus von verschiedenen Mitarbeitern zu verschiedenen Zeitpunkten ausgeführt werden können (Unterstützung verteilter Arbeit). Der Erfüllungsgrad der Teilaufgaben wird von der Aufgabenverwaltung durch Erfassung der Rückmeldungen aus den Anwendungssystemen überwacht. Die rechnergestützte Aufgabenverteilung erlaubt es, die Arbeits- bzw. Verwaltungsabläufe für Außenstehende transparent zu machen. Darüber hinaus kann sie für Projektmanagement-Funktionen für die Führungsebene genutzt werden. 5.3.2 Anforderungen an die Daten Datenaustausch Einbindung der EDV des Stadtplanungsamtes in ämterübergreifendes GIS Meta-Datenbank Der Erfolg von GIS in der Stadtplanung steht und fällt mit der Einbindung in ein ämterübergreifendes Informations-System. Hierunter ist nicht etwa ein monolithisches proprietäres Datenbanksystem zu verstehen, sondern eine verteilte Datenbank. Der Austausch von Daten zwischen den einzelnen Ämtern erfordert die Ausarbeitung eines Daten- und Organisationsmodells, d. h. es müssen Zugangsrechte, Verantwortlichkeiten, Aktualisierungs-Zeiträume und Bedingungen für die Weitergabe festgelegt werden. Zur Beschreibung der Datenbestände (z. B. Art, Quelle, Generalisierungsgrad/Erhebungsmaßstab, Nachführdatum) ist eine Meta-Datenbank erforderlich. Für lokale Arbeiten der Fachämter können weiterhin spezifische Formate und Softwarepakete genutzt werden. Die einzelnen Fachämter sind zugleich Kunden und Lieferanten für das Informations-System. Dementsprechend stark berücksichtigt werden müssen deshalb auch ihre fachspezifischen Anforderungen. Die Stadtplanung nutzt 19
aufgrund ihrer integrativen Arbeitsweise vermutlich den größten Durchschnitt der Daten. Das Ressortdenken muß aufgegeben werden Ein funktionierendes Kommunales Informations-System erfordert die Aufgabe des weit verbreiteten Ressortdenkens. Alle Daten müssen von den einzelnen Ämtern zur Verfügung gestellt werden, soweit nicht datenschutzrechtliche Gründe dagegen sprechen. Die Daten müssen aufbereitet werden Grundsätzlich stellt sich die Frage, ob jedes Amt in der Lage ist, die Daten eines anderen richtig zu interpretieren. Durch unterschiedliche Interpretationen von Begriffen, unzureichende Methoden und den Verlust des Kontextes kann es zu erheblichen Fehlinterpretationen kommen, so daß u. U. eine Aufbereitung der Daten notwendig wird. Grundforderungen zur Reduzierung von Fehlinformationen Definitionen sind schärfer zu fassen Kontext der Daten muß erhalten bleiben Definitionen sind unbedingt schärfer zu fassen und zu vereinheitlichen, weil derzeit unter vielen Begriffen andere Inhalte stehen können, die keine direkte Vergleichbarkeit zulassen. Der Kontext der Daten und Quellen muß möglichst weitgehend erhalten bleiben. Zumindest muß die Dokumentation der Quellen in umfassender und transparenter Form selbstverständlich sein. Abb. 7: Durch die Integration eines Controllers wird gewährleistet, daß die Daten möglichst nahe am Quellformat bleiben Daten sollten möglichst nahe an der Quelle bleiben Die Organisation der Datenhaltung sollte aus fachlicher Sicht auf gewachsenen Strukturen aufgebaut sein: Die Daten sollten immer möglichst nahe an der Quelle bleiben, also etwa bei den jeweiligen Fachbehörden, Abteilungen, Spezialisten, und nicht in Datenzentralen und anonymen Sammelstellen, denn diese Nähe von Quelle und Kompetenz bedingt die größte sachliche Kontrolle. 20