Kommunales Flächenmonitoring - Herausforderungen und Lösungsansätze des IÖR-Monitors - Dr. Gotthard Meinel Forschungsbereichsleiter Monitoring ...
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Kommunales Flächenmonitoring –
Herausforderungen und
Lösungsansätze des IÖR-Monitors
Dr. Gotthard Meinel
Forschungsbereichsleiter Monitoring
Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung, Dresden
Leibniz-Institut
für ökologische Raumentwicklung
(IÖR)
Überblick
Gegründet 1992
Außeruniversitäres raumwissenschaftliches Forschungsinstitut, interdisziplinäre Forschung
Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft
131 Beschäftigte und 8 Stipendiat*innen (2020)
Budget: ca. 10,8 Mio. Euro, davon 4,2 Mio. Euro Drittmittel (2019)
Enge Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Dresden
und der United Nations University (UNU-FLORES)
Zahlreiche universitäre und außeruniversitäre Kooperationen
sowie Beteiligungen an Netzwerken im In- und Ausland
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021
Forschungsthemen
Nachhaltigkeits-Transformationen in Städten und Regionen
Wandel und Management von Landschaften
Ressourceneffizienz von Siedlungsstrukturen
Umweltrisiken in der Stadt- und Regionalentwicklung
Wirtschaftliche Aspekte der ökologischen Raumentwicklung
Monitoring der Siedlungs- und Freiraumentwicklung
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Einführung
Warum Flächenmonitoring?
Anhaltende Flächenneuinanspruchnahme
Zersiedlung
Landschaftszerschneidung
Bodenversiegelung
Nachhaltigkeits-, Biodiv.-Strategie,
Klimaschutzprogramm verlangen
Begrenzung SuV-Zuwachs
Innen- vor Außenentwicklung
Brachflächennutzung
Nachverdichtung
INSPIRE verlangt Quelle: Umweltbundesamt, 2020
EU-weite Abstimmung der Geoprodukte
Trennung von Flächennutzung und -bedeckung
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Zielsetzung
Anforderungen an ein Monitoring der
Flächennutzungsentwicklung
Abbildung der tatsächlichen Flächennutzung und deren
Änderungen so aktuell und genau wie möglich
Bilanzierung des Flächennutzungswandels (Triebkräfte)
Ausweisung kleinräumig robuster Zahlen für Gemeinden
teilstädtische Räume und freie Geometrien
Verortung der Veränderung
Aussagen zur baulichen Dichte, Nachverdichtungs- und
Innenentwicklungspotentiale, Verhältnis von Innen- zu
Außenentwicklung, Bodenversiegelung, Zersiedelung
und Landschaftsqualität, Gebäudebestand
Differenzierte Gebäudebestandsinformationen
Informationen zu Energieflächen (WKA, Photovoltaik,
Energiepflanzen usw.)
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Herausforderung Flächenmonitoring
Jährliche Veränderungen sind bedeutungsvoll, aber im
extrem gering
-> hohe Anforderung an Messgenauigkeit
Zeitverzögerte Ergebnisbereitstellung
-> schnelle Prozessierung nach Datenbereitstellung
Messen was wirklich gebraucht wird
-> Primär- statt Sekundärdaten
Laufende Veränderung der Geodatenmodellierung
-> Berücksichtigung im Monitoring
Gute Akteursinformation
-> verständliche adressatengerechte Aufarbeitung
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Informationsbedarfe und
Geobasisdaten
Informationsbedarf: Gebäudebestands-,
Flächennutzungs- und Verkehrsinfrastrukturentwicklung
Informationspotenzial der Geobasisdaten ATKIS, ALKIS,
HU-DE, HK-DE, LoD1-DE/LoD2-DE hoch aber noch
ungenügend genutzt
Problem: Geobasis- und -fachdaten häufig noch
unzureichend harmonisiert (insbesondere ALKIS, HU-DE,
LoD-DE, Überschwemmungsgebiete)
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Datengrundlagen Flächenmonitoring
Deutschland
Landbedeckungsmodell Deutschland (LBM-DE)
Liegenschaftskataster (ALKIS)
Landschaftsmodell (ATKIS Basis-DLM)
Europa
Land use and cover survey (LUCAS)
Copernicus Land Services (HRS Layer)
Weltweit
Global Human Settlement Layer (GHSL)
Global Urban Footprint (GUF)
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Probleme der amtl. Flächenerhebung
Sekundärstatistik auf Katastergrundlage ALB/ALKIS
Inaktualitäten
Inhomogenitäten (fast 300 Katasterämter in D)
Aktualität (TN-Korrekturen kostenpflichtig)
Veränderung der Erfassungsgrundlagen COLIDO-
>ALB->ALKIS
Geringe Belastbarkeit der Zeitreihen der Statistik!
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ATKIS Basis-DLM – Grundlage für
Flächennutzungsmonitoring
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 (Monitoring des Gebäudebestandes
Monitoring der Flächennutzung benötigt auch
detaillierte Daten des Gebäudebestandes
(Verhältnis Innen- zu Außenentwicklung,
Zersiedlung, Stofflager Ressourcenverbrauch etc.)
Gebäudestatistik ungenügend räumlich (nicht
untergemeindlich) und thematisch (nur
Wohngebäudebestand) aufgelöst
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Übersicht Gebäude-Geobasisdaten
Hausumringe Hauskoordinaten 3D-
Gebäudemodell
Produktkurz- HU-DE HK-DE (GA) LoD1-DE/LoD2-DE
bezeichnung
Verfügbar seit 2011 2011 LoD1 (2011), LoD2 (2020)
Dateiformat ESRI-Shapedatei ASCII, csv-Dateien xml-Dateien
Speicherbedarf Ca. 13 GB Ca. 2,5 GB Ca. 380 GB
Feature-Typ Polygon Punkt City-GML-Objekte
Feature-Anzahl ~ 55,6 Mio. (2018) ~ 22,5 Mio. (2018) ~ 63,7 Mio. (2018)
Attribute nur Amtlicher 25 Attributfelder, davon Umfangreiche Attribute, u.a.
Gemeindeschlüssel (AGS) zwei für zu Nutzung und Mtadaten
und Regionalschlüssel Hochwert/Rechtswert der
(RS) Adress-Koordinaten und ein
Qualitätsattribut
Referenzsystem ETRS 1989 UTM Zone 32 und 33
Stichtag Länderdatenauszug jeweils am 01.04. jeden Jahres
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Probleme des Gebäudemonitorings
Monitoring muss verschiedene Daten zusammenführen
Voraussetzung homogene und konsistente
Datenmodellierung
Qualitätsuntersuchungen zeigten Probleme mit:
• Modellierung (z.T. Bauteile, Balkone, unterirdische
Gebäude in HU enthalten)
• Topologie (z.T. Überlappungen in HU)
• Thematische Genauigkeit (z.T. adressierte Garagen in
GA)
• Aktualität (z.T. veraltete Nutzungsdaten in den LoD1)
Vor der Analyse ist eine Datenharmonisierung nötig
AdV ist um Standardisierung bemüht
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Beispiel: Anzahl Polygone HU-DE www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021
Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung
(IÖR-Monitor)
Dauerhafte wiss. Dienstleistung zur Politik-
und Gesellschaftsberatung
Fokus: Flächennutzung und Nachhaltigkeit
Räumlich und zeitlich vergleichbare
Darstellung der Flächennutzungsstruktur und
–entwicklung
Indikatorenbasierte Beschreibung
Flächendeckend für Deutschland
Hohe Auflösung: adm. Einheiten bis
Gemeinde, Rasterkarten bis 100 m
Rasterweite
Visualisierung interaktiver Karten, Tabellen,
Statistiken, Graphiken im Internet
Nutzung von ATKIS Basis-DLM, LBM-DE, HU,
GA, LoD1/2, VG25, TopPlus
Geodiensteangebote WFS/WMS/WCS
Online seit 2010
Beitrag zur Open Data-Initiative des Bundes
www.ioer-monitor.de
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Was leistet der IÖR-Monitor? Setzt hochauflösende amtliche Geodaten für deutschlandweite Analyseprozesse ein Kombiniert Geobasis-, Geofach- und Statistikdaten Visualisiert die Ergebnisse kostenfrei im Internet Stellt ca. 90 Indikatoren bereit, davon ca. 35 auch als Rasterkarte bis 100m Auflösung (Stand: 4/2021) Lange Zeitreihen (derzeit 15 Zeitschnitte ab 2000) WFS, WCS- und WMS-Dienste der Indikatoren zur Einbindung in GIS Jährliche Monitor-Basiskarten der Flächennutzung (2,5m Raster) Deckt bestehende Probleme der Geobasisdaten auf - Inhomogenitäten in Raum und Zeitreihe www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021
Warum ist der IÖR-Monitor für die
Städtestatistik so interessant?
Dank flächendeckender deutschlandweiter Daten sind räumliche Vergleiche
mit anderen Städten mögliche
Durch lange Zeitreihen sind Entwicklungsvergleiche möglich
Durch ein riesiges Indikatorenset können verschiedenste Aspekte
beleuchtete werden
Durch die hohe räumliche Auflösung (untergemeindliche Daten und 100m-
Raster) sind stadtteilräumliche Untersuchungen möglich
Durch Geodienste können die Daten in eigenen GI- und statistische
Systeme eingebunden werden
Durch die Verknüpfung mit sozialwissenschaftlichen Paneldaten (SOEP und
ALLBUS/Gesis) mittels SoRa sind neuartige Auswertungen möglich
Die Datenaktualisierung im IÖR-Monitor ist auch in Zukunft gesichert
(RatSWD-Akkreditierung und Teil der entstehenden NFDI)
Der IÖR-Monitor wird ständig weiterentwickelt und ist offen für
Nutzeranregungen (neue Indikatoren, verbesserte Funktionalität)
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Überblick Indikator- kategorien www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021
Flächenschema IÖR-Monitor www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021
Monitor der Siedlungs- und
Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor)
Bodenversiegelungsgrad (Städte > 50.000 Einw., 2018)
Siedlungsdichte (Städte > 50.000 Einw., 2020)
Hemerobie (Städte >50.000 Einw., 2018)
Reliefvielfalt (Städte > 50.000 Einw.)
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Ausgewählte Analyseergebnisse des
IÖR-Monitors
Flächenneuinanspruchnahme, Siedlungsdichte, BodenversiegelungFlächenverbrauch in der gesellschaftlichen Debatte
Sächsische Zeitung 4.6.2018
Der Spiegel 18/2018
Süddeutsche Zeitung 3.6.2018
https://betonflut-eindaemmen.de/
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Flächenneuinanspruchnahme –
Nachhaltige Flächennutzung
Nachhaltigkeitsindikatoren Flächennutzung
Anstieg der Siedlungs- und Verkehrsfläche
• Begrenzung auf unter 30 Hektar am Tag bis 2030
• Flächenkreislaufwirtschaft bis 2050
Freiraumverlust
• Reduzierung des Rückgangs des Freiraums je
Einwohner
Siedlungsdichte
• Stabilisierung der Siedlungsdichte durch
flächensparende Maßnahmen
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Flächenneuinanspruchnahme und Flächensparziele
bSUV SUV Ziel SUV
Ziel: Begrenzung auf unter 30 ha/d Land
[ha/d] [ha/d] [ha/d]
Baden-
6.2 7.3 3
Verlauf der Flächenneuinanspruchnahme in Deutschland Württemberg
Bayern 12.8 14.6
75 63,0 62,9 62,8 65,7 63,9
61,8 59,5 Berlin 0.1 0.3
60
62,0 Brandenburg 1.9 1.5
45 52,5 54,8 57,1 57,9 55,7 57,1
Bremen 0.1 0.01 0.1-0.3
ha/d
30 Hamburg 0.2 0.3
15 Hessen 1.7 2.2 2.5
bSuV SuV Mecklenburg-
0 4.0 4.3 1.2
Vorpommern
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Niedersachsen 7.7 8.5 3
Nordrhein-
Anteil der Nutzungsarten an der Flächenneuinanspruchnahme 6.1 6.4 5
Westfalen
75 Rheinland-Pfalz 2.6 3.0 1
60 Saarland 1.6 1.4 472 m²/Ew.
45
ha/d
Sachsen 4.1 4.3 2
30
Sachsen-Anhalt 2.3 2.4
15
0 Schleswig-
2.2 2.4 1.3
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Holstein
Thüringen 3.6 0.9
Baulich geprägte Fläche Verkehrsfläche Siedlungsfreifläche
Bundesrepublik 57.1 59.5 30
Flächenneuinanspruchnahme insgesamt leicht rückläufig
baulich geprägte Flächen leicht zunehmend
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Freiraumverlust pro Einwohner
Ziel: Reduzierung des Rückgangs des Freiraums
je Einwohner
Mittlerer jährlicher Freiraumverlust je Einwohner
12
10
8
6
Quadratmeter
4
2
0
BW BY BE BB HB HH HE MV NI NW RP SL SN ST SH TH D
-2
-4
-6
2011 2013 2014 2015 2016 2017
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Entwicklung der Siedlungsdichte
104
102
Bevölkerung / Siedlungsdichte
100
Einwohner
98
96
94 Siedlungsdichte
92
90
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Siedlungsdichte Bevölkerung
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Entwicklung der Siedlungsdichte
Wohndichte
(Einwohner pro Wohnbaufläche und
Fläche gemischter Nutzung)
Änderung in Prozent 2008-2015
Ebene Verbandsgemeinde
Ballungsräume mit Zugewinn
ländliche Regionen großflächiger
Rückgang, v.a. Mitteldeutschland,
Norden
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Siedlungsdichte
Ziel: Stabilisierung der Siedlungsdichte durch
flächensparende Maßnahmen
Einw. pro
Einw. pro SuV
Rang Kreisfreie Stadt Wohnbaufläche
[Ew./km²]
[Ew./km²]
1 München 6 348 13 391
2 Stuttgart 5 868 12 997
3 Berlin 5 761 12 445
4 Offenbach am Main 5 560 13903
5 Frankfurt am Main 4 948 15 284
6 Freiburg im Breisgau 4 934 12 201
7 Mainz 4 834 10 981
8 Düsseldorf 4 826 11 978
9 Heidelberg 4 685 11 787
10 Nürnberg 4 590 11 444
...
23 Leipzig 3 905 10 097
24 Dresden 3 905 8 636
...
102 Dessau-Roßlau 1 821 4 491
103 Salzgitter 1 802 4 923
104 Emden 1 755 4 824
105 Wilhelmshaven 1 705 5 056
106 Suhl 1 626 4 145
107 Brandenburg an der Havel 1 598 4 404
Siedlungsdichte und Wohndichte in kreisfreien Städten 2016
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Extremwerte Siedlungsdichte
Gemeinde Rang Siedlungs- Veränderung von Dichte auf Anteil Wohn- und
dichte 2015 2011 zu 2015 Wohn- und Mischfläche an
Mischfläche Gemeindefläche
2015
München 1 6.293 312 13.324 35,0
Stuttgart 2 5.842 169 12.884 23,4
Steinbach (Taunus) 3 5.710 -149 11.332 21,1
Berlin 4 5.669 169 12.334 32,0
Offenbach am Main 5 5.521 250 13.813 20,0
….
Dresden 90 3.907 132 8.673 19,1
….
Scharfbillig 11.090 84 9 1.096 1,4
Friedrichsgabekoog 11.091 83 1 307 2,0
Hörsten 11.092 63 -4 535 1,1
Peenemünde 11.093 40 -4 1.275 0,7
Büttel 11.094 25 0 251 1,4
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Entwicklung der Siedlungsdichte
Änderung der Siedlungsdichte 2011-2015
Kombinierte Gemeinde- und Wachstumstypen
5,0
0,0
-5,0
Prozent
-10,0
-15,0
-20,0
Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landgemeinde
überdurchnittlich wachsend wachsend
keine eindeutige Entwicklungsrichtung schrumpfend
überdurchschnittlich schrumpfend
Steigerung der Siedlungsdichte nur in überdurchschnittlich wachsenden
Großstädten
sonst allgemeiner Rückgang der Siedlungsdichte
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Risikoindikatoren – Hochwasser
Bebautes Überschwemmungsgebiet (Anteil des festgesetzten
Überschwemmungsgebiets der baulich überprägt ist)
12
11
10
Prozent
9
8
7
Überbautes ÜSG
(2015) 6
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
Sachsen NRW Deutschland
Bauliche Entwicklung im Überschwemmungsgebiet
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Weiterentwicklung IÖR-Monitor
Ergänzung gebäudebasierter siedlungsstruktureller
Indikatoren (Grundflächendichte, Geschossflächendichte,
Gebäudenutzung)
Verhältnis von Innen- zu Außenentwicklung,
Innenentwicklungs- und Nachverdichtungspotenziale
Veränderung Überbauungsgrad
Sukzessive Ergänzung retrospektiven Zeitschnitte durch
automatisierte Altkartenanalyse: 1990 und vor 1945
Erstellung von Flächenumwidmungsbilanzen
Jährliche Erstellung eines IÖR-Flächenentwicklungsreports
Aufzeigen von Nutzeranwendungen und -ergebnissen
Stärkere Nutzerbeteiligung an der Weiterentwicklung
(Nutzerbeirat)
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Wissenstransfer - Politikberatung
Dresdner
Flächennutzungssymposium
Seit 2009 jährlich in
Dresden
ca. 120 Teilnehmer
Studie
Wissenschaft, Praxis,
Verwaltung Innenentwicklungs-
Internet- und
Buchpublikation potenziale
Buchserie
Flächennutzungsmonitoring
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Ausgewählte Langzeitstudien
https://www.ioer.de/publikationen-
produkte/multimediale-produkte/
Autobahnentwicklung Deutschland
Flächennutzungsentwicklung Region Dresden
Hochwasserereignisse in Dresden
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
Besuchen Sie uns:
www.ioer-monitor.de
www.ioer.de/monitoring
Einladung zum:
Dresdner Flächennutzungssymposium 2021
28./29. Juni 2021
Kontakt:
G.Meinel@ioer.de
www.ioer.de, Dr. Gotthard Meinel, VDSt-Frühjahrstagung, 19.04.2021Sie können auch lesen
