Räumliche Informationen im Alltag - Interministerieller ...

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Räumliche Informationen im Alltag
Fünfter Bericht der Bundesregierung über die Fortschritte zur
Entwicklung der verschiedenen Felder des Geoinformationswesens
im nationalen, europäischen und internationalen Kontext
(5. Geo-Fortschrittsbericht)
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Räumliche Informationen im Alltag
      Fünfter Bericht der Bundesregierung über
 die Fortschritte zur Entwicklung der verschiedenen
        Felder des Geoinformationswesens im
nationalen, europäischen und internationalen Kontext

             (5. Geo-Fortschrittsbericht)
Räumliche Informationen im Alltag - Interministerieller ...
4   5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung
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Inhalt            5

Inhalt

Einleitung���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6

1.	 Digitalisierung und Nachhaltigkeit�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������8

2.	 Zugang zu Geoinformation������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 22

3.	Kriseninformation������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 39

4.	 Internationale Zusammenarbeit�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 47

Abbildungsverzeichnis���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 51

Abkürzungsverzeichnis�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 53

Beteiligung���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 56

Impressum���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 58
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6     5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

Einleitung

Geoinformationen sind allgegenwärtig. Dies             Der Bund hat die starke Bedeutung des
­offenbart sich bei der Nutzung von Navigations-       ­Geoinformationswesens erkannt und 2009 mit
 systemen, Standortdiensten auf dem Smartphone          dem Geodatenzugangsgesetz (GeoZG) sowie
 und den immer häufiger eingesetzten Dash­              2012 mit dem Bundesgeoreferenzdatengesetz
 boards, die Sachverhalte mit Hilfe von Karten on-      (BGeoRG) den Zugang zur den Geoinformatio-
 line ­visualisieren. Weniger bekannt ist, dass auch    nen des Bundes geregelt und die Aufgaben des
 die an Handelsgütern angebrachten EAN-Strich-          ­Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie
 codes oder die Stempel-Kennzeichnung von                (BKG) konkretisiert.
 Hühner­eiern Geoinformationen enthalten.
                                                       Die Geodaten des Bundes werden, soweit es die
Dabei sind Geoinformationen kein ­Selbstzweck.         Lizenzbedingungen der ursprünglichen Rechte­
Sie erhalten ihre Bedeutung vor allem in Ver-          inhaber (i.d.R. die Länder) zulassen, als Open Data
bindung mit Fachdaten. Aktuell sind Geoinfor­          bereitgestellt. Aktuell stellen ­sieben Länder ihre
mationen unverzichtbare Werkzeuge zur Bewäl­           Daten als Open Data zur ­Verfügung. Weitere sind
tigung der Krisen rund um das Corona-Virus.            auf dem Weg, dies ebenfalls zu tun.
Die Georeferenzierung von z. B. Kranken­häusern,
Arztpraxen, Supermärkten, Verkehrswegen in             Die Datenstrategie der Bundesregierung betont
Verbindung mit demografischen Daten wie Be-            die Querschnittsfunktion von Geoinformationen
völkerungsdichte und Altersstruktur hilft der          als Teil der digitalen Wertschöpfungskette und
Politik und der Verwaltung, sachgerechte Maß-          unterstützt die Entwicklung des gemeinsamen
nahmen zur Eindämmung der Pandemie zu                  Geoportals von Bund und Ländern von einem
­planen und umzusetzen.                                Fachportal zu einem breit aufgestellten und
                                                       leicht bedienbaren Portal für jedermann.
Innerhalb der letzten fünfzig Jahre hat das Geo-
informationswesen eine bemerkenswerte Ent-             Die Open-Data- und PSI-Richtlinie der Euro-
wicklung erfahren. Die Computerisierung hat der        päischen Union soll die Weiterverwendung der
Wirtschaft und den Bürgerinnen und ­Bürgern            Daten des öffentlichen Sektors fördern. Zwei we-
immer bessere, teils automatisierte Zugänge zu         sentliche Elemente sind die Einbe­ziehung kom-
den Geodaten ermöglicht. Die Verbreitung von           munaler Unternehmen sowie die Bestimmung
Mobilgeräten, die den Nutzern einen großen Teil        „hochwertiger Datensätze“, ­welche kostenfrei und
ihrer Dienste auf der Basis des Standortes anbie-      maschinenlesbar verfüg­bar gemacht werden.
ten, hat die Verwendung von Geodaten exponen-
tiell anwachsen lassen. Die Vernetzung über das        Die Bundesregierung hat in jeder Legislatur-
Internet hat dazu geführt, dass OpenStreetMap          periode über den Fortschritt des Geoinforma­
entstehen konnte: Mittlerweile fast drei Millionen     tionswesens zu berichten (Bundestagsdrucksache
Freiwillige sammeln weltweit Geodaten, bereiten        14/5323 und Bundestagsdrucksache 15/809).
diese auf und bieten sie jedermann zur Nutzung
als Open Data an.                                      Dies geschieht kontinuierlich seit Vorlage des
                                                       1. Geo-Fortschrittsberichts vom 27. Juni 2005
                                                       (Bundestagsdrucksache 15/5834). Im Fokus stan-
                                                       den Fortschritte zur Entwicklung der verschiede-
                                                       nen Felder des Geoinformationswesens im natio-
                                                       nalen, europäischen und internationalen Kontext.
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Einleitung     7

Konkrete Handlungsfelder von Bund, ­Ländern         Wegen Durchdringung aller Lebensbereiche mit
und Kommunen im Rahmen der ­Bereitstellung          Geoinformationen würde eine voll umfängliche
von Geoinformationen waren der Kern des             Darstellung des Fortschritts des Geoinformations-
2. Geo-Fortschrittsberichts vom 30. Juli 2008       wesens im nationalen, europäischen und inter-
(Bundestagsdrucksache 16/10080).                    nationalen Kontext den Rahmen dieses Berichts
                                                    sprengen. Der vorliegende 5. Geo-Fortschritts-
Die Bedeutung von Geoinformationen für die          bericht zeigt daher anhand vieler Beispiele eine
Gesellschaft als auch Eckpunkte für eine aufzu­     Rundumsicht auf die Ergebnisse der Arbeit der
stellende nationale ­Geoinformationsstrategie       letzten Jahre. Die vielschichtigen Themen­bereiche
wurden im 3. Geo-Fortschrittsbericht vom 8. No-     werden auf Einzelebenen heruntergebrochen, um
vember 2012 dargestellt (Bundestags­drucksache      einen direkten inhaltlichen Zugang zu ermög­
17/11449).                                          lichen und den Informationsbedarf möglichst
                                                    ­effizient zu decken.
Erneute Fortschritte zur Entwicklung der ver-
schiedenen Felder des Geoinformationswesens         Insgesamt 30 Behörden, Institutionen und
im nationalen, europäischen und ­internationalen    ­Gruppen aus Bund, Ländern, Kommunen, der
Kontext behandelt der 4. Geo-Fortschrittsbericht     Wirtschaft, der Wissenschaft und erstmals auch
(Bundes­tagsdrucksache 18/12872) konkret durch       der Zivilgesellschaft haben mit 59 Beiträgen zur
Benennung maßgeblicher Treiber und Maßnah-           Entstehung dieses Berichts beigetragen.
men für die Umsetzung der Nationalen Geoin-
formationsstrategie (NGIS). Insgesamt wurden
46 Maßnahmen im 4. Geo-Fortschrittsbericht
­definiert, welche der Umsetzung der NGIS-Ziele
 dienen. Im Zeitraum bis Ende 2020 konnten neun
 Maßnahmen erfolgreich und weitere acht weit­
 gehend umgesetzt werden. 27 weitere Maßnah-
 men befinden sich in (fortlaufender) Umsetzung
 mit Laufzeiten bis mindestens 2025. Einige Maß-
 nahmen werden auch darüber hinaus fortlaufend
 umgesetzt. Details sind dem Monitoringbericht
 2020 zum 4. Geo-Fortschrittsbericht1 der Bundes­
 regierung zu entnehmen.

1
    Online unter www.imagi.de
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8     5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

1. Digitalisierung und Nachhaltigkeit

Die Bereiche der Digitalisierung in städtischen        100 Jahre liefern und damit zur Entwicklung von
und ländlichen Umgebungen mitsamt den ver-             Land­nutzungsstrategien und zur Anpassung an
schiedenen Planungsebenen werden in diesem             den globalen Wandel beitragen.
Kapitel dargestellt. Der Begriff der Nachhaltigkeit
ist hier zu verstehen als eine umfassendere und
langfristigere Möglichkeit der Betrachtung und         GDI-SH: Aufbau und Vorhalten von amtlichen
Planung von Vorhaben aufgrund digitaler Daten-         Registern in Schleswig-Holstein
grundlagen mit räumlichen Aspekten. Damit kön-
nen zudem Erkenntnisse aus erfolgten Vorhaben          Für eine einheitliche und bessere Nutzung von
für künftige Schritte abgeleitet werden. Zusätzlich    Geodaten wird in Schleswig-Holstein, im Rah-
ist eine Mehrfach-Nutzung vorhandener Infor­           men der Digitalisierung, die Standardisierung
mationen in verschiedenen Vorhaben möglich,            von ­Geodaten als priorisiertes Arbeitsfeld des
da die Einbindung digitaler Daten über verschie-       Geokompetenzzentrums vom Landesamt für Ver-
dene Schnittstellen technisch meist mit wenigen        messung und Geoinformation Schleswig-Holstein
Handgriffen möglich ist.                               (LVermGeo SH) bearbeitet.

In der zweiten Hälfte des Kapitels werden Infor-       Amtliche Register im hier beschriebenen Kon-
mationen auf europäischer und internationaler          text sind zentrale digitale Verzeichnisse von amt-
Ebene dargestellt, um den größeren, räumlichen         lichen Geodaten, die an zentraler Stelle geführt
Zusammenhang im globalen Kontext kurz zu               werden. Hierdurch wird eine einheitliche Daten-
beleuchten.                                            grundlage bereitgestellt, die als gemeinsame Basis
                                                       für die Erstellung und Fortführung von Geo(fach)
                                                       daten dient. Das Geodateninfrastrukturgesetz
Smart Country                                          ­Schleswig-Holstein (GDIG SH) bildet den gesetz­
                                                        lichen Rahmen für die Aufgabe.
Seit 2019 fördert das Bundesministerium für
­Bildung und Forschung (BMBF) das Center for           Der Zugriff erfolgt über ein zentrales Geoportal in
 ­Advanced Systems Understanding (CASUS) in Gör-       Schleswig-Holstein. Über eine Eingabeober­fläche
litz. CASUS nutzt Hochleistungsrechner und neue        erfolgt die Pflege und Fortführung durch die be-
Methoden wie maschinelles Lernen und Künst-            rechtigten geodatenhaltenden Stellen. In der Re-
liche Intelligenz zur Auswertung umfangreicher         gel werden die Daten dabei in einer zentralen
Datenmengen. Ziel ist es, digitale Abbilder kom-       Datenbank abgelegt.
plexer Systeme mit gesellschaftlicher Relevanz zu
erschaffen. Ein Schwerpunkt der Forschung liegt        Die Schaffung und Weiterentwicklung von
im Bereich der Erdsystemforschung: hier kann so        ­Registern erfolgt für Bereiche, in denen „Geo-
beispielsweise die gesamte Vielfalt der Ereignis-       datenlücken“ in Schleswig-Holstein identifiziert
ketten – inklusive Rückkopplungen und Vorher-           werden. Das LVermGeo SH, als Geokompetenz-
sagen – von Ökologie, Klima, Wirtschaft und Ge-         zentrum, koordiniert diese Aufgabe als zentraler
sellschaft untersucht werden. Dabei kommt eine          Ansprechpartner mit den jeweiligen geodaten­
Vielzahl unterschiedlicher Geodatensätze wie bei-       haltenden Stellen. Die fachliche Zuständigkeit für
spielsweise Landnutzungspläne, Emissionskataster,       die Pflege der Registerdaten liegt bei den jeweili-
Wetter- und Klimadaten aber auch Satelliten- und        gen geodatenhaltenden Stellen.
Messdaten zur Anwendung, unter anderem als Ein-
gangsdaten für Simulationen oder zum Evaluieren        Register bilden die Grundlage für die Arbeit der
und Interpretieren der Ergebnisse. Mit Hilfe dieser    öffentlich-rechtlichen Stellen mit Geodaten im
  Computer­modelle und Szenarien kann CASUS bei-       Land Schleswig-Holstein. So kann die notwen-
  spielsweise Prognosen für ganze Ökosysteme und       dige Klarheit und Sicherheit erreicht werden, mit
  ihre Öko­systemfunktion für die nächsten 50 bis      dem die Zweckmäßigkeit des Registers als Stan-
Räumliche Informationen im Alltag - Interministerieller ...
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   9

dard voll zur Geltung kommt. Durch enge Ab-                        2016 die Nationale Dialogplattform Smart Cities
stimmung mit den Fachverwaltungen sowie wei-                       eingerichtet. Die Dialogplattform erörtert die Aus-
teren Beteiligten wird eine Berücksichtigung der                   wirkungen der Digitalisierung aus der ­Perspektive
wesentlichen Belange sichergestellt.                               der nachhaltigen und integrierten Stadtentwick­
                                                                   lung. Sie setzt sich zusammen aus derzeit ca. 70 Ver­
Für die Pflege und Bereitstellung der Geodaten                     treterinnen und Vertretern aus Kommunen, kom-
über Register ist die Anwendung von Geodaten-                      munalen Spitzenverbänden, Bundesressorts, für
standards mit technischen und inhaltlichen As-                     Stadtentwicklung zuständige Länderministerien,
pekten notwendig. Übergreifende Geodatenstan-                      Organisationen der Wissenschaft, Fach-, Wirt-
dards werden durch das Geokompetenzzentrum                         schafts- und Sozialverbänden sowie der Zivilge-
des LVermGeo SH unter Einbeziehung der fach-                       sellschaft. Die Dialogplattform entwickelte ein
lich betroffenen Stellen erarbeitet und zur Verfü-                 Werteverständnis von Smart Cities und erarbei-
gung gestellt.                                                     tete die Smart City Charta.

Derzeit wird für Schleswig-Holstein ein amt­liches                 Förderung von Modellprojekten Smart Cities
Adressregister aufgebaut. In der ersten Ausbau­
stufe erfolgt an zentraler Stelle die Pflege und Be-               Die Umsetzung des Koalitionsvertrages der Bun-
reitstellung von Adressdaten. Ein Register für öf-                 desregierung erfolgt u.a. durch die Förderung von
fentliche Gebäude befindet sich in Planung.                        Modellprojekten „Smart Cities Made in ­Germany“.
                                                                   Die 2019 gestarteten Modellprojekte erproben
Das Gewerbeflächen-Informationssystem                              während der nächsten 10 Jahre in deutschen
„GEFIS“2 und das Erreichbarkeitsportal3 der                        ­Städten, Kreisen und Gemeinden Smart City
Metropol­­region Hamburg (GDI-MRH4) sowie das                       ­Konzepte und Umsetzungsmaßnahmen.
­Pendler-Portal5 sind einige Beispiele zum Thema
 „Smart Country“.                                                  In den ersten beiden Staffeln der Modell­projekte
                                                                   wurden 45 Kommunen bzw. interkommunale
                                                                   Kooperationen durch eine Experten-Jury aus­
Smart Cities                                                       gewählt. In der dritten Staffel, die unter dem
                                                                   Motto „Gemeinsam aus der Krise: Raum für
Der Bund gestaltet Smart Cities in Deutsch-                        Zukunft“ steht, werden ab Juli 2021 weitere
land gemeinsam im Dialog zwischen ­Politik,                        ­Kommunen gefördert.
Verwaltung, Wirtschaft, Wissenschaft und
Zivilgesellschaft.                                                 Stadtklimamodellierung für die Anpassung an den
                                                                   Klimawandel
Mit der Fortführung der Dialogplattform Smart
Cities und den Modellprojekten „Smart ­Cities                      Geodaten können ein wesentlicher Aspekt für An-
Made in Germany“ setzt das ­Bundesministerium                      passung an den Klimawandel sein. In der Stadt-
des Innern, für Bau und Heimat (BMI) den                           planung fehlen bisher digitale Werkzeuge in Form
Koalitions­vertrag der Bundesregierung um. Ziel                    von Modellen und Daten, um ­Szenarien für die
ist es, Städte, Kreise und Gemeinden bei der digi-                 Stadtentwicklung in Bezug auf Hitze zu unter-
talen Modernisierung und Entwicklung zu Smart                      suchen. Das BMBF setzt mit der Förderung der
Cities aktiv zu begleiten.                                         Entwicklung eines Computermodells für gebäu-
                                                                   deauflösende Stadtklimamodellierung ­darauf,
Nationale Dialogplattform Smart Cities und Smart                   Smart Cities in die Lage zu versetzen, stadtklima­
City Charta                                                        tologische Zusammenhänge untersuchen zu
                                                                   können und die Ergebnisse auf eine nach­haltige
Die Bundesregierung hat auf Beschluss des Staats-                  Stadtplanung anzuwenden. Große Messkampag­
sekretärsausschusses für nachhaltige Entwicklung                   nen in mehreren deutschen Städten sorgen da-

2
    https://gefis.metropolregion.hamburg.de/de/commercialspace
3
    https://geoportal.metropolregion.hamburg.de/mrh_erreichbarkeitsanalysen/#
4
    https://geoportal.metropolregion.hamburg.de/mrhportal/index.html
5
    https://www.pendlerportal.com/
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10    5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

für, dass das Modell die Wirklichkeit möglichst        schen, Gebäude, Städte und Megacities besser ab-
gut abbildet. Die Simulationsergebnisse sowie          schätzen zu können. Kritisch für eine solche Ab-
die Messdaten sollen als Open Data bereitgestellt      schätzung ist die möglichst genaue Beschrei-
werden. Die Maßnahme unter dem Titel „Stadt-           bung der Gebäude durch Expositionsmodelle. In
klima im Wandel“ ist eingebettet in den BMBF           Kombination mit Erdbebengefährdungsmodel-
Aktionsplan „Natürlich.Digital.Nachhaltig“ sowie       len können diese verwendet werden, um Aus-
die BMBF Digitalstrategie.                             wirkungen auf Bezirke oder ganze Länder im
                                                       ­Katastrophenfall zu analysieren und darauf pla-
Internationale Lern- und Erfahrungsbeispiele -         nerisch zu reagieren. Der aktuelle Standard bei
­Aufbau eines Internationalen Smart Cities Netzwerks    Expositions­modellen ist es, die Gebäudetypen
                                                        und ihre Nutzung inkl. Personenverteilung aggre-
Die digitale Transformation wirkt sich nicht nur        giert für Bezirke und Landkreise anzugeben. Der
auf die Stadtentwicklung in Deutschland aus,            nächste Schritt, an dem am GFZ gearbeitet wird,
­sondern verändert Städte weltweit. Damit deut-         ist es, ein globales Modell aller Gebäude zu erstel-
sche Kommunen auch von Erfahrungen und                  len, da Erdbebenerschütterungen räumlich stark
Ideen aus Kommunen anderer Länder profitieren           ­variieren und der genaue Ort eines Gebäudes ent-
können, initiierte der Bund, vertreten durch das         scheidend für sein Schadensbild sein kann. ­Dieses
BMI, als Teil des umfassenden Smart City Dialoges        Modell kann nicht mehr durch Experten allein
das Internationale Smart Cities Netzwerk (ISCN).         erstellt werden und daher beschreitet das GFZ-
Derzeit sind im Netzwerk Kommunen aus sechs              Team einen komplexen Ansatz, um die notwendi-
Partnerländern: Brasilien, Mexiko, Peru, Chile, In-      gen Informationen zusammen zu tragen und zu
dien und Deutschland.                                    interpretieren.

                                                       Der Crowd-Sourcing-Ansatz basiert auf dem
Deutschlandatlas                                       OpenStreetMap-Projekt (OSM), eine Karte und
                                                       Datenbank an Geoinformationen, zu der bereits
Der Deutschlandatlas, der gemeinsam vom BMI,           mehrere Millionen Nutzerinnen und Nutzer bei-
dem BMEL und dem BMFSFJ erstellt wurde, zeigt          getragen haben und die dadurch zur heute größ-
die Verschiedenheit der Lebensverhältnisse um-         ten öffentlichen Geodatenbank geworden ist. Die
fassend und anschaulich.                               Daten aus OSM werden hierbei gebäudeweise
                                                       verarbeitet und alle Expositionsindikatoren (wie
Insgesamt 56 interaktive Deutschland-Karten            Nutzung, Größe, Anzahl Personen), soweit wie
bilden die wichtigsten Fakten über das Leben in        möglich, mithilfe von bestehenden Expositions-
Deutschland ab und erlauben detaillierte Verglei-      modellen, wie das von der Seismology and Earth-
che zwischen den Regionen. Die Karten illustrie-       quake Research Infrastructure Alliance for Europe
ren wichtige Lebensbereiche der Menschen, von          (SERA), festgelegt (Abbildung 1). Daraus baut das
Infrastruktur und Demografie bis hin zu Gesund-        Team die OpenBuildingMap, die der OSM-Com-
heitsversorgung und Sicherheit.                        munity einen verbesserten Gebäudedatensatz zu-
                                                       rückgibt. Beim Big-Data-Ansatz werden weitere
Das BKG stellt hierzu die kartographischen             Datenquellen, wie der globale SAR-Scan (Synthe-
Grundlagendaten bereit und ist für die technische      tic ­Aperture Radar) von Sentinel-1-Satelliten und
Realisierung der Kartenanwendungen zuständig.          globale Straßen­informationen, verwendet, um
                                                       bewohnte Gebiete zu identifizieren, für die keine
                                                       Gebäudedaten verfügbar sind (Abbildung 2).
Steigerung der Resilienz von Städten durch
eine Big-Data Strategie basierend auf offenen          Durch diese beiden Ansätze können bereits mit
Geodaten                                               unvollständigen Datensätzen genauere Daten
                                                       zur Verfügung gestellt werden. Je mehr Ge-
Am Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches                 bäude in OSM hinzugefügt werden (gegenwär-
­GeoForschungsZentrum GFZ arbeiten Wissen-             tig ca. 150.000 pro Tag), umso vollständiger und
schaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Tech-         genauer wird das Expositionsmodell. Langfris-
 nikerinnen und Techniker der Sektion Erdbeben­        tig wird eben diese Genauigkeit benötigt, um mit
 gefährdung und dynamische Risiken daran, die          Klein­sensoren ausgestattete Gebäude, die Erd-
 Auswirkungen zukünftiger Erdbeben auf Men-            bebenwellen an diesen messen, in das Modell zu
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   11

integrieren. Testinstallationen existieren bereits            über zu ­erwartende Schäden eines echten oder
in Tokio. Das Team arbeitet daran, diese Integra-             eines Szenario­erdbebens informiert (Abbildung 3)
tion zu einem Smart-City-System zu entwickeln,                als auch hilft, mögliche Maßnahmen zur Risiko­
das sowohl die Bevölkerung als auch Risikoma-                 minderung und Resilienz zu planen.
nager und Stadtverwaltungen umfassend sowohl

Abbildung 1 Gebäudegenaue Beschreibung der Nutzung durch die OpenBuildingMap. Jedes Gebäude in OpenStreetMap
wird analysiert und die Nutzung mit Hilfe verschiedener Indikatoren so genau wie möglich bestimmt. Dargestellt ist die
Nutzung der Gebäude im Stadtteil Kreuzberg in Berlin.

Abbildung 2 Vollständigkeit der Gebäudeinformationen im Gebiet der Stadt Athen, Griechenland. In den grünen Zellen ist
der Gebäudedatensatz vollständig und in den roten unvollständig. Die grauen Zellen sind unbewohnt und die weißen Zellen
noch nicht klassifiziert.
12      5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

Abbildung 3 Schadensverteilung eines Szenarioerdbebens in der Stadt Köln. Die unterschiedlichen Farben der Gebäude
repräsentieren unterschiedliche Schadenszustände. Zum Schutz der Persönlichkeitsrechte wird diese Farbskala hier nicht
erläutert. Kartenhintergrund: Copyright OpenStreetMap und Beitragende.

In den vielen in den Kommunen entstandenen                      Beispiele der digitalen Stadt Hamburg sind:
oder in Entstehung befindlichen urbanen Daten-                  Projek­te zur Entwicklung eines Digitalen
plattformen (UDP) fördert die Vernetzung von                    ­Urbanen ­Zwillings, wie das 3D Stadtmodell7
Geoinformationen die systematische Verknüpfung                  und die Implementierung von Building Infor­
und Auswertung von bereichs- und fachübergrei-                   mation Modeling (BIM)8, Intelligente Verkehrs-
fenden Daten, auch in der Stadt Hamburg6. Da-                   systeme (ITS)9, wie die automatisierte Verkehrs-
 her sollen UDP als Sub-Domain im europäischen                  mengenerfassung mittels Sensordaten und
­Projekt GAIA-X platziert werden, an welchem sich                ­autonomes Fahren.
 der Landesbetrieb für Geoinformation und Ver-
 messung (LGV) in Hamburg beteiligen wird.

6
     http://www.urbandataplatform.hamburg/
7
     https://www.hamburg.de/bsw/geodaten/7615476/3d-gebaeudemodelle/
8
     https://bim.hamburg.de/
9
     https://www.hamburg.de/its
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   13

Lärmkarten                                                 beteiligung erstellt. Die Ergebnisse stehen für die
                                                           Öffentlichkeit hochverfügbar, standardisiert (IN-
Das Eisenbahn-Bundesamt ist dafür zuständig,               SPIRE) und unter offener Lizenz bereit.
die Lärmkarten und Lärmaktionspläne für Schie-
nenwege von Eisenbahnen des Bundes auszu-                  Aufgrund der Unterschiede zwischen der Umge­
arbeiten. Zu deren Erstellung sind eine Vielzahl           bungs­lärmrichtlinie und dem Lärmsanierungs-
von Infrastruktur- und Fahrplandaten der Bahn,              programm wurden die beiden Instrumente bis-
umfangreiche Geoinformationen sowie statisti-               lang getrennt verwendet. Im Sinne von Trans-
sche Daten notwendig. Einen Großteil der (Geo-)             parenz und Effizienz wird nunmehr eine engere
Daten bezieht das Eisenbahn-Bundesamt über das              Verschränkung des Lärmsanierungsprogramms
­BKG (Vertrag über die kontinuierliche Übermitt-            mit der Umgebungslärmrichtlinie angestrebt.
lung amtlicher digitaler Geobasisdaten der Län-             Entsprechende Möglichkeiten einer Harmoni-
der zur Nutzung im Bundesbereich – VGeoBund).               sierung werden derzeit unter Berücksichtigung
Unter Zuhilfenahme von Geoinformationssys-                  der fachlichen, organisatorischen und politischen
temen werden 3D-Modelle zur Berechnung der                 ­Aspekte geprüft.
Schallausbreitung und Auswertungen zur Bürger-

Abbildung 4 Akustisches Modell der Stadt Frankfurt am Main (Geoinformationen: © BKG (2011))
14      5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

3D-Vorprüfung: eine Kartenanwendungs-                             lierten Luftraum - eine Kommunikationsverbin-
App zum Schutz von Einrichtungen der                              dung für den Sprechfunkverkehr und die Daten-
­Flugsicherung                                                    übertragung zwischen dem Luftfahrzeug und der
                                                                  Flugsicherungsorganisation sichergestellt sein.
Für eine sichere, geordnete und flüssige Abwick-                  Diese Funktionen der Übertragung von Informa-
lung des Luftverkehrs benötigen Luftfahrzeuge                     tionen werden durch Flugsicherungseinrichtun-
und Flugsicherungsorganisationen genaue An-                       gen, wie z. B. Kommunikations- und Radaranlagen,
gaben über die Position des Luftfahrzeuges im                     sichergestellt. Drehfunkfeuer dienen der Naviga-
Raum. Es muss zudem - jedenfalls im kontrol-                      tion und leiten das Luftfahrzeug zum Flughafen.

Abbildung 5 Das Doppler-UKW Drehfunkfeuer Ried bei Darmstadt ist eine Einrichtung der Flugsicherung, welches für den
Betrieb am Flughafen Frankfurt wichtige Daten liefert. Quelle: BAF

Im Schutzbereich von Einrichtungen der Flug-                      Daten von geplanten Bauwerken bzw. Anfragen
sicherung können Bauvorhaben einfach und be-                      als Träger öffentlicher Belange (z. B. zu Bauge-
quem über eine dreidimensionale (3D-) Karten-                     bieten), auch dreidimensional online prüfen zu
anwendung hinsichtlich ihrer möglichen Lage                       lassen.
innerhalb eines dreidimensionalen Anlagen-
schutzbereichs geprüft werden. Das Ergebnis der                    Vor der Benutzung der 3D-Vorprüfung k       ­ önnen
Vorprüfung wird unmittelbar elektronisch über-                     Anwender vorab eine 2D Prüfung durch-
mittelt. Die neue 3D-Vorprüfung des Bundesauf-                     führen10. Damit erkennt man umgehend,
sichtsamtes für Flugsicherung (BAF) dient dem                       ob Bauwerke oder Flächen in Gebieten von
Schutz dieser Flugsicherungs-Einrichtungen.                       ­zivilen ­Anlagenschutzbereichen von Flug­
Die Anwendung "3D-Vorprüfung BAF-Anlagen-                          sicherungseinrichtungen nach § 18a LuftVG
schutz" gibt ab April 2021 jedem die Möglichkeit,                  ­liegen. Hierfür ist lediglich der fragliche Stand-

10
     https://www.baf.bund.de/DE/Themen/Flugsicherungstechnik/Anlagenschutz/anlagenschutz_kartentool.html
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   15

ort in die interaktive Karte einzugeben. Falls diese             Digitales Planen und BIM
zweidimen­sionale Prüfung eine Belegenheit in-
nerhalb eines Anlagen­schutzbereiches ergibt,                    Um den Transformationsprozess der Digitali-
ist mittels der „3D-­Vor­prüfungs-BAF-Anlagen­                   sierung voranzutreiben, haben das BMI und das
schutz-App“11 eine dreidimensionale erwei­terte                  BMVI gemeinsam das Vorhaben „BIM Deutsch-
Prüfung möglich.                                                 land – Zentrum für die Digitalisierung des Bau-
                                                                 wesens“ (BIM Deutschland) gestartet. Ziel ist
Diese 3D-Prüfung erfordert die Eingabe der zu                    eine einheitliche und abgestimmte Förde­rung
prüfenden Daten (inkl. der Höhen der Planungs-                   des Hoch- und Infrastrukturbaus bei der Digi­
gegenstände) und einer E-Mail-Adresse, an die                    talisierung. Ein erster Schritt ist die Schaffung
das Ergebnis der 3D-Prüfung gesendet w   ­ erden                 notwendiger Rahmenbedingungen für die An-
soll. Die 3D-Prüfung und der Email-Versand des                   wendung von BIM im Bundesbau. Die von BIM
Ergebnisses finden zeitverzögert statt, um eine                  Deutschland entwickelten Standards, Informa-
Überlastung der IT-Ressourcen durch zeitglei-                    tionen und Produkte werden allen öffentlichen
che Anfragen zu vermeiden. Tangiert das Bauvor­                  Bauherren und der gesamten Wertschöpfungs-
haben auch dreidimensional den Anlagenschutz­                    kette Bau zur Verfügung gestellt. Ein eindeuti-
bereich, so ist der Bau zwar nicht per se ausge­                 ges Bekenntnis zu offenen und herstellerneutra-
schlossen, erfordert aber eine detaillierte                      len Standards für den Datenaustausch (openBIM)
Prüfung. Im Falle einer weiteren Verfolgung die-                 ­fördert hierbei die Partizipation aller Beteiligten –
ses Planungs­vorhabens können Antragstellende                     einschließlich der vielen kleinen und mittelstän-
das „3D-Vorprüfungsergebnis“ bei ihrer Geneh-                     dischen Unternehmen (KMU).
migungsbehörde mit einreichen. Diese Vorprü-
fung ersetzt nicht die Prüfung nach § 12 bis 17                  Die Idee der Nutzbarmachung vorhandener
LuftVG, in der es um die luftrechtlichen Belange                 digita­ler Daten für weitere Beteiligte konsequent
in Bezug auf die Hindernisfreiheit geht.                         weitergedacht, mündet in einem Zusammenden-
                                                                 ken von BIM (Building Information Modeling),
Bei der 3D-Vorprüfung BAF-Anlagenschutz                          GIS (Geoinformationssystem) und Smart Cities.
­werden personenbezogene Daten des Anwenders                     Hierdurch werden die Potentiale der Digitalisie-
 oder der Anwenderin für die Dauer von 6 Mona-                   rung erst voll ausgeschöpft.
 ten datenschutzkonform vorgehalten. Sollte bis
 zu diesem Zeitpunkt kein Antrag mit den ange-
 gebenen Daten bei der zuständigen Genehmi-
 gungsbehörde vorliegen, werden die Daten aus
 dem System gelöscht. Vor Nutzung der Anwen-
 dung wird der Anwender oder die Anwenderin
 um Einwilligung gebeten, dass das BAF die ange-
 gebenen Daten in der 3D-Vorprüfung zum Zweck
 der Beant­wortung der Anfrage, wie auch zur Er-
  füllung seiner gesetzlich vorgeschriebenen Auf-                Methodik des digitalen fünfdimensionalen
  gaben, für den angegebenen Zeitraum speichert.                 Planens
  Diese Einwilligung kann jederzeit ohne Angabe
  von Gründen widerrufen werden, indem der                       BIM Deutschland ist die zentrale öffentliche An-
  Anwender oder die Anwenderin per E-Mail an                     laufstelle des Bundes für Informationen und Ak-
 ­anlschutz@baf.bund.de seinen oder ihren Wider-                 tivitäten rund um die BIM-Methode, um ein ein-
ruf gegen die Verarbeitung der personenbezoge-                   heitliches und abgestimmtes Vorgehen im Inf-
nen Daten erklärt. Dies kann auch mit Hilfe des                  rastruktur- und Hochbau zu gewährleisten. Im
Links durchgeführt werden, der nach erfolgrei-                   kooperativen Prozess erarbeiten BMVI, die Auto-
cher Registrierung per E-Mail zugestellt wird.                   bahn GmbH des Bundes und die Länder unter Be-
                                                                 teiligung der DEGES und BIM Deutschland der-
                                                                 zeit einen Masterplan BIM Bundesfern­straßen für
                                                                 die strukturierte und zielorientierte Implemen-

11
     https://www.anlagenschutz.baf.bund.de/3dvorpruefung/start
16      5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

tierung von BIM im Bundesfern­straßen­bau mit                       Bei der Nutzung von XPlanung lassen sich darü­
der Zielstellung seitens des BMVI, den Masterplan                   ber hinaus die Inhalte für die Datenabgabe in das
Mitte 2021 zu veröffentlichen.                                      INSPIRE15-Datenmodell aus den Datensätzen
                                                                    ableiten.

XPlanung und XBau                                                   Zuständig für die kontinuierliche Pflege und
                                                                    Weiter­entwicklung des Standards ist die Leit-
Die Standards XPlanung und XBau ermög­lichen                        stelle XPlanung / XBau (XLeitstelle16) beim
einen verlustfreien Datenaustausch zwischen den                     Landes­betrieb Geoinformation und Ver-
Akteuren in Planungsverfahren sowie Verbesse­                       messung ­Hamburg als bundesweit zentrale
rungspotenziale in den Bereichen Planen und                         Geschäfts- und Koordinierungsstelle.
Bauen. XPlanung unterstützt den verlustfreien
Transfer von Planungsdaten zwischen unter-
schiedlichen IT-Systemen sowie die internet­                        PlanDigital Niedersachsen - Regional- und
gestützte Bereitstellung von Planwerken, die die                    Flächennutzungspläne im Standard XPlanung
Raumordnung, Landes- und Regionalplanung,
Bauleitplanung und Landschaftsplanung betref-                       Mit Beschluss des IT-Planungsrats vom 05. Okto-
fen. XBau ist ein Standard für die Kommunikation                    ber 2017 wurde auf Bundes- und Landesebene der
zwischen den Beteiligten in bauaufsicht­lichen                      Standard XPlanung für den Datenaustausch von
Verfahren. Er definiert die Strukturen und In-                      Raumordnungs- und Bauleitplänen verpflichtend.
halte aller Nachrichten, die erforderlich sind, um
die Prozesse im jeweiligen Verfahren abzu­bilden.                   Das Land Niedersachsen führt vor diesem Hinter-
XPlanung und XBau12 sind gemäß eines Beschlus-                      grund das Projekt „PlanDigital“ durch und folgt
ses des IT-Planungsrates (IT-PLR) in 201713 ver-                    damit auch der Umsetzung der Maßnahme 31 aus
bindlich anzuwendende Datenstandards und                            dem 4. Geo-Fortschrittsbericht, den Datenaus-
Datenaustauschformate sowie integrale Bestand-                      tausch in der Raumordnungsplanung zu imple-
teile eines digitalen, ggf. modellbasierten (BIM)                   mentieren (Juni 2017, Seite 40).
Bauantrags. Sie unterstützen damit die Umset-
zung von E-Government und „Smart City“-Kon-                         Ziel des Projektes ist die Unterstützung der nieder­
zepten. Mit der Bauwerksdatenmodellierung,                          sächsischen Kommunen in der möglichst voll-
oder BIM-Prozess, wird der gesamte Nutzungs­                        ständigen Bereitstellung der regionalen Raum-
zyklus eines Gebäudes, eines Bauwerks oder einer                    ordnungsprogramme (RROP) und Flächen­
Infrastruktur von der Entwicklung, über die Pla-                    nutzungspläne (FNP) im XPlanung-Standard.
nung, die Erstellung, die Nutzung bis zum Abriss                    Digitalisiert und konvertiert werden sollen ­dabei
in einem dreidimensionalen Modell betrachtet,                       auch sämtliche wirksame Änderungen bzw.
gepflegt und aktualisiert.                                          Berich­tigungen. In Bezug auf Niedersachsen ist
                                                                    dabei basierend auf einer vorauslaufenden Be-
Für die digitale Bürgerbeteiligung verbindet                        standsaufnahme von durchschnittlich knapp
­DIPAS14 das Hamburger Online-Beteiligungstool                      50 Änderungen bzw. Berichtigungen pro FNP
 mit digitalen Planungstischen zu einem integ-                      auszugehen.
 rierten System. Bürgerinnen und Bürger können
 von zu Hause aus, mobil oder in Veranstaltun-
 gen, digitale Karten, Luftbilder, Pläne, 3D Modelle
 und Geodaten abrufen und ein genau lokalisiertes
 Feedback zu Planungsvorhaben geben.

12
     https://www.xleitstelle.de/
13
     https://www.it-planungsrat.de/SharedDocs/Sitzungen/DE/2017/Sitzung_24.html?pos=7
14
     https://www.hamburg.de/dipas/
15
     Richtlinie 2007/2/EG vom 14. März 2007 des Europäischen Parlaments und des Rates zur Schaffung einer Geodateninfrastruktur in
     der Europäischen Gemeinschaft (INSPIRE). INSPIRE = INfrastructure for SPatial InfoRmation in the European Community.
16
     Grundlage: Verwaltungsvereinbarung zwischen dem Bund und den Ländern zum gemeinsamen Betrieb einer Leitstelle XPlanung und
     XBau vom Juni 2020.
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   17

Ein weiteres Ziel des Projektes PlanDigital ist die                In der Anwendung haben die Nutzerinnen
Veröffentlichung der digitalen RROP und FNP                        und Nutzer die Möglichkeit, die Ergebnisse der
in einem internetbasierten Portal über frei zu-                    ­Statistik der Baufertigstellungen visuell und
gängliche Geodatendienste. Zusätzliche Verwer­                      dyna­misch auf verschiedenen räumlichen E   ­ benen
tungsoptionen sind die Transformation der                           zu erkunden. Der interaktive Atlas gibt Aufschluss
XPlanGML-Dateien der FNP in das Raumord-                            über die Anzahl fertiggestellter neuer Wohnge-
nungskataster gemäß § 15 Niedersächsisches                          bäude in den Landkreisen und Gemeinden. Er in-
Raumordnungsgesetz sowie die Konvertierung                          formiert darüber hinaus über die Anzahl neu er-
der digitalen Plandaten in das Format INSPIRE                       bauter Wohnungen und die fertiggestellte Wohn-
Planned Land Use (PLU).                                             fläche. Auch Fragen zur häufigsten primären
                                                                    Energiequelle der Heizung sowie zu den vorherr-
Insgesamt ermöglicht die Bereitstellung der                         schenden Haustypen der betrachteten Wohnge-
RROP und FNP im Format XPlanGML:                                    bäude können regionalisiert mit Hilfe des Neu-
                                                                    baumonitors beantwortet werden. So können die
•    medienbruchfreie Prozesse durch einheitliche                   Nutzerinnen und Nutzer die Schwerpunkte und
     Digitalisierung bei der Erarbeitung, Genehmi-                  die Eigenschaften der neuen Bebauung erkunden.
     gung, Veröffentlichung und Umsetzung von
     FNP und RROP                                                  Beim Neubaumonitor handelt es sich um einen
                                                                   ersten Prototyp, dessen Datenangebot kontinuier­
•    landesweite Vergleichbarkeit der Planwerke                    lich erweitert und aktualisiert wird. ­Begleitend
     durch eine einheitliche Visualisierung                        zum Neubaumonitor wird außerdem eine
                                                                   ­weitere Online-Publikation angeboten. In ­dieser
•    vertikale Vergleichbarkeit der beiden                          Story Map „Bauen, Wohnen, Heizen“ werden
     Planungs­ebenen RROP und FNP                                   ausge­wählte Zahlen aus dem Webatlas und der
                                                                    zugrunde­liegenden Statistik aufgegriffen und an-
•    raumbezogene Flächen- und Standortanalysen                      schaulich mit Hilfe von Grafiken und Begleit-
     (z. B. Flächenbilanzierungen bei Planvarianten                  texten erläutert. Neubaumonitor und Story Map
     oder Ausweisung von Potentialstandorten für                    ­finden Sie unter https://gis-hsl.hessen.de/portal/
     Windenergieanlagen).                                          home/.

Im Rahmen des Projektes sollen zudem Struktu-
ren aufgebaut werden, die eine einheitliche Fort-
führung digitaler FNP und RROP in XPlanGML
über die Projektlaufzeit hinaus gewährleisten.

Neubaumonitor – Statistik der
Baufertigstellungen als digitale
Kartenanwendung

Die Beantragung und Fertigstellung neuer Wohn-
gebäude wird durch die amtliche Statistik doku-
mentiert. Um die wichtigsten Kenngrößen zur
Bautätigkeit in den hessischen Gemeinden für
Politik, Behörden sowie Bürgerinnen und ­Bürger
anschaulich darzustellen, hat das ­Hessische
­Statis­tische Landesamt gemeinsam mit dem
 Amt für Statistik Berlin-Brandenburg sowie dem
 Landes­amt für Statistik Niedersachsen die Web-
anwendung „Neubaumonitor“17 entwickelt.                            Abbildung 6 Webatlas Neubaumonitor (Land Hessen)

17
     https://gis-hsl.hessen.de/portal/apps/webappviewer/index.html?id=d9558de10af44d338386c501622dea72
18      5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

Am Puls der Erde – Satelliten, Copernicus und              die durch Satellitenerdbeobachtung und speziell
der europäische Green Deal                                 durch Copernicus bereitgestellt werden kann. Die
                                                           Weiterentwicklung von Copernicus beginnt be-
Das europäische Erdbeobachtungsprogramm                    reits, sich an den konkreten Anforderungen des
­Copernicus hat sich seit dem Start des ­ersten            Green Deal auszurichten.
 ­Sentinel-Satelliten im Jahr 2014 rasant ent­
  wickelt. Ende 2020 wurde der achte ­Copernicus           Im September 2017 hat die Bundesregierung
  ­Sentinel-Satellit gestartet. Um die Leistungs­          eine nationale Copernicus-Strategie beschlossen.
   fähigkeit von Copernicus weiter zu stärken und          Durch ein strukturiertes, zielgerichtetes ­Handeln
   die Beitragsfähigkeit zu zentralen Politikbe-           soll der Nutzen der großen europäischen Inves­
   reichen zu erhöhen, haben die Mitgliedsstaa-            tition auch in Deutschland maximiert werden.
   ten der Europäischen Weltraumorganisation               Denn auch nationale Politik kann und soll in ihrer
   (ESA) im November 2019 beschlossen, sechs wei-          Umsetzung von Copernicus profitieren. Hierzu
   tere ­Copernicus Sentinel-Missionen zu entwi-           hat die Bundesregierung unter Führung des BMVI
ckeln, die die bisherigen ab 2025 ergänzen wer-            ihre Bemühungen verstärkt, die Bedarfe von Ein-
den. Deutschland ist an diesem Programmteil der            richtungen in Deutschland in die Entwicklung
ESA führend beteiligt. Das Volumen der täglich             der europäischen Dienste wirksam einzubrin-
   erzeugten ­Satelliten-Datenprodukte erreicht in-        gen. Gleichzeitig wurden und werden mit geziel-
zwischen 30 Terabyte und Ende März 2021 waren              ten Fördermaßnahmen in ausgewählten Institu-
rund 400.000 Nutzende für den Datenzugriff bei             tionen in Deutschland Kapazitäten geschaffen,
der ESA registriert, rund 25.000 davon in Deutsch-         ­damit das Potenzial des EU-Programms Coper-
land – mehr als in jedem anderen Land Europas.             nicus optimal genutzt werden kann. Anfang 2020
Die sechs Copernicus-Dienste sind inzwischen               wurde der nationale Copernicus Datenzugang –
etabliert und als verlässliche Informationsquelle          CODE-DE18 – deutlich überarbeitet und erweitert
anerkannt. Beispielsweise werden die Produkte               und wird von dessen Zielgruppe (deutsche Behör-
des Copernicus-Klimadienstes regelmäßig in                  den) zunehmend genutzt (Stand April 2021: über
Presse und Fernsehen aufgegriffen und ergän-                1800 Nutzende).
zen teilweise den Wetterbericht. Gleiches gilt für
   Produkte des Dienstes zur Atmosphärenüber­               Beispielsweise hat das Johann Heinrich von
   wachung, die für Aussagen zur Luft­qualität             ­Thünen-Institut mit seinen Partnern im von
   ­genutzt werden. Regelmäßige Berichte wie der            der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR
    jährliche „European State of the Climate“ ­Bericht      (RFA) mit ­Mitteln des BMVI geförderten Projekt
    (zuletzt April 2021) des ­Copernicus-Klima­diens­tes    „­timeStamp“ eine Webanwendung entwickelt,
    oder der Ocean State Report des ­Dienstes zur           die sowohl die ­Flächenkontrolle im Rahmen der
    Überwachung der Meeresumwelt (2020) errei­              EU-Agrar­förderung als auch die Kontrolle von
    chen nicht nur eine große Verbreitung, s­ ondern        Kompensationsflächen im Rahmen der Eingriffs-
    finden auch Eingang z. B. in die Konzep­tion von        regelung (BNatSchG) effizienter machen kann.
    Anpassungsmaßnahmen an den ­Klimawandel.
    Geoinformation auf Basis von satellitenge-             Viele Anwendungspotenziale liegen in Deutsch-
    stützter Erdbeobachtung etabliert sich zuneh­          land in der Verantwortung der Länder. Die Raum-
    mend als reguläre Informationsquelle für               fahrtagentur fördert deshalb mit Mitteln des
    Planungsentscheidungen.                                BMVI auch Pilotanwendungen auf Landesebene.
                                                           Ein Beispiel hierzu ist die Umsetzung eines ope-
Die Strategie der von-der-Leyen Kommission zum             rationellen Kartendienstes für Planungs­träger in
„Europäischen Green Deal“ wird in ihrer Um-                Thüringen, über den Klimafunktionskarten für
setzung erheblich auf satellitengestützte Geo­             die Stadt- und Regionalplanung in Thüringen
informationen zurückgreifen. Insbesondere der              ­bereitgestellt werden (Abbildung 7).
­Bereich des Klimaschutzes und der Landwirt-
schaft, aber auch andere Nachhaltigkeitsaspekte
 wie der ­Erhalt der Biodiversität brauchen aktuelle,
 räumlich explizite und vergleichbare Information,

18
     https://www.code-de.org
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   19

Abbildung 7 Klimabewertungskarte Thüringen, Katzschner, L., Kupski, S., Fachgutachten Klimabewertung Freistaat Thü-
ringen, INKEK – Institut für Klima- und Energiekonzepte, Lohfelden, Deutschland, 2016

Die Bemühungen auf Landesebene tragen zuneh­                KI-basierte Analyse in der Fernerkundung
mend Früchte. Landesumweltämter erkennen in-
zwischen den Mehrwert, den Copernicus für ihre              Das BKG hat als das Geodatenkompetenz- und
Aufgabenwahrnehmung generieren kann. Die                    -dienstleistungszentrum des Bundes im Ge-
meisten Landesumweltämter beteiligen sich an                schäftsbereich des BMI ein KI-Projekt im Bereich
einem von der Deutschen Raumfahrtagentur ge-                Erdbeobachtung gestartet. Hier werden neue Me-
förderten „Leuchtturm“-Projekt, das Dienste und             thoden der Künstlichen Intelligenz (KI) für Erd-
Anwendungen erarbeiten und Copernicus nach-                 beobachtungsinformationen entwickelt, um
haltig in den Landesumweltämtern etablieren                 ­Änderungen in der Landbedeckung zu verfolgen.
wird. Der Projektstart ist für Sommer 2021 geplant.          Das sind beispielsweise Siedlungs- oder Industrie­
                                                             flächen, Gewässer und Vegetation. Diese Objekte
Mit der nationalen Mission EnMAP entwickelt die              werden in Data Cubes erfasst und ihre zeitlichen
Raumfahrtagentur im DLR im Auftrag des Bun-                  Veränderungen ausgewertet. Ziel des BKG ist es,
desminsterium für Wirtschaft und Energie (BMWi)              Erdbeobachtungsinformationen intelligent zu
eine Mission, die eine einzigartige Datengrund-              speichern, zu verarbeiten, zu analysieren und mit
lage für die Beurteilung der Ökosysteme und der              weiteren Geodaten zu verknüpfen. Diese ­Analysen
verknüpften Prozesse von Bio- und Geosphäre er-              können dank der Künstlichen Intelligenz mit
möglicht. Die quantitative Erfassung von u.a. Nähr-          einer hohen Erkennungsrate und kurzer Analyse­
stoffversorgung und des Wassergehalts von Pflan-             zeit durchgeführt werden.
zen, Schwebstoffen und Schadstoffen in Gewässern
oder Mineralzusammensetzung und Humusgehalte
von Böden wird die Möglichkeiten eines nachhalti-           Beobachtung der Meere (PT Jülich/BMBF)
gen Ressourceneinsatzes deutlich verbessern. Schon
heute fördert die Raumfahrtagentur vorbereitend             Die Beobachtung der Ozeane und Meere von
auf den Missionsstart in 2022 die Entwicklung von           der Wasseroberfläche bis in die Tiefsee ist für die
Anwendungen der Hyperspektraldaten sowie Soft-              ­Erreichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung
waretools zur Auswertung und Lehrmaterialien, die            (Sustainable Development Goals, SDGs), insbeson­
zusammen mit Testdaten frei verfügbar über die               dere für die Ziele 13 "Maßnahmen zum Klima-
Webseite enmap.org bezogen werden können.                    schutz" und 14 "Leben unter Wasser", von großer
20    5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

Bedeutung. Für die Messung der Wassertempera-                            Alle relevanten marinen Geodaten werden vom
tur, des pH-Werts (Ozeanversauerung) und wei-                            Nautischen Informationsdienst beschafft, aus-
terer biogeochemischer Variablen mithilfe von                            gewertet, verarbeitet und für den Zweck einer
ferngesteuerten oder autonomen Unterwasser-                              ­sicheren Navigation bereitgestellt. Der Prozess
fahrzeugen sowie für die Übertragung, Verfügbar-                          zur Verarbeitung dieser Geodaten besteht aus drei
machung und Auswertung der erhobenen Daten                                wesentlichen Tätigkeitsbereichen: Quellenmana­
spielt die Digitalisierung eine zentrale Rolle.                           ge­ment, Basisdatenmanagement und Produkt­
                                                                          management. Jeder eingehende relevante Quellen­
Als erstes globales Netzwerk für die Beobachtung                          datensatz durchläuft diese drei Bereiche, bevor er
des Meeresinneren in Echtzeit ist das internatio-                         in modifizierter und den IHO-Standards entspre-
nale Argo-Programm zu nennen. Seit dem Jahr                               chender Form veröffentlicht wird.
2000 werden automatisierte Treibbojen - soge­
nannte Argo-Floats - weltweit ausgesetzt, um                             Das Quellenmanagement akquiriert alle relevan-
Meeresprofile zu vermessen und die Daten per Sa-                         ten in- und ausländischen Daten, plausibilisiert
tellit zu übertragen. Der deutsche Beitrag zum Ar-                       diese und stellt sie zusammen mit den erforder-
go-Programm wird vom BMVI sowie vom BMBF                                 lichen Metadaten in einem Dokumentenmana­
gefördert. In aktuellen Forschungsprojekten wird                         gementsystem zur Verfügung. Quellenlieferan-
an der Weiterentwicklung der Messsensoren so-                            ten sind insbesondere die für den Seebereich zu-
wie an der Entwicklung von neuen Qualitäts- und                          ständigen Wasserstraßen- und Schifffahrtsämter,
Datenmanagementverfahren gearbeitet.                                     die BSH-Seevermessung, Vorhersagedienste ­sowie
                                                                         die Räumliche Planung. Darüber hinaus ­werden
                                                                         auch Daten ressortübergreifender ­Institutionen,
Verarbeitung von maritimen Geodaten im                                   z. B. von Küstenschutz- oder Fischereiämtern,
Nautischen Informationsdienst des BSH                                    von Hafenämtern und –betrieben verarbeitet.
                                                                         Die Datenlieferungen und -nutzungen werden
Der Nautische Informationsdienst des Bundes-                             in Verwaltungs- bzw. Nutzungsvereinbarungen
amtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH)                          oder bilateralen Verträgen geregelt. Als wesent­
hat nach dem Seeaufgabengesetz die ­gesetzliche                          liche Datenquelle sind außerdem Orthofotos vom
Pflicht zur kontinuierlichen Herstellung und                             BKG zu nennen. Für einzelne Recherchen werden
Heraus­gabe amtlicher Seekarten und amtlicher                            auch Satellitenbilddaten (Copernicus-Dienste)
nautischer Veröffentlichungen.                                           herangezogen.

                                                                         Das Basisdatenmanagement aktualisiert den vor-
                                                                         handenen Geodatenbestand. Dabei werden alle

                                                       Kartographische        Produkt
                                                       Redaktion              Management
                                                       N22                    N24
            hydrodata@bsh.de      Quellen-
                                  management und                                               customer@bsh.de
                                  Entwicklung
            Externe Datenserver   N21
                                                                                               vertrieb@bsh.de
                                                       Nautische
                                                       Redaktion
                                                       N23

Abbildung 8 Ablaufdiagramm als Übersicht des gesamten nautischen Informationsdienstes
Digitalisierung und Nachhaltigkeit   21

bereitgestellten Quellen entsprechend des nauti-           Bundesrepublik Deutschland (AdV) im Jahre
schen Verwendungszwecks bewertet und je nach               2017 eingerichtetes gemeinsames Bund-Länder-­
Produkt maßstabsunabhängig und/oder maß-                   Projekt, ist ein Verfahren, das funktionell von
stabsabhängig eingearbeitet.                               einer von Bund und Ländern getragenen Ent-
                                                           wicklungsgemeinschaft betreut und mit agilen
Im Produktmanagement werden die Produkt-                   Methoden gemeinsam umgesetzt wird. Ziel von
daten für die Herausgabe von Neuen ­Ausgaben               Smart Mapping ist es, ein Verfahren zu entwi-
der Seekarten und ENCs auf Basis des ­aktuellen            ckeln, das es ermöglicht, auf der Basis amt­licher
und verifizierten Geodatenbestandes erzeugt.               Geobasisdaten kartographische Produkte auto-
Alle auflaufenden Änderungen der ENCs ­werden              matisiert (ohne Interaktion) zu erstellen. Eine
wöchent­lich zur Validierung und Veröffent­                wesent­liche Innovation von Smart Mapping liegt
lichung an das zuständige RENC (Regional ENC               in der Neugestaltung einer modular aufgebauten
­Coordinating Centre) nach Taunton (UK) ge-                Entwicklungsplattform für eine schnelle, ­flexible
 schickt. Die Seekarten werden über den Buch­              und wirtschaftliche Erzeugung kartographischer
 handel, Sportboot-Ausrüster und für Lizenz­               Produkte der Vermessungsverwaltungen. Seit
 nehmer zum Download zur Verfügung gestellt.               März 2020 ist eine Betaversion für eine web­fähige
 Ein weiteres Produkt ist die bathymetrische               Vektorkarte (auf Basis von VectorTiles) verfüg-
 ENC (bENC). Sie ergänzt die amtlichen ENCs                bar (https://adv-smart.de/). Neben topographi-
 mit detaillier­ten Tiefeninformationen und wird           schen Informationen werden auch 3D-Gebäude
 in einem Pilotverfahren für einige Lotsen und             sowie ein Schummerungsdienst mit Höhenlinien
 ­Verkehrszentralen bereitgestellt.                        flächendeckend für ganz Deutschland in einer
                                                           Karten­anwendung angeboten. Damit greift die
Projekt Smart Mapping – Zukunft der                        AdV ein Kernthema ihrer Zukunftsstrategie auf:
­Web­kartographie – agil und hochaktuell                   Schwerpunkt der Kartographie wird in Zukunft
                                                           die Bereitstellung flexibler und mobiler Lösungen
Smart Mapping, ein von der Arbeitsgemeinschaft             für Webkarten auf der Basis flacher Datenmodelle
der Vermessungsverwaltungen der ­Länder der                sein.

Abbildung 9 Ausschnitt der Stadt Passau in 3D-Ansicht der Smart Mapping Style Webkarte
22      5. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung

2. Zugang zu Geoinformation

Die Nutzung sowie der Mehrwert von Geoinfor­                         Um eine nachhaltige Umsetzung der NGIS zu ge-
mationen bedingt einen leichten und nachvoll-                        währleisten, wurde 2017 ein Operationalisierungs­
ziehbaren Zugang zu diesen Informationen. Im                         konzept entwickelt, welches neben konkreten
­Rahmen dieses Kapitels werden Beispiele aus                         Maßnahmen acht Handlungsfelder für das LG
 unterschiedlichen thematischen Bereichen dar-                       GDI-DE beinhaltet. Die Handlungsfelder – von
 gestellt. Daraus lassen sich unterschiedlichen                      denen bereits vier abgeschlossen werden konn-
 Bedarfe an Zugangsoptionen entsprechend                             ten (Stand Juni 2020) – zeigen, dass die effek-
 erkennen.                                                           tive Steuerung der Maßnahmen der GDI-DE von
                                                                     ­großer Bedeutung ist, um die Ziele der NGIS zu
Lizenzfragen sowie die Gesetzeslage in Zusammen­                      erreichen und die Außendarstellung der GDI-DE
hang mit Geodaten und Geoinformatio­nen spie-                         zu verbessern.
len eine große Rolle. Durch die kontinuierliche
Zunah­me frei verfügbarer Geoinformationen                           Daher sieht das Handlungsfeld Nr. 6 den ­Aufbau
­ergeben sich ebenfalls weitere Fragen in Bezug                      eines Monitorings für sämtliche Maßnahmen
 auf ­Lizenz- und Nutzungsmöglichkeiten.                             des LG GDI-DE auf Grundlage eines öffentlichen
                                                                     Aktions­plans (zentraler Maßnahmenplan) vor, in
                                                                     dem die bestehenden, neu identifizierten und zu-
NGIS                                                                 künftigen Maßnahmen des LG GDI-DE zusam-
                                                                     mengeführt werden. Der Aktionsplan dient der
Die Nationale Geoinformations-Strategie (NGIS)19                     Förderung von Transparenz und der Kommu­
ist eine durch das Lenkungsgremium GDI-DE                            nikation mit politischen Gremien wie dem
(LG GDI-DE)20 im Jahr 2015 beschlossene und                          IT-Planungsrat.
vom IT-Planungsrat unterstützte Strategie zur
Entwicklung einer zukunftsorientierten und                           Zur Unterstützung der Maßnahmensteuerung
nachhaltigen Geoinformationspolitik. Geoinfor-                       existiert ein internetbasiertes Werkzeug (GDI-DE-
mationen sollen demnach für alle raumbezoge-                         Cockpit). Es beinhaltet alle steuerungsrelevanten
nen Entscheidungsprozesse wirkungsvoll einzu­                        Informationen zu den Maßnahmen der GDI-DE,
setzen sein, in vollem Umfang wirtschaftlich er-                     wie z. B. den jeweils aktuellen Umsetzungsstand,
hoben und wertschöpfend genutzt werden, sowie                        und macht sie dem LG GDI-DE übersichtlich ver-
helfen, nationale und lokale Interessen zu unter-                    fügbar. Das GDI-DE-Cockpit soll ab Ende 2020
stützen und Verpflichtungen zu erfüllen.                             zum jährlichen Ableiten und Bereitstellen des
                                                                     Aktions­plans GDI-DE genutzt werden. Mit der
Die NGIS definiert die gemeinsamen Ziele von                         Einführung des GDI-DE-Cockpits wird ein weite-
Bund, Ländern und Kommunen, die im Dialog                            res Handlungsfeld abgeschlossen.
mit Wirtschaft, Wissenschaft und Interessen­
gruppen gestaltet und umgesetzt werden. Die                          Die NGIS ist eine langfristige Strategie bis 2025.
NGIS richtet sich an alle Stellen der öffent­lichen                  Politische oder gesellschaftliche Entwicklun-
Verwaltung, der Wirtschaft und der Wissen-                           gen können zu einer Veränderung der NGIS-Ziel­
schaft, die Geodaten erheben, führen, bereitstellen                  setzungen führen. Zur Halbzeit in 2021 erfolgt
oder nutzen. Die Akteure sind aufgefordert, mit                      daher eine Evaluierung der Operationalisierung.
­eigenen Maßnahmen zur Umsetzung der Ziele                           Die NGIS-Umsetzung wird auf ihre Wirkung
 der NGIS beizutragen.                                               überprüft und ggf. erforderliche Optimierungen
                                                                     vorbereitet.

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     Weitere Informationen zur NGIS unter: https://www.gdi-de.org/NGIS
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     Vertreten sind der Bund sowie alle Länder und die drei kommunalen Spitzenverbände. Beratend wirken außerdem Vertreter aus
     Wirtschaft und Wissenschaft mit. Weitere Informationen zum LG GDI-DE unter: https://www.gdi-de.org/node/40
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