Gegenstand der Habilitationsschrift sind die wesentlichen Strömungen der städtebaulichen Entwicklung Dresdens in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Der Zeitraum umfasst Planungen und Realisierungen zwischen der Zerstörung Dresdens am 13./14. Februar 1945 und der Vereinigung mit der Bundesrepublik Deutschland am 3. Oktober 1990. Wichtige Etappen bilden dabei die Konzeptionssuche nach der Zerstörung, der Städtebau der „nationalen Tradition“, die Rückbesinnung auf die Konzepte der Moderne, die Generalbebauungs- und Generalverkehrsplanung, das Wohnungsbauprogramm und die Wiederentdeckung des innerstädtischen Bauens. Aspekte der städtebaulichen Entwicklung Dresdens vor 1945 mit dem Schwerpunkt der 30er und frühen 40er Jahre des 20. Jahrhunderts sowie im wiedervereinigten Deutschland nach 1990 wurden ergänzend einbezogen. Die Schrift besteht aus einem Einführungstext, der die Dresdner Entwicklung in die städtebaulichen Leitbilder einordnet, und dem Hauptteil mit Auszügen aus 33 wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Autoren über den gesamten Betrachtungszeitraum hinweg. Neben der städtebaulichen Entwicklung insgesamt wird auch auf Teilaspekte wie Wohnungsbau, Verkehrsentwicklung oder die Leitbilddiskussion eingegangen. Der breite Katalog der städtebaulichen Lösungen, in mehreren Jahrzehnten und über Paradigmenwechsel hinweg entstanden, bildet einen wertvollen Erfahrungsschatz. Vor allem der Aspekt der Besonderheit der städtebaulichen Entwicklung Dresdens, der Radikalität, aber auch Beschränktheit der vielfach gewählten Lösungen, stellt im Sinne einer Bestandsaufnahme einen wesentlichen Ausgangspunkt für jegliche gegenwärtige und zukünftige Auseinandersetzung mit dem physischen Körper der Stadt dar. Einerseits wird es erleichtert, schutzwürdige Qualitäten der städtebaulichen Entwicklung des behandelten Zeitraumes zu erkennen, andererseits werden aber auch Ansatzpunkte für eine zukunftsfähige künftige Stadtentwicklung geboten. / The subject of this study (Habilitation) is Dresden’s city planning in the second half of the twentieth century and the main strands of its development. The time frame comprises planning and realizations of building projects between the destruction of Dresden on 13/14 February 1945 and German reunification on 3 October 1990. Important stages are the search for planning concepts after destruction, projects of the “national tradition”, rediscovery of Modernist concepts, general city and transport plans, the programme for housing and the further development of inner-city planning. Additionally included are aspects of planning development before 1945 – with an emphasis in the 1930s and early 40s – as well as the situation in reunified Germany after 1990. The study consists of an introduction, which places Dresden’s development within planning paradigms. The middle section is a compilation of extracts from the author’s 33 scholarly publications spanning the entire time frame of this study. Apart from planning history in general, the study also considers housing, transport and theoretical discussions. The rich catalogue of planning solutions, acquired over decades and across changes in paradigms, builds a valuable store of experience. Especially through the uniqueness of Dresden‘s planning history, the radicalism, but also often the narrowness of chosen solutions, compiled here as a first inventory, a vital starting point for any current and future engagement with the body of this city is formed. On the one hand, the study facilitates the identification of the qualities that are worth preserving; on the other, suggestions for future-oriented city planning are offered.

Inhalt: Nachhaltiger Stadtumbau und Erneuerbare Energien - Ansatz und Konzepte einer ökologischen Stadtentwicklung Wohnprojekt Dresden Pillnitz - Innovatives Energiekonzept für zwei Mehrfamilienhäuser in Passivhausbauweise Tiefbautechnik in der Praxis - Die spektakuläre Gablenzbach-Sanierung Mauern für die Ewigkeit - Rekonstruktion, Sanierung und Neubau von Mauerwerksbauten Wärmebrückenbeheizung - Ein Widerspruch? Solares Heizen mit Großanlagen - Chancen und Perspektiven Bauphysikalische Wertung von belüfteten und nicht belüfteten Dächern Kritische Aspekte zum sommerlichen Wärmeschutz – Vorbemessung

Für die Beantwortung verschiedener Fragestellungen im Siedlungsraum werden kleinräumige Informationen zur Siedlungsstruktur (funktional, morphologisch und sozio-ökonomisch) benötigt. Der Gebäudebestand spielt eine besondere Rolle, da dieser die physische Struktur prägt und sich durch dessen Nutzung Verteilungsmuster von Wohnungen, Arbeitsstätten und Infrastrukturen ergeben. In amtlichen Geodaten, Karten und Diensten des Liegenschaftskatasters und der Landesvermessung sind die Gebäude in ihrem Grundriss modelliert. Diese besitzen allerdings nur selten explizite semantische Informationen zum Gebäudetyp. Es stellt sich die Frage, ob und wie genau eine automatische Erkennung von Gebäudetypen unter Nutzung von Methoden der Geoinformatik, der Mustererkennung und des maschinellen Lernens möglich ist. In diesem Buch werden methodische Bausteine zur automatischen Klassifizierung von Gebäudegrundrissen vorgestellt. Im Kern werden Fragen beantwortet zu den Datenanforderungen, der Gebäudetypologie, der Merkmalsgewinnung sowie zu geeigneten Klassifikationsverfahren und den Klassifikationsgenauigkeiten, die abhängig von Eingangsdaten, Siedlungstyp und Trainingsdatenmenge erzielt werden können. Der Random-Forest-Algorithmus zeigte die höchste Flexibilität, Generalisierungsfähigkeit und Effizienz und wurde als bestes Klassifikationsverfahren identifiziert. Die Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag zur Gewinnung kleinräumiger Informationen zur Siedlungsstruktur. Die entwickelte Methodik ermöglicht ein breites Anwendungsspektrum in der Wissenschaft, Planung, Politik und Wirtschaft (u. a. Stadt- und Regionalplanung, Infrastrukturplanung, Risikomanagement, Energiebedarfsplanung oder dem Geomarketing).:Vorwort .................................................................................................. I Danksagung ......................................................................................... III Kurzfassung und Thesen ....................................................................... V Abstract and Theses ............................................................................. IX Inhaltsverzeichnis ................................................................................ XV 1 Einleitung ............................................................................................ 1 2 Grundlagen zur Siedlungsstruktur .................................................... 11 3 Methodische Grundlagen der Mustererkennung .............................. 57 4 Forschungsstand .............................................................................. 95 5 Konzeptionelle Vorüberlegungen .................................................... 113 6 Mögliche Datenquellen zum Gebäudegrundriss .............................. 127 7 Entwicklung des Verfahrens ........................................................... 143 8 Ergebnisse und Diskussion ............................................................. 201 9 Schlussfolgerungen und Ausblick .................................................... 259 Literatur ............................................................................................. 275 Abkürzungsverzeichnis ...................................................................... 311 Abbildungsverzeichnis ....................................................................... 320 Tabellenverzeichnis ........................................................................... 323 Anhang A Datengrundlagen zur Siedlungsstruktur ......................................... 327 B Gebäudetypologie .......................................................................... 343 C Merkmale ........................................................................................ 349 D Entwicklung des Klassifikators ........................................................ 365 E Genauigkeitsuntersuchung ............................................................. 375 F Exemplarische Anwendung von BFClassTool ................................... 395 / Building data are highly relevant for the small-scale description of settlement structures. Spatial base data from National Mapping and Cadastral Agencies describe the buildings in terms of the geometry but often lack semantic information on the building type. Here, methods for the automatic classification of building footprints are presented and discussed. The work addresses issues of data integration, data processing, feature extraction, feature selection, and investigates the accuracy of various classification methods. The results are of scientific, planning, policy and business interest at various spatial levels.:Vorwort .................................................................................................. I Danksagung ......................................................................................... III Kurzfassung und Thesen ....................................................................... V Abstract and Theses ............................................................................. IX Inhaltsverzeichnis ................................................................................ XV 1 Einleitung ............................................................................................ 1 2 Grundlagen zur Siedlungsstruktur .................................................... 11 3 Methodische Grundlagen der Mustererkennung .............................. 57 4 Forschungsstand .............................................................................. 95 5 Konzeptionelle Vorüberlegungen .................................................... 113 6 Mögliche Datenquellen zum Gebäudegrundriss .............................. 127 7 Entwicklung des Verfahrens ........................................................... 143 8 Ergebnisse und Diskussion ............................................................. 201 9 Schlussfolgerungen und Ausblick .................................................... 259 Literatur ............................................................................................. 275 Abkürzungsverzeichnis ...................................................................... 311 Abbildungsverzeichnis ....................................................................... 320 Tabellenverzeichnis ........................................................................... 323 Anhang A Datengrundlagen zur Siedlungsstruktur ......................................... 327 B Gebäudetypologie .......................................................................... 343 C Merkmale ........................................................................................ 349 D Entwicklung des Klassifikators ........................................................ 365 E Genauigkeitsuntersuchung ............................................................. 375 F Exemplarische Anwendung von BFClassTool ................................... 395

Diese Arbeit stellt grundlegend zwei Modellentwicklungen der Verkehrsangebots- und Verkehrsnachfragemodellierung vor. Die erste Entwicklung bezieht sich auf die simultane Ziel- und Verkehrsmittelwahl in Abhängigkeit von Strukturgrößen und/oder Lagegunst. Es werden neue Randsummenbedingungen beschrieben und vorhandene neu definiert. Der neue Modellansatz erlaubt eine Bestimmung minimaler und maximaler Verkehrsaufkommen und stellt eine Erweiterung der theoretischen Grundlagen als auch der praktischen Anwendbarkeit dar. So können alle derzeit bekannten Randsummenbedingungen durch einen Algorithmus (auch innerhalb einer Quelle-Ziel-Gruppe) berechnet werden. Der zweite Ansatz ist ein Werkzeug, welches in Abhängigkeit des vorhandenen Verkehrsangebotes verkehrsplanerisch wünschenswerte quantitative Flächen- bzw. Gebietsnutzungen abschätzt. Aufbauend auf der Verkehrsangebots- und Verkehrsnachfragemodellierung werden Infrastrukturgrößen durch eine aufzustellende Zielfunktion (z. B. minimale Verkehrsarbeit), unter Beachtung vorhandener Freiheitsgrade der Flächennutzung je Verkehrsbezirk, optimiert. Diese Freiheitsgrade werden als minimale und maximale Strukturgrößengrenzen durch die Raum- und Stadtplanung definiert, womit sie den vielfältigen Einflussgrößen dieser Planungen unterliegen und dadurch städtebaulich verträglich sind. Der Modellansatz bildet die für die Infrastrukturplanung wichtigen Wechselwirkungen des durch den Stadt- und Verkehrsplaner angestrebten Systemoptimums (Infrastrukturgrößenverteilung eines Gebietes) mit dem durch den einzelnen Verkehrsteilnehmer angestrebten Nutzenoptimum (Verkehrsnachfrage) ab. / This work basically introduces two model developments of traffic supply and traffic demand modeling. The first development refers to the simultaneous destination and mode choice into dependence of structure sizes and/or accessibility. New constraints are described and available constraints were defined newly. The new model enables the determination of minimal and maximum volumes of traffic (constraints). The new explanatory model is an expansion of the theoretical bases and the practical applicability. So all currently known constraints can be calculated by one algorithm (also within an origin destination group). The second approach is a tool which describes desirable quantitative traffic planningly land uses against the available traffic supply. It uses an algorithm that keeps minimal and maximum structure size limits while it determining e.g. minimal traffic work. Within the algorithm the complete traffic demand will be calculated. The complete model shows the important interactions of the infrastructure planning by the town and transport planer (a striven system optimum) with the traffic demand by the single road user (a striven user equilibrium).

Die vorliegende Arbeit prüft unterschiedliche Einflussfaktoren und deren Auswirkung auf die Merkmale informeller Siedlungen. Hypothese ist, dass die Morphologie und weitere physischen Merkmale informeller Siedlungen trotz der Wirksamkeit lokaler und kulturspezifischer Rahmenbedingungen auf die Wirkung bestimmbarer Einflussfaktoren zurückgeführt werden können, die entsprechend erkennbarer und prognostizierbarer Gesetzmäßigkeiten wirken. Es werden die Gesetzmäßigkeiten geprüft, die mit informeller Stadtbildung in Verbindung stehen und sich in Morphologie und weiteren physischen Merkmalen von informellen Siedlungen äußern. Dabei werden konstante und variable Faktoren unterschieden, die bei der Ausbildung informeller Stadtstrukturen wirken. Die meisten Faktoren stellen sich als variabel heraus. Mit dem Verständnis über deren Bedeutung und Zusammenhänge kann daher die informelle Siedlungsbildung beeinflusst werden und Planungsempfehlungen können für schnell und informell wachsende Städte formuliert werden. Die Morphologie und bautypischen Merkmale informeller Siedlungen sind prognostizierbar und die Folgen bestimmter Entscheidungen einschätzbar. Die Beeinflussung der Einflussfaktoren ist insbesondere auf der Ebene von Politik und Gesetzgebung möglich. Fast alle Handlungs- und Planungsentscheidungen müssen das Bodenrechtssystem und die vorliegenden Verhältnisse des Bodeneigentums beachten. Als Fallstudien dienen fünf Städte in Afrika, die von einer Bandbreite an Rahmenbedingungen beeinflusst werden und die aktuell einem besonders rasanten, doch jungen Verstädterungsprozess ausgesetzt sind. In Afrika finden sich unterscheidbare Rechtssysteme, die zum Teil aus der Kolonialgeschichte hervorgehen. Die Wahl der Beispiele wurde während der Bearbeitung und Vertiefung des Themas getroffen. Vor allem fußt die Analyse auf Originalmaterial, das die Autorin durch eigene Aufenthalte zusammengetragen und erhoben hat. Spezielle Planunterlagen, Planungs- und Gesetzesinformationen waren im Allgemeinen nicht anders aufzufinden. Es gibt auch nur wenige vorangegangene, einzelne Analysen informeller Siedlungen aus architektonischer oder planerischer Sicht. Wie keine der wenigen vorhandenen Analysen beansprucht diese Arbeit nun das Erarbeiten der Zusammenhänge von Rahmenbedingungen und Siedlungscharakteristik unter Beleuchtung der Bandbreite informeller Siedlungsformen. Von Bedeutung ist daher die intensive Arbeit mit dem Kartenmaterial auf Siedlungs- und Bebauungsebene, dessen Betrachtung vor dem Hintergrund landesspezifischer Informationen und die Erkenntnisgewinnung aus dem Vergleich der ausgewählten Beispiele stattfinden.:1 Einführung 12 Anlass und Ziel der Arbeit 12 Methodik und Aufbau der Arbeit 14 2 Informelle Stadtentwicklung 16 Überblick, Ausmaß und Entwicklungsfaktoren 16 Formen informeller Stadtbildung 19 Informalität und Bodeneigentum 19 Informelle Stadtbildungsprozesse 21 Informalität und Reglementierung 23 3 Analyse und Vergleich informeller Stadtentwicklung anhand ausgewählter Beispiele 24 Begriffe 27 Kairo, Ägypten 29 Rahmenbedingungen 33 Faktenblatt Rahmenbedingungen Kairo 40 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 42 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Boulaq el Dakrour 49 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Manshiet Nasser 55 Addis Abeba, Äthiopien 61 Rahmenbedingungen 66 Faktenblatt Rahmenbedingungen Addis Abeba 75 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 77 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Mari Luke 83 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Demamit 89 Ouagadougou, Burkina Faso 95 Rahmenbedingungen 98 Faktenblatt Rahmenbedingungen Ouagadougou 105 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 107 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Nabas Nogo 111 Kigali, Ruanda 117 Rahmenbedingungen 121 Faktenblatt Rahmenbedingungen Kigali 131 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 133 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Muhima 137 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Kimisange 141 Nairobi, Kenia 147 Rahmenbedingungen 151 Faktenblatt Rahmenbedingungen Nairobi 155 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 157 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Zimmerman 161 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Kibera Kibera 165 4 Gegenüberstellung der Analyseergebnisse 169 Rahmenbedingungen 169 Siedlungsstrukturelle Aspekte 180 Baustrukturelle Aspekte 192 5 Auswertung und Erkenntnisse 197 Einflussfaktoren auf die informelle Siedlungsbildung 197 Steuerbarkeit der Einflussfaktoren 216 Morphologie und Funktionalität informeller Siedlungen unter Betrachtung der Einflussfaktoren 217 Zusammenfassung 219 6 Ausblick 220 L Literaturverzeichnis 225 / This work examines the factors influencing the characteristics of informal settlements. Hypothetically, the morphology and other physical characteristics of informal settlements can be attributed to the effect determinable factors, which function with predictable regularities, despite a locally and culturally specific framework. Examined are those regularities, which are related to the formation of informal urban growth, and which are expressed in the morphology and further physical characteristics of informal settlements. Constant and variable factors are differentiated when examining their influence on informal urban morphologies. It is discovered that most factors can be influenced on the level of politics and legislation and therefore, the formation and the physical characteristics of informal settlements can be steered. Planning recommendations for fast, informally growing cities can be formulated and the consequences of planning and policy decisions can be predicted equally. Nearly all action and planning decisions must consider the local juridical system and specific conditions of land ownership. The research clearly shows that the physical form of informal urban development, i.e. morphology and townscape, is directly connected to the given land ownership system in a country in general, and to the land rights specifically for settled land. In other words, current as well as former land ownership conditions in a country influence the physical characteristics of the informal settlements. In principle, the land law determines type, extent and functioning of plot allocation and transfer processes; and indirectly, the type and degree of nonconformity to this legal defines the type, extent and functioning of the informal land market. The research is based on case studies in five African cities with varying legal, administrative, historic and cultural frameworks, and which are currently exposed to a rapid process of urbanization, which has started only recently. In Africa, there are distinguishable juridical systems, which partially result from colonial history. Above all, the analysis is based on original material, which was gathered by the author during field research. There are only few analyses of informal settlements, which take an architectural or planning perspective, and those are limited to individual settlements. This work now stresses the interrelation of different aspects in the framework with physical settlement characteristics, while analyzing the respective range of informal settlement forms for each case example.:1 Einführung 12 Anlass und Ziel der Arbeit 12 Methodik und Aufbau der Arbeit 14 2 Informelle Stadtentwicklung 16 Überblick, Ausmaß und Entwicklungsfaktoren 16 Formen informeller Stadtbildung 19 Informalität und Bodeneigentum 19 Informelle Stadtbildungsprozesse 21 Informalität und Reglementierung 23 3 Analyse und Vergleich informeller Stadtentwicklung anhand ausgewählter Beispiele 24 Begriffe 27 Kairo, Ägypten 29 Rahmenbedingungen 33 Faktenblatt Rahmenbedingungen Kairo 40 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 42 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Boulaq el Dakrour 49 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Manshiet Nasser 55 Addis Abeba, Äthiopien 61 Rahmenbedingungen 66 Faktenblatt Rahmenbedingungen Addis Abeba 75 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 77 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Mari Luke 83 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Demamit 89 Ouagadougou, Burkina Faso 95 Rahmenbedingungen 98 Faktenblatt Rahmenbedingungen Ouagadougou 105 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 107 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Nabas Nogo 111 Kigali, Ruanda 117 Rahmenbedingungen 121 Faktenblatt Rahmenbedingungen Kigali 131 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 133 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Muhima 137 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Kimisange 141 Nairobi, Kenia 147 Rahmenbedingungen 151 Faktenblatt Rahmenbedingungen Nairobi 155 Siedlungs- und Bebauungsanalyse 157 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Zimmerman 161 Faktenblatt Siedlung und Bebauung Kibera Kibera 165 4 Gegenüberstellung der Analyseergebnisse 169 Rahmenbedingungen 169 Siedlungsstrukturelle Aspekte 180 Baustrukturelle Aspekte 192 5 Auswertung und Erkenntnisse 197 Einflussfaktoren auf die informelle Siedlungsbildung 197 Steuerbarkeit der Einflussfaktoren 216 Morphologie und Funktionalität informeller Siedlungen unter Betrachtung der Einflussfaktoren 217 Zusammenfassung 219 6 Ausblick 220 L Literaturverzeichnis 225

Gegenstand der Habilitationsschrift sind die wesentlichen Strömungen der städtebaulichen Entwicklung Dresdens in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Der Zeitraum umfasst Planungen und Realisierungen zwischen der Zerstörung Dresdens am 13./14. Februar 1945 und der Vereinigung mit der Bundesrepublik Deutschland am 3. Oktober 1990. Wichtige Etappen bilden dabei die Konzeptionssuche nach der Zerstörung, der Städtebau der „nationalen Tradition“, die Rückbesinnung auf die Konzepte der Moderne, die Generalbebauungs- und Generalverkehrsplanung, das Wohnungsbauprogramm und die Wiederentdeckung des innerstädtischen Bauens. Aspekte der städtebaulichen Entwicklung Dresdens vor 1945 mit dem Schwerpunkt der 30er und frühen 40er Jahre des 20. Jahrhunderts sowie im wiedervereinigten Deutschland nach 1990 wurden ergänzend einbezogen. Die Schrift besteht aus einem Einführungstext, der die Dresdner Entwicklung in die städtebaulichen Leitbilder einordnet, und dem Hauptteil mit Auszügen aus 33 wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Autoren über den gesamten Betrachtungszeitraum hinweg. Neben der städtebaulichen Entwicklung insgesamt wird auch auf Teilaspekte wie Wohnungsbau, Verkehrsentwicklung oder die Leitbilddiskussion eingegangen. Der breite Katalog der städtebaulichen Lösungen, in mehreren Jahrzehnten und über Paradigmenwechsel hinweg entstanden, bildet einen wertvollen Erfahrungsschatz. Vor allem der Aspekt der Besonderheit der städtebaulichen Entwicklung Dresdens, der Radikalität, aber auch Beschränktheit der vielfach gewählten Lösungen, stellt im Sinne einer Bestandsaufnahme einen wesentlichen Ausgangspunkt für jegliche gegenwärtige und zukünftige Auseinandersetzung mit dem physischen Körper der Stadt dar. Einerseits wird es erleichtert, schutzwürdige Qualitäten der städtebaulichen Entwicklung des behandelten Zeitraumes zu erkennen, andererseits werden aber auch Ansatzpunkte für eine zukunftsfähige künftige Stadtentwicklung geboten. / The subject of this study (Habilitation) is Dresden’s city planning in the second half of the twentieth century and the main strands of its development. The time frame comprises planning and realizations of building projects between the destruction of Dresden on 13/14 February 1945 and German reunification on 3 October 1990. Important stages are the search for planning concepts after destruction, projects of the “national tradition”, rediscovery of Modernist concepts, general city and transport plans, the programme for housing and the further development of inner-city planning. Additionally included are aspects of planning development before 1945 – with an emphasis in the 1930s and early 40s – as well as the situation in reunified Germany after 1990. The study consists of an introduction, which places Dresden’s development within planning paradigms. The middle section is a compilation of extracts from the author’s 33 scholarly publications spanning the entire time frame of this study. Apart from planning history in general, the study also considers housing, transport and theoretical discussions. The rich catalogue of planning solutions, acquired over decades and across changes in paradigms, builds a valuable store of experience. Especially through the uniqueness of Dresden‘s planning history, the radicalism, but also often the narrowness of chosen solutions, compiled here as a first inventory, a vital starting point for any current and future engagement with the body of this city is formed. On the one hand, the study facilitates the identification of the qualities that are worth preserving; on the other, suggestions for future-oriented city planning are offered.

Die Stadtbiotopkartierung hat sich in Deutschland als die Methode zur Schaffung einer ökologischen Datenbasis für den urbanen Raum etabliert. Sie dient der Untersuchung naturschutzfachlicher Fragen, der Vertretung der Belange des Naturschutzes in zahlreichen räumlichen Planungsverfahren und ganz allgemein einer ökologisch orientierten Stadtplanung. Auf diese Weise kommen die Städte ihrem gesetzlichen Auftrag nach, Natur und Landschaft zu schützen, zu pflegen und zu entwickeln (§ 1 BNatSchG), den es explizit auch innerhalb der besiedelten Fläche zu erfüllen gilt. Ein Großteil der heute bestehenden 228 Stadtbiotoptypenkarten ist in der Etablierungsphase der Methode in den 80er Jahren entstanden und wurde häufig durch Landesmittel gefördert. Der Anteil der Städte, die jemals eine Aktualisierung durchgeführt haben, wird jedoch auf unter fünf Prozent geschätzt. Dies hängt vor allem mit dem hohen Kosten- und Zeitaufwand der Datenerhebung zusammen, die durch visuelle Interpretation von CIR-Luftbildern und durch Feldkartierungen erfolgt. Um die Aktualisierung von Stadtbiotoptypenkarten zu vereinfachen, wird in der vorliegenden Arbeit das Automatisierungspotenzial von Stadtbiotopkartierungen durch Nutzung von Fernerkundungsdaten untersucht. Der Kern der Arbeit besteht in der Entwicklung einer Methode, die einen wichtigen Arbeitsschritt der Stadtbiotopkartierung automatisiert durchführt: Die Erkennung des Biotoptyps von Biotopen. Darüber hinaus zeigt die Arbeit das Automatisierungspotenzial bei der flächenhaften Erhebung von quantitativen Parametern und Indikatoren zur ökologischen Bewertung von Stadtbiotopen auf. Durch die automatische Biotoptypenerkennung kann die Überprüfung und Aktualisierung einer Biotoptypenkarte in weiten Teilen der Stadt automatisiert erfolgen, wodurch der Zeitaufwand reduziert wird. Das entwickelte Verfahren kann in den bestehenden Ablauf der Stadtbiotopkartierung integriert werden, indem zunächst die Kartierung ausgewählter Biotoptypen automatisch erfolgt und die verbleibenden Flächen der Stadt durch visuelle Luftbildinterpretation und Feldbegehung überprüft und zugeordnet werden. Die thematische Einteilung der Biotoptypen orientiert sich im urbanen Raum in erster Linie an der anthropogenen Nutzung, da diese den dominierenden Faktor für die biologische Ausstattung der Biotope darstellt. Die entwickelte Methode eignet sich vor allem zur Erkennung von baulich geprägten Biotopen, da die Nutzung - und dadurch der Biotoptyp einer Fläche - durch eine automatische Analyse der Geoobjekte innerhalb der Biotopfläche ermittelt werden kann. Die Geoobjekte wiederum können durch eine Klassifizierung von multisensoralen Fernerkundungsdaten (hyperspektrale Flugzeugscannerdaten und digitale Oberflächenmodelle) identifiziert werden. Die Analyse der Geoobjekte und der urbanen Oberflächenarten innerhalb der Biotopfläche erfolgt anhand von räumlichen, morphologischen und quantitativen Merkmalen. Auf Basis dieser Merkmale wurden zwei Varianten eines automatischen Biotopklassifizierers entwickelt, die unter Verwendung von Fuzzy Logik und eines neu entwickelten, paarweise arbeitenden Maximum Likelihood Klassifizierers (pMLK) implementiert wurden. Für die bisher implementierten 10 Biotoptypen, die zusammen etwa die Hälfte des Stadtgebiets abdecken, wurde eine Erkennungsgenauigkeit von über 80 % ermittelt. Der pMLK wurde erfolgreich in zwei Städten (Berlin, Dresden) erprobt, wodurch seine Übertragbarkeit nachgewiesen werden konnte.

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Aspekte auf die Infrastrukturentwicklung im Abwasserbereich und insbesondere die Verbreitung alternativer Technologien auf Haushaltsebene Einfluss nehmen. Dabei werden technische, ökologische, ökonomische und soziale Wechselwirkungen zwischen der dezentralen und der zentralen Entsorgung berücksichtigt. Der Fokus liegt dabei auf dem ländlichen Raum der neuen Bundesländer. Es wird ein Simulationsmodell entwickelt, das das Verständnis über die Relevanz von Unsicherheiten in der Abwasserbeseitigung verbessern und eine Bewertung möglicher Maßnahmen hinsichtlich der Wirkung auf Gewässerschutz und Wirtschaftlichkeit erlauben soll. Zu diesem Zweck werden verschiedene Szenarien analysiert. Es zeigt sich zum einen, dass eine Verringerung der Ablauffrachten aus dezentralen Anlagen durch eine Reihe von Maßnahmen möglich ist, die in Abhängigkeit von den Rahmenbedingungen (Einsparpotenziale, Eigenkapitalausstattung, Umweltbewusstsein etc.) unterschiedlich wirken und daher auch situationsabhängig einzusetzen sind. Dazu gehören etwa die Entwicklung von Förderinstrumenten und Finanzierungsmodellen, ökologische Kampagnen, die Bekanntmachung von Investitionstätigkeiten, die frühzeitige Information über rechtliche Veränderungen und der gezielte Einsatz von Sanierungsanordnungen. Zum anderen können bei der zentralen Entsorgung gerade im ländlichen Raum Auslastungs- und Finanzierungsprobleme entstehen, die den weiteren Ausbau der zentralen Infrastruktur gefährden. Die Szenarien zeigen, dass daher bei der Infrastrukturplanung Unsicherheiten der Bevölkerungsentwicklung und insbesondere des spezifischen Abwasseranfalls berücksichtigt werden müssen. Eine zentrale Entsorgung ist im ländlichen Raum zu sozialverträglichen Gebühren nur unter erheblichem Fördermitteleinsatz möglich. Wichtigste Maßnahme zur Abschwächung der positiven Rückkopplung aus steigenden Gebühren und sinkendem Abwasseranfall ist die Erhebung von Grundgebühren.

Klimawandel und Biodiversitätsverlust sowie Verstädterung und demografischer Wandel haben tiefgreifende Auswirkungen auf Städte und ihre Ökosysteme und damit auf die Lebensbedingungen der Mehrheit der Menschheit. Die Geschwindigkeit des Wandels und die Dringlichkeit der Folgen macht Umweltmonitoring zu einem potentiell interessanten Tool für nachhaltige und resiliente Stadtentwicklung. Der erste Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Fernerkundung in Bezug auf Stadtökologie und zeigt, dass Fernerkundung relevant für nachhaltige Stadtplanung ist. Es bestehen jedoch bestehen Mängel, da viele Studien nicht direkt umsetzbar sind. Der zweite Artikel zeigt, dass eine wachsende Stadt Möglichkeiten für den Ausbau der grünen Infrastruktur bieten kann. Im dritten Artikel wird untersucht, wie sich die städtische Dichte auf die Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen der grünen Infrastruktur auswirkt. Es wird gezeigt, dass eine hohe Siedlungsdichte nicht zwangsläufig zu einem geringeren Biodiversitätspotenzial oder einer geringeren Kühlkapazität führt. Allerdings sind dicht bebaute Gebiete mit geringer Vegetationsbedeckung besonders auf grüne Infrastruktur angewiesen. Der vierte Artikel befasst sich mit der Frage, wie naturbasierte Lösungen durch eine bessere Vernetzung der Beteiligten gestärkt werden können. Auf der Grundlage einer gezielten Literaturrecherche über Informationstechnologie zur Unterstützung sozial-ökologischer Systeme wird ein Instrument zur Entscheidungshilfe entwickelt. Dieses kombiniert ökologische und soziale Indikatoren, um Klimawandeladaption in Übereinstimmung mit den sozio-ökologischen Bedingungen entwickeln zu können. Der fünfte Artikel bietet eine grundsätzliche Perspektive zur Unterstützung der städtischen Nachhaltigkeit, die auf dem ökologischen-Trait Konzept basiert. Zusammen bieten die fünf Artikel Wege für die Fernerkundungswissenschaft und die angewandte Raumplanung für nachhaltige und resiliente Entwicklungen in Städten. / Climate change and biodiversity loss, as well as urbanisation and demographic change, are major global challenges of the 21st century. These trends have profound impacts on cities and their ecosystems and thus on the living conditions of the majority of humanity. This raises the need for timely environmental monitoring supporting sustainable and resilient urban developments. The first article is an overview of the state of the art of remote sensing science in relation to urban ecology. The review found that remote sensing can contribute to sustainable urban policy, still insufficiencies remain as many studies are not directly actionable. The second article shows that a growing city can provide opportunities for an increase in green infrastructure. Here, remote sensing is used for long-term analysis of land-use in relation to urban forms in Berlin. The third article examines how urban density affects ecosystem service provision of urban green infrastructure. It is shown that residential density does not necessarily lead to poor biodiversity potential or cooling capacity. However, dense areas with low vegetation cover are particularly dependent on major green infrastructure. The fourth article explores ways to reinforce nature-based solutions by better connecting and informing stakeholders. Based on a focussed literature review on information technology supporting urban social-ecological systems, a decision support tool is developed. The tool combines indicators based on ecological diversity and performance with population density and vulnerability. This way, climate change adaptation can be developed in accordance with socio-ecological conditions. The concluding fifth article offers an outlook on a larger framework in support of urban sustainability, based on the ecological trait concept. Together the five research papers provide pathways for urban remote sensing science and applied spatial planning that can support sustainable and resilient developments in cities.

What urban planning history do rebuilt cities represent? Can one ever consider the process of reconstruction as being fully completed? What challenges do these cities face today? What steps are they taking to enhance their image? This book is the fruit of the activities carried out during the Res Urbanae project, funded by the Creative Europe Programme (2022 - 2024). This project, which was initiated by the Maison de l'Allemagne in Brest (a citizens’ association for Franco-German cooperation), brought together three European universities (UBO Brest, TU Dresden and VUT Brno). This compendium is the result of a series of multi-disciplinary research projects and initiatives (an international symposium, an artist residency, student workshops, exhibitions). These activities have allowed us to revisit and deepen knowledge gathered over several decades on the subject of cities under reconstruction. Through the upheavals of their history, these cities have succeeded in reinventing new destinies for themselves. / Welche städtebauliche Geschichte repräsentieren wiederaufgebaute Städte? Kann man den Prozess des Wiederaufbaus jemals als vollständig abgeschlossen betrachten? Vor welchen Herausforderungen stehen solche Städte heute? Welche Maßnahmen ergreifen sie, um ihr Image zu stärken? Dieses Buch ist das Ergebnis der Aktivitäten, die im Rahmen des Projekts Res Urbanae, gefördert vom EU-Programm Creative Europe (2022-2024), durchgeführt wurden. An diesem Projekt, das von der Maison de l'Allemagne in Brest (einer Bürgervereinigung für deutsch-französische Zusammenarbeit) initiiert wurde, haben drei europäische Universitäten (UBO Brest, TU Dresden und VUT Brno) teilgenommen. Das Kompendium ist das Ergebnis einer Reihe von multidisziplinären Forschungsprojekten und Initiativen (ein internationales Symposium, ein Künstleraufenthalt, Studentenworkshops, Ausstellungen). Diese Aktivitäten haben es uns ermöglicht, das über mehrere Jahrzehnte gesammelte Wissen zum Thema Städte im Wiederaufbau neu zu betrachten und zu vertiefen. In den Umbrüchen ihrer Geschichte ist es all diesen Städten gelungen, sich und ihr Schicksal neu zu erfinden. / Quelle histoire urbanistique les villes reconstruites représentent-elles ? Peut-on considérer que le processus de reconstruction est achevé ? Quels sont les défis auxquels ces villes sont confrontées aujourd'hui ? Quelles démarches entreprennent-elles pour améliorer leur image ? Cet ouvrage est le fruit des activités menées dans le cadre du projet Res Urbanae, lauréat du programme Europe créative (2022 - 2024). Ce projet, inauguré par la Maison de l'Allemagne à Brest (association citoyenne de coopération franco-allemande), a réuni trois universités européennes (UBO Brest, TU Dresden et VUT Brno). Ce recueil est l'aboutissement d'une série de projets de recherche et d'initiatives pluridisciplinaires (un colloque international, une résidence d'artiste, des ateliers d'étudiants, des expositions). Ces activités nous ont permis de revisiter et d'approfondir les connaissances accumulées depuis plusieurs décennies sur le thème des villes en reconstruction. A travers les bouleversements de leur histoire, ces villes ont réussi à se réinventer de nouveaux destins.