Die Veröffentlichung wissenschaftlicher Daten als zusätzlicher Output neben den wissenschaftlichen Publikationen hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Mittlerweile wird die Publikation der erstellten Daten sogar häufig als Bedingung an die Förderung wissenschaftlicher Projekte gestellt und die dafür benötigten Forschungsdateninfrastrukturen sind selbst Gegenstand der Forschung geworden (Kindling, Schirmbacher 2013; Bernard et al. 2013; Bill 2014). In der Fördermaßnahme „Nachhaltiges Landmanagement“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) wurde hierfür im Rahmen des Koordinationsprojektes GLUES (Global Assessment of Land Use Dynamics, Greenhouse Gas Emissions and Ecosystem Services) eine wissenschaftliche Geodateninfrastruktur (GDI) für den Austausch der wissenschaftlichen Daten aus Modellrechnungen und Simulationen aufgebaut. Im Beitrag werden die spezifischen Anforderungen einer solchen wissenschaftlichen GDI adressiert und entsprechende Lösungen gezeigt. Dies betrifft unter anderem die Inhalte der Metadaten für die Simulationsergebnisse und deren übersichtliche Repräsentation im Netz, die Beschreibung und Visualisierung der Entstehungsgeschichte von Modelldaten sowie webbasierte Recherche-, Analyse- und Visualisierungswerkzeuge.

Landesweit soll ein Potenzialflächenkataster aufgebaut werden und im Geoportal des Landes verfügbar sein. Mit vorhandenen Geobasis- und Geofachdaten lassen sich Baulücken und Nachverdichtungspotenziale ermitteln. Das Projekt entwickelt den Ansatz des Forschungsprojektes „Innenentwicklungspotenziale in Deutschland – Ergebnisse einer bundesweiten Umfrage und Möglichkeiten einer automatisierten Abschätzung“ des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBSR) (Hrsg.) unter Beauftragung des Leibniz-Institutes für ökologische Raumentwicklung (IÖR) weiter (BBSR 2013, 99-123). Dazu wurde die Arbeitsgruppe „Potenzialflächenkataster“ gebildet. Sie hat zusammen mit ausgewählten Landkreisen und weiteren kommunalen und gewerblichen Experten eine geeignete Herangehensweise entwickelt, um Innenentwicklungspotenziale (IEP) zu erfassen und zu halten – mit einer landesweit einheitlichen und flächendeckenden Vordetektion. Dabei generiert eine halbautomatisierte Methodik aus unterschiedlichen Datenquellen Baulücken und Nachverdichtungspotenziale. Die Pilotierung auf Landkreisebene testet die einzelnen Komponenten laufend auf mögliche Verbesserungen und setzt dieselben um. Aktuell testet ein ausgewählter Landkreis die Validierungs- und Pflegekomponente.

Es ist festzustellen, dass die städtische Nutzungskartierung auf immer mehr Datenquellen zurückgreifen kann. Insbesondere handelt es sich um hochauflösende (Geo-)Daten von Fernerkundungsplattformen wie Satelliten aus dem Copernicus-Programm. Aber auch sogenannte Volunteer Geographic Information (VGI) spielen eine zunehmende Rolle. Speziell entwickelte Anwendungsprogramme, sogenannte „Apps“, kommen zum Sammeln solcher Rauminformationen in Frage. Und letztlich kommen Daten aus sozialen Netzwerken zum Tragen. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Anwendung von Big Data im geo-temporalen Umfeld: Daten mit großen Volumina, die immer schneller in den Prozess gelangen, aus unterschiedlichsten Quellen stammen, unterschiedliche Informationsgehalte aufweisen und mit Unsicherheit behaftet sind. Sie liegen möglicherweise nicht flächendeckend vor, bieten mannigfaltige Bodenauflösungen, sind lückenhaft – dies sind alles Aspekte, die den gängigen Kriterien für „gute“ Daten widersprechen. Man wünscht sich flächendeckende, hochauflösende und hochaktuelle Daten. Der Vorteil bei der Nutzung von Big Data liegt nicht in der „Güte“, sondern in der massenhaften Verfügbarkeit. Der vorliegende Artikel ist als Werkstattbericht zu verstehen, der erste Ansätze in einem Anwendungsszenario zur Detektion sogenannter Intra-Urban Heat Islands, innerstädtischer Hitzeinseln, aufzeigt.

Auf Basis zentraler Forschungsfragen, die aktuell an inhaltliche Ausrichtung, Verfahrensablauf und Methodik der Umweltprüfung als integrativem Bestandteil von Planungsprozessen gestellt werden sowie im Hinblick auf die aus der Novellierung der UVP-Richtlinie resultierenden Anpassungsbedarfe stellt der vorliegende Beitrag erste Ergebnisse eines Forschungsvorhabens zur Integration von ‚Fläche‘ als Bewertungsfaktor in die Strategische Umweltprüfung (SUP) vor. Dazu wird angeknüpft an das komplexe Problemfeld einer weiterhin steigenden Flächeninanspruchnahme und die im Hinblick auf Gegensteuerungsmöglichkeiten diskutierten planerischen Ansätze und Instrumente. Anhand eines Analyserasters werden Kernergebnisse einer fallstudienbasierten Dokumentenanalyse zur gegenwärtigen Praxis der Thematisierung von ‚Fläche‘ in der SUP zur Diskussion gestellt, bevor erste konzeptionelle Ansätze einer Weiterentwicklung der Prüfmethodik skizziert werden.

Staat, Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft benötigen eine leistungsfähige Raumbeobachtung, die Entscheidungsträgern und Interessierten Informationen zu demografischen, ökonomischen, sozialen sowie siedlungs- und infrastrukturellen Zuständen und Entwicklungen bereitstellt. Klassische Raumbeobachtung vermittelt Informationen für die grundlegenden Planungs- und Verwaltungseinheiten (Bund, Länder, Kreise und kreisfreie Städte, Gemeinden), seltener aber für analytische Regionen. Von Bedeutung sind diesbezüglich insbesondere Stadtregionen, die Handlungsräume von Marktakteuren und Individuen repräsentieren. Darunter versteht man Räume, die durch enge sozioökonomische Verflechtungen zwischen einer Kernstadt und ihrem Umland geprägt sind. Zustände und Veränderungen der Flächennutzung werden in der amtlichen Raumbeobachtung bislang nicht auf dieser Ebene der Stadtregionen ausgewiesen. Mit dem „Monitoring Stadtregionen“ will das Institut für Landes- und Stadtentwicklungsforschung (ILS) diese Lücke schließen. Mit einem eigenen – erreichbarkeits- bzw. fahrtzeitbasierten – Regionalisierungsansatz werden jährlich aktualisierte Strukturdaten für insgesamt 32 deutsche Stadtregionen erzeugt. Im Monitoring werden Indikatoren zur Flächennutzung, zur Bevölkerungs- und Beschäftigungsentwicklung sowie zu sozialräumlichen Entwicklungen geführt. Geplant ist, diese Daten zukünftig für Wissenschaft und Anwender bereitzustellen. Dabei kommt dem Aufbau langer Zeitreihen besondere Aufmerksamkeit zu.

Der Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) stellt seit 2008 jährlich bundesweite Indikatoren zur quantitativen und qualitativen Charakterisierung der Flächennutzungsstruktur bereit. Die Indikatoren können zur Bewertung der Erreichung von Nachhaltigkeitszielen herangezogen werden. Von besonderer Bedeutung sind dabei Indikatoren mit Bezug zur Flächennutzung, die in der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie benannt und mit Zielvorgaben hinsichtlich einer nachhaltigen Entwicklung untersetzt werden. Dazu gehören die Flächenneuinanspruchnahme für Siedlung und Verkehr, welche in diesem Beitrag mit Messwerten und Zeitreihen aus dem IÖR-Monitor hinterlegt und analysiert wird.

Vor dem Hintergrund des Klimawandels, insbesondere der erwarteten zunehmenden Hitzebelastung, soll die Effektivität verschiedener städtebaulicher Klimaanpassungsmaßnahmen untersucht werden. Dabei werden mithilfe von Stadtklimasimulationen die Wirkungen verschiedener Klimaanpassungsmaßnahmen quantifiziert und miteinander verglichen. Um Aussagen für ganz Nordrhein-Westfalen treffen zu können, die Anzahl der Simulationen aber möglichst gering zu halten, werden nur ausgewählte, für Hitze besonders anfällige Stadtquartiere modelliert. Zum einen werden dafür Stadtquartiere in der Beispielstadt Bonn herangezogen, zum anderen aus der Bebauungsstrukturklassifizierung abgeleitete, schematisierte (idealisierte) Stadtstrukturen verwendet. Zur Klassifizierung der Bebauungsstrukturen auf Baublockebene wird ein automatisiertes Klassifikationsverfahren verwendet, in welches flächendeckend verfügbare Geodaten eingehen. Dabei werden die Bebauungsstrukturen, in erster Linie basierend auf der Gebäudegrundfläche, -höhe und -form, der Flächennutzung sowie des Versiegelungsgrades bestimmt. Die Bebauungsstrukturklassifizierung dient sowohl dazu, typische Stadtquartiere für die Stadtklimasimulationen abzuleiten als auch die Ergebnisse aus der Stadt Bonn und den idealisierten Stadtquartieren auf ganz Nordrhein-Westfalen übertragbar zu machen. Die Ergebnisse sollen abschließend den Kommunen in Nordrhein-Westfalen über ein Webtool zur Verfügung gestellt werden.

Die Ableitung von Informationen über die Flächennutzung aus Fernerkundungsdaten ist eine wichtige Komponente des Umwelt- und Städtemonitorings. Die Sentinel-Missionen des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus stellen in dieser Hinsicht aktuell eine vielversprechende Datenquelle mit enormen Potenzial dar. Ein wichtiger Indikator, der mittels Satellitendaten erhoben werden kann, ist die Flächenversiegelung. Diese lässt Rückschlüsse auf den anthropogenen Einfluss, den Landschaftszustand oder die Siedlungsentwicklung zu. In dieser Arbeit werden verschiedene Bebauungsindizes für den Stadt-Umland-Raum Rostock berechnet. Als Datengrundlage dienen Multispektraldaten des Sentinel-2A-Sensors. Eine Vielzahl von Indizes wird berechnet und deren Fähigkeit bezüglich der Abschätzung des Versiegelungsgrades anhand von manuell kartierten Referenzdaten bewertet. Die Untersuchungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Built-up Index (BUI) und der Combinational Built-up Index (CBI) Vorteile bei der Abschätzung des Versiegelungsgrades besitzen. Während der BUI die konstantesten Ergebnisse im Jahresverlauf liefert, erreicht der CBI mit einer Overall Accuracy (Gesamtgenauigkeit) von 87 % die höchste Übereinstimmung mit den Referenzdaten.

Es wird ein Überblick über die Ziele der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie und die wichtigsten Trends im Hinblick auf den Flächenverbrauch durch Siedlungen und Verkehr, insbesondere auch durch Wohnungsbau, gegeben. Daneben wird auf Ursachen für Artefakte in der Flächenstatistik in den letzten Jahren eingegangen. Es werden erste Ergebnisse für die Flächenbeanspruchung des deutschen Energiesystems präsentiert. Obwohl erneuerbare Energieträger derzeit einen untergeordneten Beitrag zur Stromproduktion und zur Wärmeversorgung in Deutschland liefern, ist die Flächenbelegung – vor allem bedingt durch den Einsatz von Biomasse – bereits heute sehr hoch und erfordert rein rechnerisch einen nicht unerheblichen Anteil der deutschen Wald- und Ackerflächen.

Auch wenn die Neuinanspruchnahme von Flächen in den vergangenen Jahren erkennbar zurückgegangen ist und die Flächenpolitik erste Erfolge zeigt, macht die aktuelle Entwicklung deutlich, dass die vom Bund verabschiedeten flächenpolitischen Ziele nur mit einer Intensivierung der Aktivitäten und einer Schärfung des Instrumentariums erreicht werden können. Zur wirksamen Umsteuerung müssen die verbindliche Begrenzung der Neuinanspruchnahme von Flächen, die Mobilisierung von Innenentwicklungspotenzialen und die Steigerung der Flächeneffizienz verknüpft werden. Dazu müssen Bund und Länder in drei Aktionsfeldern aktiv werden: Kontingentierungssystem einführen, Innenentwicklung stärken und Raumordnung stärken.