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At the Leibniz Institute of Ecological and Regional Development (IOER) in Dresden scientists work to investigate landscape dynamics and their cumulative environmental effects. Historic flood maps are important sources of information when evaluating past floods and making comparison with more recent ones. There exist two maps documenting historic Elbe floods in Saxony in 1845 and 1890, and their contents have been analysed and compared with recent flood data of 2002. This paper will discuss both the specific characteristics of such unique historic maps and the problems of their incorporation into the GIS workflow, including the derivation of land use from the maps and its verification. Geodata overlay of various flood events allows statements to be made about the development of flood risk in spatially differentiated areas. This valuable geodata has been placed on the internet for access by the public, planners and researchers.

Zum Aufbau eines flächendeckenden Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung in Deutschland werden geeignete Geodaten benötigt. Ausgehend von den raum- und umweltplanerischen Zielstellungen eines Flächenmonitorings in Verbindung mit dem Anliegen der laufenden Raumbeobachtung ergeben sich dafür grundlegende Anforderungen. Verfügbare Datenquellen werden im Hinblick auf ihre potenzielle Eignung vorgestellt und verglichen: das Amtliche Topographisch-Kartographische Informationssystem ATKIS (insbesondere das Basis-DLM), das Amtliche Liegenschaftskataster-Informationssystem ALKIS (basierend auf der automatisierten Liegenschaftskarte ALK und dem Liegenschaftsbuch ALB) sowie klassifizierte Luft- und Satellitenbilddaten. Erkennbare Datenprobleme werden im Hinblick auf die Berechnung von Indikatoren diskutiert und mit Fallbeispielen illustriert. Außerdem wird eine Lösung für die administrative Bezugsgeometrie des Monitors vorgestellt.

In dem Beitrag werden das Konzept und erste Realisierungsergebnisse eines Monitors vorgestellt, der Zustand und Entwicklung von Siedlungs- und Freiraumstruktur in Deutschland beschreibt. Grundlage ist das ATKIS Basis-DLM, dessen Geobasisdaten einer gesetzlichen Fortschreibung unterliegen. Dieses digitale Landschaftsmodell ist der aktuellste und genauste topographische Datensatz, der flächendeckend für Deutschland vorliegt. Die hochauflösenden GIS-Daten ermöglichen erstmals die Berechnung sehr kleinräumiger Kennzahlen und Indikatoren der Flächennutzung für die gesamte Fläche der Bundesrepublik Deutschland. Das geplante Indikatorensystem umfasst die Themenbereiche Siedlung, Freiraum, Bevölkerung, Landschafts- und Naturschutz sowie Verkehr. Es soll, in Ergänzung zu bestehenden flächenstatistischen Berichtssystemen, den urbanen Nutzungswandel und den damit einhergehenden Druck auf Freiräume und Schutzgebiete, insbesondere unter Nachhaltigkeitsaspekten, beschreiben. Die Ergebnisse der komplexen Berechnungen werden im Internet bereitgestellt. Ein Überblicks- und ein Detail-Viewer ermöglichen eine einfache Visualisierung der raumbezogenen Indikatoren und Entwicklungsphänomene. Der Monitor und die damit verbundenen methodischen Entwicklungen sind Aufgabe des Forschungsbereichs „Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung“ des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung.

Der Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung, kurz: „IÖR-Monitor“ informiert seit 2010 im Internet über die Entwicklung der Siedlungs- und Freiraumstruktur in Deutschland. Dabei befindet er sich in stetiger Weiterentwicklung, sowohl was das Indikatorenset betrifft, als auch die Visualisierungs- und die Analysemöglichkeiten. Der Beitrag beschreibt die neuesten Entwicklungen des Übersichts-Viewers und gibt einen Einblick in den entstehenden Detail-Viewer.

In den letzten Jahren hat eine Fachdiskussion begonnen, wie die Flächeninanspruchnahme von Siedlung und Verkehr gemessen und wie die amtlichen Flächenstatistik um qualitative Aspekte der Flächennutzungsentwicklung ergänzt werden kann, welche Rolle hochauflösende topographische Geobasisdaten dabei spielen und wie Analyseergebnisse leicht verständlich visualisiert werden können. Vorliegender Band vereint dazu Antworten, die auf dem 2. Dresdner Flächennutzungssymposium 2010 gegeben wurden. Die Beiträge umfassen die Themen Trends der Flächennutzungsentwicklung in Deutschland, Flächenerhebungsprogramme, topographische Datengrundlagen, Regionalstatistik, indikatorbasierte Beschreibung der Flächennutzungsstruktur, Prognose der Entwicklung sowie die Ergebnisvisualisierung, beispielsweise auch im neuen internetbasierten Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor).

Nach Darstellung der Anforderungen an ein zeitgemäßes Flächennutzungsmonitoring werden aktuelle Ergebnisse des Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) vorgestellt. Diese beruhen insbesondere auf der Analyse topographischen Geobasisdaten von 2012 (mittlere Grundaktualität 2010). Die Siedlungs- und Verkehrsfläche steigt danach weiter ungemindert, sodass keine Entwarnung bzgl. des Erreichens der Flächensparziele gegeben werden kann. Da sich der IÖR-Monitor insbesondere auf die Auswertung des ATKIS Basis-DLM stützt, werden dessen jüngste Entwicklungen mit den Aspekten Aktualität und AAA-Migration vorgestellt. Erstmals werden die Ergebnisse des IÖR-Monitors durch Migrationseffekte geringfügig beeinflusst, die im Detail dargestellt werden. Anschließend werden neue Indikatoren der Kategorie Siedlung (Bodenversiegelungsgrad), Gebäude (Gebäudedichte und -überbauungsgrad) sowie Landschaftsqualität (Anteil naturbetonter Flächen und Hemerobieindex) erläutert. Inzwischen ist auch die kleinräumige Indikatordarstellung in Form von Rasterkarten bis 100-m-Rasterweite in einem integrierten Detailviewer mit GIS-Funktionalität möglich. Die technische Realisierung und die verfügbaren Indikatorkarten werden kurz vorgestellt. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf die nächsten Arbeiten im IÖR-Monitor ab.

Die stadtökologische Qualität ist Teil der Umweltqualität. Sie gilt als Maß der Abweichung des städtischen Umweltzustandes von gesellschaftlichen Zielvorgaben für den Umwelt- und Naturschutz. Der Umweltzustand wird mithilfe der Indikatoren Bodenversiegelung und Grünvolumen gemessen. In Fortsetzung der Forschungslinie 'Flächenleistungen und ökologische Qualität' sind methodische Ansätze zur Sicherung und Entwicklung der stadtökologischen Qualität untersucht worden. Die empirischen Untersuchungen erfolgten in den 116 kreisfreien Städten auf der Grundlage eines Objektmodells 'Stadt', das sowohl zweidimensionale (versiegelte, offene Fläche, Grün- und Wasserfläche) als auch dreidimensionale Elemente (Vegetation und Gebäude) einbezieht. Den Schwerpunkt bilden Wirkungsbeziehungen zwischen Flächennutzungsstrukturen, Grünflächenanteilen und flächenspezifischen Grünvolumen. Des Weiteren interessieren das stadttypische ökologische Leistungsvermögen, die nutzungsstrukturellen Lagewerte der Städte und daraus abgeleitete strategische Orientierungswerte im Handlungsfeld der Flächennutzung. Die Ergebnisse sind stochastische Modelle des flächenspezifischen Grünvolumens für die Raumebenen Kernstadt und Stadtregion sowie 5 qualitätsspezifische Städte-Cluster.:Tabellenverzeichnis..............................................................................VIII Abbildungsverzeichnis.............................................................................X Übersichtenverzeichnis.........................................................................XIV Anlage CD-ROM Kurzfassung.............................................................................................1 1 Freiflächenentwicklung – Bestandteil einer Doppelstrategie der urbanen Innenentwicklung..............................................................13 2 Flächennutzungsstruktur – Schlüsselfaktor der stadtökologischen Qualität....................................................................17 3 Grünflächen und Grünvolumen – Elemente des Objektraumes Stadt..............................................................................20 3.1 Stadtbiotoptypen und städtebauliche Strukturtypen – methodische Grundlagen der Kenngrößenbestimmung..............................................21 3.1.1 Stadtbiotoptypenansatz...............................................................22 3.1.2 Städtebaulicher Strukturtypenansatz...........................................25 3.1.3 Stadtstrukturtypen statistischer Blöcke........................................26 3.1.4 Kartengrundlagen.........................................................................27 3.1.5 Vegetationsstrukturelle Analyse teilstädtischer Gebiete..............27 3.1.6 Korrektur des Grünvolumens unter Beachtung der Baumkronenform...................................................................................29 3.2 Typspezifische Grünflächenanteile und spezifische Grünvolumen differenziert nach Vegetationsschichtung..............................................30 4 Rasteransatz zur Ableitung des Grünmusters einer Stadt..................43 5 Wirkungszusammenhänge zwischen Stadtvegetation und stadtökologischer Qualität.....................................................................46 6 Indikatorfunktion städtischer Grünflächen für ausgewählte ökologische Flächenleistungen..............................................................55 7 Empirische Untersuchungen...............................................................59 8 Grünflächenanteile und spezifisches Grünvolumen der 116 kreisfreien Städte Deutschlands und deren Regionen – Lagewerte und Histogramme................................................................64 8.1 Lagewerte einer Städtekategorie....................................................65 8.1.1 Grünflächenanteile in Kernstädten und Stadtregionen.................65 8.1.2 Spezifische Grünvolumen in Kernstädten und Stadtregionen.......67 8.2 Histogramme einer Städtekategorie................................................70 8.2.1 Grünflächenanteile (alle Vegetationsschichten)............................70 8.2.2 Spezifisches Grünvolumen (alle Vegetationsschichten)................74 9 Grünmuster der 116 kreisfreien Städte Deutschlands – Kenngrößen und Skalen.........................................................................78 9.1 Histogramme räumlicher Kenngrößen..............................................78 9.1.1 Isolationsmaß...............................................................................78 9.1.2 Lakunaritätsmaß...........................................................................79 9.1.3 Verbundmaß.................................................................................81 9.2 Typisierung der 116 kreisfreien Städte Deutschlands nach Grünmustern..........................................................................................81 10 Wirkungsbeziehungen zwischen Stadtstruktur, Grünflächenanteilen und Grünvolumen – Regionalstatistisches Untersuchungsprogramm....................................90 10.1 Faktoren und nutzungsstrukturelle Determinanten der Grünflächen und Grünvolumensituation in Kernstädten und Stadtregionen........................................................................................93 10.1.1 Bodenversiegelung – Schlüsselfaktor der Grünflächen- und Grünvolumensituation in Kernstädten und Stadtregionen.....................94 10.1.2 Strukturelle Determinanten der Grünflächen- und Grünvolumensituation in Kernstädten und Stadtregionen.....................97 10.2 Kenngrößenanalytische Modelle des Grünflächenanteils und spezifischen Grünvolumens...................................................................99 10.2.1 Modelle „Grünflächenanteil“......................................................100 10.2.2 Modelle „Spezifisches Grünvolumen“........................................101 10.2.3 Modelle „Spezifisches Grünvolumen“ differenziert nach Vegetationsschichten..........................................................................102 10.2.4 Analyse der Modellfehler...........................................................104 10.3 Städte-Cluster.............................................................................105 10.3.1 Diskriminanz- und Clusteranalyse.............................................106 10.3.2 Häufigkeitsverteilung kreisfreier Städte nach Clustern.............111 11 Deutschlands kreisfreie Städte – stadttypologische Gliederung...........................................................................................116 12 Ansätze einer stadttypendifferenzierten entwicklungsstrategischen Orientierung........................................................................................124 Literaturverzeichnis.............................................................................131

In den letzten Jahren hat eine Fachdiskussion begonnen, wie die Flächeninanspruchnahme von Siedlung und Verkehr gemessen und wie die amtlichen Flächenstatistik um qualitative Aspekte der Flächennutzungsentwicklung ergänzt werden kann, welche Rolle hochauflösende topographische Geobasisdaten dabei spielen und wie Analyseergebnisse leicht verständlich visualisiert werden können. Vorliegender Band vereint dazu Antworten, die auf dem 2. Dresdner Flächennutzungssymposium 2010 gegeben wurden. Die Beiträge umfassen die Themen Trends der Flächennutzungsentwicklung in Deutschland, Flächenerhebungsprogramme, topographische Datengrundlagen, Regionalstatistik, indikatorbasierte Beschreibung der Flächennutzungsstruktur, Prognose der Entwicklung sowie die Ergebnisvisualisierung, beispielsweise auch im neuen internetbasierten Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor).:Informatorische Instrumente in der Planung Helfen informatorische Instrumente beim Flächensparen? Anforderungen an ein Informationsmanagement zur Unterstützung einer flächensparsamen Entwicklung Stefan Siedentop ....................................................................................3 Regionalisierte Trends der Flächeninanspruchnahme – Anforderungen an ein qualifiziertes Monitoring Fabian Dosch, Gisela Beckmann ............................................................19 Was tun mit den Daten? Kommunale Strategien zur Nutzung von Geoinformationen in der Stadtplanung Marc Wolfram ........................................................................................37 Kartogramme – Wege zu einem tieferen Verständnis räumlicher Zusammenhänge Markus Burgdorf ...................................................................................55 Datengrundlagen und Flächenerhebungsprogramme Neue Grundlage der amtlichen Flächennutzungsstatistik: ALKIS® – Chancen und Probleme Jürgen Schauer .....................................................................................67 Potenziale und Probleme des ATKIS Basis-DLM im Flächennutzungsmonitoring Tobias Krüger .......................................................................................79 Flächenerhebung und -statistik in CORINE Land Cover – Aktuelle Ergebnisse und Programmentwicklung Manfred Keil, Annekatrin Metz, Michael Bock, Thomas Esch, Simon Nieland, Stefan Feigenspan .......................................................93 Flächenerhebung und -aktualisierung im Rahmen von GMES Land Monitoring Marek Tinz ..........................................................................................109 Arealstatistik der Schweiz – Methodik und aktuelle Ergebnisse Anton Beyeler .....................................................................................111 Entwicklung von Indikatoren Zersiedelung der Landschaft – Indikator und erste Ergebnisse Werner Ackermann, Burkhard Schweppe-Kraft ...................................129 Monitoring von Kleinstrukturen – Berechnung des Anteils von Wiedererholungsflächen auf der Basis von ATKIS Ralf Neukampf .....................................................................................143 Bodenversiegelung, Grünvolumen, Biotopwertigkeit – Praktische Erfahrungen des Umweltmonitorings in Potsdam Steffen Tervooren, Annett Frick ..........................................................155 Fragmentierung von Waldökosystemen und deren Auswirkung auf das Vorkommen des Schwarzstorches – erste Analyseergebnisse auf Grundlage des ATKIS Basis-DLMs Raul Köhler, Katja Oehmichen, Britta Eggers ......................................169 Monitoring der Siedlungs- und Freiraumentwicklung Konzept, Funktionalität und erste exemplarische Ergebnisse des Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) Gotthard Meinel, Ulrich Schumacher ....................................................183 Indikatoren zur Freiraumstruktur sowie zum Landschafts- und Naturschutz – Ausgewählte Ergebnisse des IÖR-Monitors Ulrich Walz, Ulrich Schumacher ...........................................................201 Analyse und Visualisierung der Siedlungsentwicklung mit SEMENTA®-CHANGE Robert Hecht, Hendrik Herold, Gotthard Meinel ..................................217 Statistikangebote und Prognose Auf dem Weg zu einer rasterbasierten Regionalstatistik in Europa Ingrid Kaminger ..................................................................................237 Regionalisierte Wohnungsprognosen – Grundlage für Flächenbedarfsberechnungen Irene Iwanow .....................................................................................249 Autorenverzeichnis .............................................................................265

Das ATKIS-Basis-DLM der Vermessungsverwaltungen der Bundesländer dient einer Vielzahl von Anwendungen als Grundlage. Neben seiner Funktion als Basis zur Herstellung topographischer Karten bietet es die Möglichkeit, geographisch verortbare Sachverhalte zu analysieren und Rückschlüsse auf deren räumliche Verteilungsmuster zu ziehen. Durch seine einheitlich definierte Modellstruktur bietet sich das Basis-DLM auch zur GIS-gestützten Flächenerhebung, d. h. zur flächendeckenden Quantifizierung der Flächeninanspruchnahme durch verschiedene Nutzungsarten, an. Die Daten zeichnen sich durch gesetzlich gesicherte Fortführungszyklen und eine zunehmende Aktualität aus und bieten damit gute Voraussetzungen für die Verwendung im Flächenmonitoring. ATKIS-Daten der Version 3.2 sehen ausdrücklich die Möglichkeit der gegenseitigen Überlagerung bestimmter Grundflächenarten vor (AdV 2003, 3). Die Herausforderung, die sich daraus ergibt, besteht darin, die Informationen des Basis-DLM zu einem konsistenten Modell im Sinne einer lückenlosen und redundanzfreien Beschreibung der Erdoberfläche zu verarbeiten. Dies erfordert, zunächst die Relevanz der Objektarten bzgl. der Flächennutzung zu definieren und daraus eine Priorisierung abzuleiten, um Doppelbilanzierungen bei der Flächenerhebung sich überlagernder Objekte zu vermeiden. Die neue Version 6.0 der ATKIS-Modellierungsvorschriften sieht ohnehin in diesem Sinne vor, die "Erdoberfläche lückenlos und überschneidungsfrei" durch Objekte des Objektartenbereichs Tatsächliche Nutzung abzubilden (AdV 2008b, 40). Der Beitrag beschreibt die Nutzung von ATKIS-Daten (Version 3.2) zur Flächenerhebung im Rahmen des Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor). Dabei wird insbesondere auf die Flächenwirkung von linienhaft modellierten Objekten (Verkehrswege, Wasserläufe) hingewiesen und deren GIS-technische Verarbeitung durch Pufferung beschrieben.