Marburg, Universiẗat, Diss., 2003.

This thesis describes the development of a distributed occlusion culling solution for complex generic scenes. Moving these calculations onto a second computer should decrease the load on the actual rendering system and therefore allow higher framerates. This work includes an introduction to parallel rendering systems and discussion of suitable culling algorithms. Based on these parts, a client-server system for occlusion culling is developed. The test results of a prototypical implementation form the last part of this thesis.

Zugl.: Karlsruhe, Universiẗat, Diss., 2008.

Techn. University, Diss., 2004--Braunschweig.

Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Darmstadt.

This thesis describes the development of a distributed occlusion culling solution for complex generic scenes. Moving these calculations onto a second computer should decrease the load on the actual rendering system and therefore allow higher framerates. This work includes an introduction to parallel rendering systems and discussion of suitable culling algorithms. Based on these parts, a client-server system for occlusion culling is developed. The test results of a prototypical implementation form the last part of this thesis.

Die Energiewende verändert unsere Landschaft sichtbar, wobei die Auswirkungen der Windenergie unter dem Motto „Verspargelung des Landschaftsbildes“ in gesellschaftlicher Kritik stehen. Sind Windenergieanlagen (WEA) im Umfeld von Denkmalen oder historischen Kulturlandschaften geplant, kann dies zu Interessenskonflikten auf der Ebene der Raumplanung führen. An Brisanz gewinnen diese Konflikte, wenn die geplante Errichtung von WEA zur Gefährdung einer UNESCO-Welterbestätte führt, dies belegt die steigende Anzahl von Auseinandersetzungen in Deutschland sowie im europäischen Ausland in den letzten Jahren. Mit der Bewerbung der Montanen Kulturlandschaft Erzgebirge/Krušnohoří (MKE) zum UNESCO-Weltkulturerbe könnte ein solcher Interessenskonflikt auch im Freistaat Sachsen entstehen. Aufgabe der wissenschaftlichen Arbeit war es auf Basis eines eigens entwickelten Bewertungsverfahren, das Beeinträchtigungspotenzial geplanter WEA mit Hilfe von GIS (Geoinformationssystem)-gestützten Sichtbarkeitsbarkeitsberechnungen im Umfeld der MKE zu untersuchen. Das zu entwickelnde Bewertungsverfahren soll zukünftig der Regionalplanung als operatives Werkzeug im Planungsprozess von WEA zur Verfügung stehen. Die Untersuchungen zeigten, dass ausgehend von den gegenwärtigen Planungen keine akute Gefährdung für die MKE besteht, es jedoch WEA mit einem geringen beziehungsweise mittleren Beeinträchtigungspotenzial für die MKE gibt, welches im Anschluss an diese wissenschaftliche Arbeit in Einzelfallentscheidungen weiterführend untersucht werden sollte.:1. Problemstellung, Zielsetzung und methodischer Aufbau der wissenschaftlichen Arbeit 11 1.1. Thematischer Hintergrund und Ausgangssituation 11 1.2. Problemstellung, Forschungsstand und Zielsetzung 16 1.3. Aufbau der Arbeit und methodisches Vorgehen 24 2. Mehr Raum für Windenergieanlagen - rechtlich planerischer Rahmen zum Ausbau der Windenergie 26 2.1. Die erneuerbaren Energien in der europäischen Politik 26 2.2. Erneuerbare-Energien-Gesetz, Ziele der Raumordnung und Privilegierung der Windenergie im Außenbereich 26 2.3. Konzentrationsplanung von Windenergieanlagen durch Regionalplanung 33 2.4. Ziele des Freistaates Sachsen für den Ausbau der Windenergie – Planungen zur Windenergienutzung in der Region Chemnitz 35 2.5. Resümee zu den rechtlich-planerischen Grundlagen für den Ausbau Windenergie 38 3. Die Kulturlandschaft und das Denkmal als internationale und nationale Schutzgüter sowie deren raumplanerische Berücksichtigung 40 3.1. Geschichtliche und inhaltliche Annäherung an die Begriffe Landschaft - Kulturlandschaft - historische Kulturlandschaft 41 3.1.1. Der Landschaftsbegriff 43 3.1.2. Der Kulturlandschaftsbegriff 47 3.1.3. Eingrenzung des Begriffes Kulturlandschaft zur historischen Kulturlandschaft 50 3.2. Die Kulturlandschaft als Schutzgut auf internationaler Ebene 51 3.2.1. Idee der UNESCO Welterbekonvention, Organisation und Richtlinien 51 3.2.2. Schutzgut, Authentizität, visuelle Integrität und Schutzzonen im Welterbekontext 54 3.2.3. Die Kulturlandschaft als Welterbestätte 57 3.3. Die Kulturlandschaft als Schutzgut auf europäischer Ebene 59 3.3.1. Europäisches Raumentwicklungskonzept (EUREK) 59 3.3.2. Europäische Landschaftskonvention (ELC) 60 3.4. Die Kulturlandschaft und das Denkmal als Schutzgüter auf nationaler Ebene 61 3.4.1. Raumordnungsgesetz (ROG) 61 3.4.2. Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) 62 3.4.3. Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) 63 3.4.4. Baugesetzbuch (BauGB) 64 3.5. Denkmalschutz ist Ländersache - Der raumplanerische Umgang mit Denkmälern auf der Ebene der Bundesländer 66 3.5.1. Die Denkmalschutzgesetze der Länder im Vergleich 67 3.5.2. Die Anwendung des Denkmalschutzes – Gibt es einen effektiven Umgebungsschutz für Denkmäler gegenüber Windenergieanlagen? 75 3.6. Resümee zur Kulturlandschaft und dem Denkmal als Schutzgüter und deren raumplanerische Berücksichtigung 77 4. Landschaft im Wandel - Erfolgt der Ausbau der Windenergie im Zuge der Energiewende auf Kosten der Landschaft? 83 4.1. Windenergie im gesellschaftlichen Kontext - vom „Selbstbau-Windrad“ zur Großtechnologie 84 4.1.1. Windenergieanlagen als Alternative für die kommerzielle Stromerzeugung 86 4.1.2. Vom Alternativmodell zum Industriezweig 87 4.1.3. „NIMBY!” 92 4.2. Die Auswirkungen von Windenergieanlagen auf Kulturlandschaften und Denkmäler 96 4.2.1. Der Veränderungsdruck auf das Landschaftsbild im Zuge des Ausbaues der Windenergie und die Rolle des Denkmalschutzes 97 4.2.2. Der Visual Impact von Windenergieanlagen 99 4.2.3. Exkurs – die Auswirkungen von Windenergieanlagen auf dem rechtlichen Prüfstand 105 4.3. Der Ausbau der Windenergie - neue Raumfragen und Herausforderungen für Raum- und Regionalplanung 108 4.3.1. Tradierte Landschaftsbilder und neue Ansätze in der Landschaftsforschung 109 4.3.2. Die Rolle der Raum– und Regionalplanung beim Ausbau der Windenergie 114 4.3.3. Möglichkeiten der Raum- und Regionalplanung für eine sensible Standortplanung von Windenergieanlagen 116 4.4. Resümee zum Landschaftswandel als Folge des Ausbaus der Windenergie 123 5. GIS-gestützte Anwendungen zur Planung und Folgeabschätzung von Windenergieanlagen 128 5.1. Entwicklung von GIS und deren Einsatzgebiete in der Raumforschung und den Geschichtswissenschaften 129 5.2. Methodische Ansätze zur GIS-gestützten Standortplanung von Windenergieanlagen 132 5.3. Die Bewertung des Landschaftsbildes mit Hilfe von GIS 134 5.4. GIS-basierte Ansätze zur Bestimmung des Visual Impacts von Windenergieanlagen 137 5.5. Sichtbarkeitsstudien als Anwendungsbeispiele für die GIS-gestützte Bestimmung des Visual Impacts von Windenergieanlagen 141 5.5.1. Windenergiestudie – Analyse der Landschaftsverträglichkeit 141 5.5.2. Sichtachsenstudie – Windkraft und UNESCO-Welterbe Oberes Mittelrheintal 143 5.5.3. Unabhängiges Gutachten zur Welterbeverträglichkeit geplanter Windkraftanlagen in Wiesbaden 149 5.5.4. Gutachterliche Einschätzung der Auswirkungen des geplanten Windparks Beverungen-Twerberg auf das Weltkulturerbe „Karolingisches Westwerk und Civitas Corvey“ 152 5.6. Resümee zur Anwendung von GIS-gestützten Bewertungsverfahren bei der Planung von Windenergieanlagen und Folgeabschätzung für das Landschaftsbild 156 6. Das Konfliktpotenzial von Windenergieanlagen im Umfeld von UNESCO-Welterbestätten in Deutschland 161 6.1. Das Obere Mittelrheintal und der Konflikt mit der Windenergie 162 6.2. Die Wartburg und der Streit um Windenergieanlagen auf dem Milmesberg 170 6.3. Weiterführende Beispiele zu Windenergieplanungen im Umfeld von UNESCO-Welterbestätten in Deutschland 174 6.4. Resümee zum Konfliktpotenzial von Windenergieanlagen im Umfeld von UNESCO-Welterbestätten in Deutschland 180 7. Beurteilung des möglichen Beeinträchtigungs-potenzials von Windenergieplanungen auf die visuelle Integrität der Montanen Kulturlandschaft Erzgebirge/Krušnohoří 183 7.1. Ausgangssituation – Kurzbeschreibung der Montanen Kulturlandschaft Erzgebirge/Krušnohoří und des Regionalen Windenergiekonzeptes des Planungsverbandes Region Chemnitz 183 7.2. Herangehensweise und Kurzdarstellung der Verfahrensschritte 191 7.3. Chronologie der Untersuchungsmethodik 196 7.4. Untersuchungsmethodik 197 7.4.1. Abgrenzung des Untersuchungsraumes 197 7.4.1.1. Festlegung der theoretisch maximalen Sichtweite für Windenergieanlagen im spezifischen Untersuchungsraum 198 7.4.1.2. Differenzierung der theoretisch maximalen Sichtweite für Windenergieanlagen in verschiedene Entfernungsbereiche 199 7.4.2. Konkretisierung der zu untersuchenden Objekte 201 7.4.3. Differenzierung der Bestandteile der MKE in zwei Klassen 205 7.4.3.1. Historische Sichtachsen der MKE 206 7.4.3.2. Bestandteile der MKE mit historischen Sichtachsen 211 7.4.3.3. Bestandteile der MKE ohne historische Sichtachsen 212 7.4.4. Erfassung aller in Frage kommenden Sichtbeziehungen zwischen den Bestandteilen der MKE und bestehenden WEA im Untersuchungsraum 213 7.4.4.1. Datengrundlagen 213 7.4.4.2. Entfernungspufferanalyse 219 7.4.4.3. Verlängerter historischer Sichtachsenkorridor 220 7.4.4.4. Sichtbarkeitsanalyse der bestehenden WEA 223 7.4.4.5. Muster zur Erfassung der theoretisch berechneten Sichtbeziehungen mit Erläuterungen 226 7.4.4.6. Exemplarische Auflistung der theoretisch berechneten Sichtbeziehungen der Bestandteile des Elementes 4 der MKE zu bestehenden WEA 227 7.4.4.7. Statistische Auswertung der theoretisch berechneten Sichtbeziehungen zwischen den Bestandteilen der MKE und bestehenden WEA im Untersuchungsraum 229 7.4.4.8. Zusammenfassende Darstellung der statistischen Auswertung von theoretisch berechneten Sichtbeziehungen zwischen den Bestandteilen der MKE und bestehenden WEA im Untersuchungsraum 241 7.4.5. Die Landschaftsprägende Wirkung der Bestandteile der MKE als Bewertungsparameter 244 7.4.5.1. Kriterium: Höhendimension 245 7.4.5.2. Kriterium: Räumliche-Ausdehnung 246 7.4.5.3. Kriterium: Historische Sichtachsen 246 7.4.5.4. Kriterium: Die Bedeutung der Bestandteile für den außergewöhnlichen universellen Wert (OUV) der MKE (Einbeziehung der Welterbekriterien) 247 7.4.5.5. Kriterium: Sichtbeziehungen zu bestehenden WEA 248 7.4.5.6. Modell zur Ermittlung der LPW der Bestandteile der MKE 249 7.4.5.7. Ermittlung der LPW der Bestandteile der MKE 251 7.4.5.8. Bestimmung der Empfindlichkeit der Bestandteile der MKE gegenüber Sichtbeziehungen zu WEA 253 7.4.5.9. Statistische Auswertung zur Empfindlichkeit der Bestandteile der MKE gegenüber Sichtbeziehungen zu WEA 254 7.4.6. Erfassung aller in Frage kommenden Sichtbeziehungen zwischen den Bestandteilen der MKE und den potenziell geplanten WEA in den VREG im Untersuchungsraum 256 7.4.6.1. Datengrundlagen und weitere Vorgehensweise 256 7.4.6.2. Aufarbeitung der Daten und verwendete GIS-Operationen 257 7.4.6.3. Exemplarische Auflistung der theoretisch berechneten Sichtbeziehungen der Bestandteile des Elementes 4 der MKE zu potenziell geplanten WEA in den VREG 259 7.4.6.4. Statistische Auswertung der theoretisch berechneten Sichtbeziehungen zwischen den Bestandteilen der MKE und den potenziell geplanten WEA in den VREG im Untersuchungsraum 262 7.4.6.5. Zusammenfassende Darstellung der statistischen Auswertung von theoretisch berechneten Sichtbeziehungen zwischen den Bestandteilen der MKE und den potenziell geplanten WEA in den VREG 275 7.4.6.6. Vergleichende Auswertung der Ergebnisse der Sichtbarkeitsanalysen zu den bestehenden und potenziell geplanten WEA im Umfeld der Bestandteile der MKE 278 7.5. Entwicklung der Handlungsempfehlungs-MATRIX 282 7.5.1. Beurteilungskriterien 282 7.5.2. Handlungsempfehlungs-Matrix 286 7.5.3. Handlungsempfehlungen zur Abschätzung des Konfliktpotenzials geplanter WEA 286 7.6. Anwendung der Handlungsempfehlungs-Matrix: Ermittlung des möglichen Beeinträchtigungspotenzials geplanter WEA auf den kulturhistorischen- und landschaftsprägenden Wert der MKE 290 7.6.1. Bestimmung der Handlungsempfehlung für die einzelnen Bestandteile der MKE 291 7.6.2. Statistische Auswertung der Handlungsempfehlungen 297 7.7. Weiteres Vorgehen für die Einzelfallentscheidungen 298 7.7.1. Empfehlungen für mögliche von Schutzzonen sowie Höhenbeschränkungen für WEA 299 7.7.2. Spezifische Auswertung – Schutzzonen und Höhenbeschränkungen für einzelne VREG 302 7.7.3. Interaktive 3D-Visualisierungen der potenziell geplanten Windenergieanlagen zur Unterstützung der Einzelfallentscheidungen für die VREG 307 7.7.4. Pilotversuch LASIM 309 8. Zusammenfassung und weiterer Ausblick 313 9. Quellenverzeichnis 329 Literaturverzeichnis 329 Abbildungsverzeichnis 344 Tabellenverzeichnis 346 Anhang 348