Urban Data Mining : Operationalisierung der Strukturerkennung und Strukturbildung von Ähnlichkeitsmustern über die gebaute Umwelt [mit CD]

Durch den schnellen Fortschritt in der Informationstechnologie und das rapide Anwachsen raumbezogener Daten steigen die Anforderungen an Systeme, die Wissen aus diesen Daten extrahieren und darstellen. "Urban Data Mining" wird als Methodik zur Problemlösung verstanden, um logische oder mathematische, zum Teil komplexe Beschreibungen von Mustern und Regelmäßigkeiten in Datensätzen zu entdecken. Auf der Grundlage von bestehenden Methoden des Data Mining und der Knowledge Discovery wird ein für die Stadt- und Regionalforschung strukturiertes methodisches Arbeitskonzept erarbeitet und am deutschen Gemeindesystem empirisch-analytisch vorgestellt. Neben Methoden, die eine kritische Bestandsaufnahme und Auseinandersetzung mit vorhandenen räumlichen Eigenschaften und Entwicklungstendenzen ermöglichen, werden Vorgehensweisen gesucht, die sich eignen, bereits vorhandene Informationen oder Erkenntnisse auf weitere Objekte zu übertragen

Spatial data science

The field of data science has had a significant impact in both academia and industry, and with good reason [...]This research was partially funded by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT),under projects IPSTERS (DSAIPA/AI/0100/2018), and foRESTER (PCIF/SSI/0102/2017)

Kleinräumige quantitative Abschätzung des deutschen Gebäudebestandes - Ausgangslage und Perspektive

Dieser Beitrag fokussiert auf Ansätze, die der Abschätzung des deutschen Bestandes von Wohn- und Nichtwohngebäuden dienen. Insbesondere werden rasterbasierte Gebäudedaten sowie gemeindescharfe Schätzergebnisse eines bereits etablierten Ansatzes vorgestellt, analysiert und bewertet. In Verbindung mit modernen Daten der amtlichen Geoinformation (Geobasisdaten) zeichnen sich neue, innovative Möglichkeiten ab, um künftig auf kleinräumiger Ebene den Gebäudebestand zu bestimmen. Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) verfolgt vor diesem Hintergrund mit dem Projekt „Raumbezogenes Data Mining“ das Ziel, analytische Potenziale und Visualisierungsmöglichkeiten von zeitgemäßen Methoden des Data Mining und der Knowledge Discovery für die Raumforschung zu erschließen und in der Perspektive verborgene planungsrelevante Raummuster und Zusammenhänge im hochdimensionalen Geodatenbestand zu extrahieren

Pole der Unerreichbarkeit in Deutschland

Es wird die Frage adressiert, ob es in Deutschland überhaupt noch gebäudefreie Zonen bzw. sogenannte Pole der Unerreichbarkeit gibt. Auf Basis eines Berechnungsansatzes mittels Euklidischer Distanzen wird gezeigt, dass der abgelegenste Pol der Unerreichbarkeit nur 6,3 km vom nächsten Gebäude entfernt liegt, d. h. einem Kreis mit einem Durchmesser von 12,6 km entspricht. Die ersten fünf Pole werden oder wurden ironischerweise als Truppenübungsplätze genutzt. Die empirischen Befunde stehen im Kontext vieler ökologischer, soziokultureller und wirtschaftlicher Fragen der Stadt- und Raumentwicklung, wie dem Einfluss des Naturschutzes, dem Verlust wertvoller Böden, den Bedingungen für Arbeit, Wohnen und Erholung sowie den Kosten der Infrastruktur

Flächennutzungsmonitoring V: Methodik, Analyseergebnisse, Flächenmanagement

Durch zunehmende Flächenkonkurrenzen und ambitionierte Flächensparziele in Politik, Raumplanung und Umweltschutz gewinnen die Themen Flächenentwicklung, -monitoring und -management sowie Flächenbedarfsprognosen an Bedeutung. Im fünften Band der Serie Flächennutzungsmonitoring sind aktuelle Beiträge von Experten aus Wissenschaft und Praxis vereint, die auf dem Dresdner Flächennutzungssymposium 2013 vorgestellt und diskutiert wurden. Sie geben Antworten zu Fragen nach Flächenerhebungsmethoden, zum fernerkundlichen Flächenmonitoring, zur indikatorenbasierten Beschreibung ausgewählter Aspekte der Flächennutzungsstruktur, zum Einsatz von Geobasisdaten und nutzererhobenen Daten (Crowdsourcing), zu Gebäudeerhebungen und -bestandsanalysen, zu kleinräumigen Datenangeboten und Analyseverfahren zur Siedlungsstruktur sowie zur Prognose der Flächenentwicklung

Techniken zur Dateninspektion am Beispiel der Tagbevölkerungsdichte

Die Reduktion der Flächeninanspruchnahme als auch die standörtliche Lenkung von Bautätigkeiten sind wesentliche Ziele einer nachhaltigen Flächenpolitik. Ein Erkennen und Beurteilen räumlicher Unterschiede in Ausmaß und Lokalität der in Anspruch genommenen Siedlungs- und Verkehrsflächen bedarf der Berücksichtigung standörtlicher Gegebenheiten, welche in einem engen Zusammenhang mit Flächenausweisungen stehen. In diesem Beitrag werden Techniken des Data-Mining vorgestellt, die sich zur Dateninspektion von Messgrößen der Siedlungs- und Freiraumentwicklung auf Ebene der Gemeinden in Deutschland (n = 11 441) eignen. Auf diese Weise lassen sich statistische Eigenschaften der Messgrößen präzisieren und darauf aufbauend räumliche Charakteristika darstellen. Die Ergebnisse der Dateninspektion eignen sich als Grundlage für weiterführende mehrdimensionale Raumbeschreibungen. Perspektivisch können diese Techniken wichtige analytische Beiträge im Zuge eines raumbezogenen Monitoringsystems leisten, welches Messgrößen der Siedlungs- und Freiraumentwicklung beobachtet und bewertet

Zersiedelung in Deutschland – erste Ergebnisse nach Schweizer Messkonzept

Die disperse urbane Entwicklung hinterlässt deutliche Zeichen in der Naturlandschaft, welche mit der flächenmäßigen Angabe der neu in Anspruch genommenen Fläche nicht beschrieben werden kann. Aufgrund der negativen ökologischen, ökonomischen und letztlich auch ästhetischen Folgen, wie sie durch den Verlust von Wildtierhabitaten, monotonen Siedlungsformen und hohen Pendlerströmen verursacht werden, rückt das Thema Zersiedelung verstärkt in das wissenschaftliche und planerische Blickfeld. Belastbare, quantitative Zahlen, welche neben der absoluten Zunahme der Siedlungsfläche auch deren räumliche Konfiguration und Flächenausnutzung berücksichtigen, sind vor diesem Hintergrund von hohem Interesse. Dieser Beitrag stellt exemplarisch erste Ergebnisse der Anwendung eines anerkannten Messkonzepts der ausnutzungsdichtegewichteten Zersiedelung für die Gemeinden Deutschlands vor

Messansatz zur Grünflächenversorgung von Einwohnern auf Stadt- und Stadtteilebene

Im Beitrag wird der Frage nachgegangen, wie eine nachhaltige Stadtentwicklung, die die Funktionalität von grauer und grüner Infrastruktur berücksichtigt, im Kontext von Grünflächen- und Freiraumplanung durch Kenngrößen unterstützt werden kann. Anhand einer Kombination von sechs Indikatoren, die einerseits den Zugang von Einwohnern zu Grünflächen und andererseits die Siedlungscharakteristik sowie die anthropogene Überprägung der urbanen Landschaft beschreiben, wird die spezifische Grünflächenversorgung analysiert. Die Indikatoren wurden berechnet und für eine Klassifikation der Untersuchungsgebiete in einer „9-Zellenmatrix“ zusammengeführt. Die Umsetzung erfolgte auf zwei Skalen, für alle deutschen Städte mit mindestens 50 000 Einwohnern sowie beispielhaft für Stadtteile von acht Großstädten. Die berechneten Indikatorwerte zur Abbildung von grüner Infrastruktur nehmen mit steigender Einwohnerzahl ab, während es sich bei den Indikatoren der grauen Infrastruktur umgekehrt verhält. Einige nordrhein-westfälische Großstädte fallen durch ein ausgeglichenes Niveau grüner und grauer Infrastruktur auf

Analyseergebnisse zum Gebäudebestand in Deutschland auf der Grundlage von Geobasisdaten

Seit 2010 werden die Geobasisprodukte „Amtliche Hausumringe“ und „Amtliche Hauskoordinaten“ (auch georeferenzierte Adressdaten genannt) – geometrische Teilauszüge der Automatisierten Liegenschaftskarte (ALK) – von der Zentralen Stelle für Hauskoordinaten, Hausumringe und 3D-Gebäudemodelle (ZSHH) der Bezirksregierung Köln für länderübergreifende oder bundesweite Untersuchungen angeboten. Erstmals sind dadurch umfassendere Untersuchungen zum deutschen Gebäudebestand möglich und Ausdifferenzierungen nach Menge, geometrischer Eigenschaften (u. a. Gebäudetyp) sowie seiner Nutzung durchführbar. Das Analysepotenzial ist aber noch weitaus größer, da sowohl auf administrativer Ebene als auch auf Rasterebene räumliche Muster für unterschiedliche thematische Fragestellungen abbildbar werden. Das raumbezogene Informationsinstrument Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) ist eine wissenschaftliche Dienstleistung des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung und stellt seit 2012 auch Gebäudeindikatoren auf Grundlage dieser Katasterdaten bereit. In diesem Beitrag werden dazu erste Arbeitsergebnisse vorgestellt

Flächennutzungsmonitoring XI: Flächenmanagement – Bodenversiegelung – Stadtgrün

Die anhaltende und sich in vielen Teilen der Welt noch verstärkende Verstädterung mit immer neuen Siedlungs- und Verkehrsflächen führt zu nachteiligen Umweltwirkungen, vor allem zum Verlust von fruchtbaren Böden für eine nachhaltige Landwirtschaft und benötigten Waldflächen zur CO2-Minderung. Außerdem führt die anhaltende Zersiedelung zu erhöhten Infrastrukturkosten und Verkehrsaufwendungen; neue Verkehrstraßen zerschneiden die Landschaft mit einhergehendem Verlust an Biodiversität. In Europa und speziell in Deutschland ist der ungeminderte Flächenverbrauch auf weiter steigende Wohnflächenansprüche, neue Industrie- und Gewerbegebiete sowie Infrastrukturprojekte zurückzuführen. Inzwischen setzt sich die Erkenntnis durch, dass Bodenschutz durch Verzicht auf neue Siedlungs- und Verkehrsflächen mit der einhergehenden Bodenversiegelung auch Klima- und Landschaftsschutz ist. Darum geht kein Weg daran vorbei, noch haushälterischer als bisher mit der Ressource Fläche umzugehen. Eine verantwortliche Flächensparpolitik bedarf vieler guter, kreativer Ideen, Instrumente, Maßnahmen und Umsetzungsakteure auf allen Entscheidungsebenen. Dabei dürfte die Bedeutung informatorischer Instrumente unbestritten sein. Nur so können Zustand und Veränderung der Flächennutzung schnell, genügend genau und verlässlich beschrieben werden. Das ist eine Grundvoraussetzung zielgenauer Steuerungsinstrumente zur Senkung der Flächeninanspruchnahme. Hier kommen nun alte und neue Geodaten ins Spiel, denn nur auf deren Grundlage sind die notwendigen Informationen berechenbar. Dabei steigen die Anforderungen an Qualität und Verfügbarkeit raumbezogener Daten- und Informationsangebote, die immer genauer, aktueller und frei verfügbar sein sollten. Aus Wissenschaft und Praxis wird aber auch immer stärker die Kennzeichnung von statistischen Unsicherheiten in den Daten, Indikatorwerten und Zeitreihen gefordert. Neben neuen und weiterentwickelten amtlichen Geobasisdaten spielen nutzergenerierte Daten eine immer wichtigere Rolle. Ebenso werden die Daten des europäischen Copernicus-Programmes immer stärker genutzt und zunehmend produktiv. So wird intensiv an Verfahren zur halbautomatischen Erfassung von Landschaftsveränderungen gearbeitet als Informationsgrundlage für die amtliche Vermessung zur Aktualisierung ihrer Geodatenmodelle. Auch städtisches Grün kann heute mithilfe von Satellitenbilddaten viel genauer als bisher klassifiziert und in Zustand und Veränderung abgebildet werden. Derartige neue Entwicklungen vorzustellen und mit der Praxis zu diskutieren, ist das Ziel des alljährlichen Dresdner Flächennutzungssymposiums (DFNS). Der vorliegende Band vereint Beiträge der 11. Auflage dieser Veranstaltungsreihe, die vom 08. April bis 09. April 2019 stattfand und folgende Themen behandelte: internationale und nationale Entwicklungen in der Flächenpolitik, Flächenmanagement, Flächenmonitoring und -analysen, Bodenversiegelung, Indikatoren und Methoden, smarte Datenerhebung. Einen besonderen Schwerpunkt bildet diesmal das Grün in der Stadt. Die Präsentationen des Symposiums sind unter http://11dfns.ioer.info/programm/ zu finden. Darunter befinden sich auch neue Entwicklungen und Ergebnisse des Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (www.ioer-monitor.de). Diese kostenfreie wissenschaftliche Dienstleistung des Leibniz-Institutes für ökologische Raumentwicklung ermöglicht die kartographische Visualisierung, die statistische Analyse sowie den Vergleich von inzwischen 85 Indikatoren zur Flächennutzung und damit eng zusammenhängender Themen. Die Indikatorwerte sind auf allen relevanten administrativen Ebenen bis zu Gemeinden sowie als hochauflösende Rasterkarten verfügbar. Die Zeitreihen gehen bis ins Jahr 2000 zurück