GIS-gestützte Landschaftsplanung und Modellierung · 9 ATELIER BERNBURG L ANDSCHAFTS A RCHITEKTEN Quantitative Ermittlung des Bodenabtrags durch die Allgemeine Bodenabtragsgleichung

Anhalt University of Applied Sciences

Erich BUHMANN

http://www.digital-la.de

Planerische Modellierung¸ Monitoring / Zeitreihen

GIS-gestützte Landschaftsplanung und Modellierung


Erich BUHMANN



GIS-gestützte Landschaftsplanung und Modellierung Literaturhinweis: LANG&BLASCHKE (2007): S. 286-323

1. GIS-gestützte Landschaftsplanung

1.1 Landschaftsbewertung, Bewertungsverfahren und

Bewertungskriterien

1.2. Rolle von GIS in der Eingriffs- und Variantenbeurteilung GIS-gestützte Landschaftsmodellierung

1.3 GIS-gestützte Netzwerkanalysen

2. GIS-gestützte Monitoring

2.1 Monitoring von Landschaften 2.2 Wesentliche räumliche Indikatoren

2.3 Herausforderung der aus der Fernerkundung ableitbaren

Indikatoren


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GIS-gestützte Landschaftsplanung und Modellierung Literaturhinweis: LANG&BLASCHKE (2007): S. 286-323

1. GIS-gestützte Landschaftsplanung


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Beiträge der Landschaftsplanung zu anderen Instrumenten mit Bezug zu Natur- und Landschaft. Quelle: nach KIEMSTEDT et al. 1997, leicht verändert in HAAREN (2004)


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Landschaftsplanung und Umweltplanung im Verhältnis zur räumlichen Gesamtplanung (Kiemstedt zit. in Gassner 1995, ergänzt)

Planungsraum /

Planungsebene

Gesamtplanung Fachbeitrag

Landschafttsplanung /

Landschaftsarchitektur

Planungsmaßstab

_Landschaftsplanung

/Landschaftsarchitektur

Land Landesraumordnungs-

programm*

Landschaftsprogramm* 1:500.000

bis 1:200.000

Region/RB Regionalplan* Landschaftsrahmenplan* 1:50.000

bis 1:25.000

Gemeinde Flächennutzungsplan Landschaftsplan 1:10.000

bis 1:5.000

Teil des

Gemeindegebiets

Bebauungsplan Grünordnungsplan 1:2.500

bis 1:1.000

Einzelprojekt Vorentwurf, Entwurf,

Werkplan des

Architekten

dto Landschaftsarchitekt 1:1.000

bis 1: 200 (100)


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GIS-Inhalte von professionellen GIS-Benutzern gemeinsam genutzt und für alle Online-Benutzer freigegeben werden.


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Mobile GIS-Karten Für die Erfassung von Daten im Feldeinsatz und zum Empfang und der Anzeige von Statusberichten kann GIS heute auf zahlreichen mobilen Geräten verwendet werden.


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Die häufigsten Operationen für GIS-Analysen Vector Analyse

•Überlagerung (Verschneidung)

•Selektion und Re-Klassifizierung

•Pufferbildung

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ATELIER BERNBURG LANDSCHAFTSARCHITEKTEN

Quantitative Ermittlung des Bodenabtrags durch die

Allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG) nach WISCHMEIER und SMITH

(vgl. UBA 1989, S.44ff, Blume 1992, S. 193, Scheffer/Schachtschabel 1992).

Fallbeispiel für GIS-Gestützte Landschaftsanalyse: Erosionsrisiko gegenüber Wasser

A = R x K x L x S x C x P [kgm-2

s-1

] A = Bodenverlust R = Regen_erosivitätsfaktor K = Bodenerodibilitätsfaktor L = Hanglängenfaktor S = Hangneigungsfaktor C = Bewirtschaftungsfaktor P = Schutzfaktor

Für das Gebiet der Verwaltungsgemeinschaft Sandersleben wurde dasvereinfachte Verfahren der AG BODEN und SCHMIDT (zit. in BASTIAN &SCHREIBER 1994, S. 199ff) angewandt. Es beruht auf der oben genanntenAllgemeinen Bodenabtragsgleichung und deren Spezifizierung für dengemäßigt humiden Klimaraum durch SCHWERTMANN et al.

Verfahren:

Hochschule Anhalt (FH)

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Bodenart - Sand - Lehm - ...

Mittlerer Sommer-nieder-schlag - 250 mm

Neigungs-stufen - 0-1° - 1-2° - ...

Biotop- und Nutzungs-typen - Wald - Acker - ...

Attributie-rung

Zuordnung

Klassifi-zierung

Attributie-rung

Klasse des bodenart-bedingten Erosionswider-stands - 1.0 äußerst hoch - 2.1 sehr hoch - ...

R-Faktor

Neigungsklasse (neu) - bis 2° - 2-4° - ...

Nutzungsab-hängiger Faktor des Bodenabtrags - Forsten, Grünland 0,5 - Ackerland 6 - ...

Zwischen-ergebnis I

Ver-schnei-dung

Matrix

Mittlerer natur-bedingter Boden-abtrag - 0,1 t/ha*a-1

- ...

Attribu-tierung

Grundlagen Zwischenergebnisse Ergebnis

Arbeitsschritt mit einem Desktop GIS-System Arbeitsschritt mit einem GIS-System Arbeitsschritt mit einem Raster GIS-System

Zwischen-ergebnis II

Ver-schnei-dung

Nutzungs-abhängiger mittlerer Bodenabtrag - xx t/ha*a-1

Attributie-rung

Erosionsan-fälligkeit gegenüber Wasser - 1 = hoch - 2 = mittel - 3 = gering

Klassifi-zierung

B) Erosionsrisiko gegenüber Wasser - Arbeitsschritte

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Zuordnung der Bodenartennach Reichsbodenschät-zung (nach Dr.K.HARTMANN)

Bodenart nachKartieranleitungAG Boden, S.135

Bodenart des Oberbodens Bodenartbe-dingter Erosions-widerstand

TIIa4, TIIIa2 Ss, St2, Tt Mittel- und Grobsand, schwach tonigerSand und Ton

1.0

äußerst hoch

Sl2, St3, Ts2, Ts4,Ts3

schwach lehmiger und toniger Sand;schwach sandiger und sandiger Ton

2.1

sehr hoch

LT5Al, sL4Al, sL3LöV Sl3, Sl4, Ls4, Lt3,Tl

Lts, Tu2

Feinsand, lehmiger und stark lehmigerSand; stark sandiger, toniger und sandig-toniger Lehm; stark sandiger und lehmigerTon

2.2

hoch

LT5V, sL5V, sL4V Su2, Su3, Ls3,Lt2, Tu3,

schluffiger Sand; sandiger, schwachtoniger und schluffiger Ton

3.1

mittel

L1, (L1D), sL3Lö, (sL3LöD),sL4Lö

Su4, Slu, Ls2, Tu4 stark schluffiger und schluffig-lehmigerSand; schwach sandiger Lehm; starkschluffiger Ton

3.2

mäßig

L1Al, L1-3Lö, L3-5LöV, L4V,L5Vg, sLLö, (sL1Lö), sL2Lö,(sL2LöD), SL4Lö, SL4V,SL5V,

Uls, Ut4, Lu sandig-lehmiger, stark lehmiger und starktoniger Schluff; schluffiger Lehm

4.1

gering

L4Lö, L5Lö Us, Ut3 sandiger, lehmiger und toniger Schluff 4.2

sehr gering

V (Rutschmasse) Uu, Ut2 Feinstsand und Schluff 5.1

äußerst gering

nach BASTIAN & SCHREIBER 1994, S. 200f , vereinfacht nach AG BODENKUNDE 1982 und SCHMIDT in MARKS et.al. 1989, 1992und Übersetzungsschlüssel in Absprache mit HARTMANN 1999, Geolog. Landesamt, Halle.

Bodenartbedingter Erosionswiderstand


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Hangneigungsklassen

Ableitung der Hangneigung aus dem Digitalen Geländemodell


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Tab.: Mittlerer naturbedingter Bodenabtrag (in t/ha*a) in Abhängigkeit vom korrigierten boden-artbedingten Erosionswiderstand, der Neigung und dem mittleren sommerniederschlag (R-Faktor) (nachSchmidt in Marks et.al. 1989, 1992, zit. in: Bastian & Schreiber 1994, S. 200f.)

Neigungsklassen (in Grad)Bodenartbeding-terErosions-widerstand

Sommernieder-schlag,R-Faktor

bis 2 2 bis 4 4 bis 7 7 bis 11 11 bis 15 über 15

1.0 40 0,1 0,2 0,5 1,2 2,2 >2,8

2.1 40 0,2 0,5 1,4 3,5 6,6 >8,4

2.2 40 0,3 0,9 2,4 5,9 10,9 >14,0

3.1 40 0,4 1,2 3,3 8,3 15,3 >19,5

3.2 40 0,6 1,6 4,2 10,6 19,7 >25,1

4.1 40 0,7 1,9 5,2 13,0 24,0 >30,7

4.2 40 0,8 2,3 6,1 15,3 28,4 >36,3

5.1 40 1,0 2,6 7,1 17,7 32,8 >41,9

Mittlerer naturbedingter Bodenabtrag

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Nutzungsabhängiger Erosionsfaktor

Forsten,Wald W 0,5 Grünland K 0,5 Gehölze H 0,5 Brachland A/#M 1 Erwerbsgartenbau AG 1 Ackerland mit Schwarzbrache AAu 6-8 Vegetationsfreie Flächen F 10

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Nutzungsab-hängiger Faktor des Bodenabtrags - Forsten, Grünland 0,5

- Ackerland 6 - ...

Erosionsan-fälligkeit gegenüber Wasser - 1 = hoch - 2 = mittel - 3 = gering

Klassifi-zierung

Mittlerer natur-bedingter Boden-abtrag - 0,1 t/ha*a-1

- ...

Ver-schnei- dung

Arbeitsschritt mit einem Desktop GIS-System Arbeitsschritt mit einem GIS-System Arbeitsschritt mit einem Raster GIS-System

Nutzungs-abhängiger mittlerer Bodenabtrag - xx t/ha*a-1

Zwischen-ergebnis II

Attributie-rung

Grundlagen Zwischenergebnis Ergebnis


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Prognosen mit GIS Beispiel: Prognosen für Malariaausbrüche in Afrika an. Dunklere Farben stellen eine höhere projizierte Dichte von Malariafällen dar. (Quelle http://www.adaptationatlas.org/ zitiert nach www.esri.de).

http://www.adaptationatlas.org/


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GIS-gestützte Landschaftsanalyse

Beispiel einer Netzwerkanalyse: Diese Karte illustriert drei Routen zur Optimierung der reinen Fahrzeit für drei Fahrzeuge einer Flotte.


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Zeitreihen in GIS: Die folgenden vier Schnappschüsse einer dynamischen Onlinekarte mit den Positionen der Gabelantilopen an vier einzelnen Tagen (von 300). Diese Punkte stellen die tägliche Bewegung von Gabelantilopen über einen Zeitraum von 10 Monaten vom Oktober 2002 bis August 2003 dar. Die Darstellung der zeitlichen Folgen erfolgt mit Mithilfe des Werkzeugs "Zeitschieberegler" in ArcMap , der diese dynamische Karte als Bewegung ermöglicht.


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GIS Karten als Grundlage für Entwurf Die Bearbeitungseigenschaften im Rahmen des Layer-Entwurfs erlaubt es eine Feature-Palette von Landnutzungstypen zu verwenden um Landnutzungszonen zu gestalten. Zonenvorschläge können skizziert werden, um die verschiedenen Landnutzungs-alternativen zu visualisieren und zu analysieren.


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GIS als Collaborative Plattform von Planungsteams: Webkarten können als operationale Dashboards fungieren, die Statusinformationen sämtlicher Arbeitsteams übermitteln, um jeden zu informieren und auf dem neuesten Stand zu halten. Hier: Bespiel eines Teams aus der Wasserversorgungsunternehmen. Aktuelle Informationen der Mitglieder werden in diesem operationalen Dashboard angezeigt.


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Visualisierung von Ergebnissen als 2D- und 3D- GIS Karten


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Umfangreiche Beiträge zu GIS-gestützte Landschaftsplanung und Modellierung finden Sie unter http://www.agit.at/index.php/component/content/article?id=148

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