Flächenschema


Die Bodenbedeckung (engl.: land cover) beschreibt die physische Beschaffenheit der Erdoberfläche nach verschiedenen naturnahen oder anthropogen überformten Kategorien. Unter Flächennutzung bzw. Landnutzung (engl: land use) ist die Art der Inanspruchnahme von Teilen der festen Erdoberfläche durch den Menschen zu verstehen. Im Unterschied zur Bodenbedeckung spielt hierbei der Nutzungsaspekt die entscheidende Rolle. Dabei fokussiert der Begriff Flächennutzung stärker auf die bauliche Prägung, der Begriff Landnutzung mehr auf das unbebaute Gelände. Der verfügbare Raum kann gleichzeitig mehreren Nutzungsansprüchen unterliegen. Beim Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung ergänzen sich die Komponenten Siedlungsraum, Verkehrsraum und Freiraum komplementär zur gesamten Gebietsfläche (Flächensumme = 100%). Alle Bodenbedeckungs- bzw. Flächennutzungsarten sind jeweils einer dieser drei Komponenten zugeordnet und können sich in weitere Klassen unterteilen. 

Flächenschema des IÖR‐Monitors: Vollständige und redundanzfreie Beschreibung der Erdoberfläche durch Flächenkategorien, abgeleitet aus dem ATKIS Basis-DLM (nach AAA‐Modell) - Download (PDF 41 KB).

Flächenpriorisierung


Bei der Erstellung der Flächennutzungsgeometrie werden im Falle von Überlagerungen die Flächenkategorien entsprechend der folgenden Tabelle priorisiert. Höhere Ebenen überlagern eventuell darunter befindliche Flächen. 

Ebenenüberlagerung

37    Bahnverkehr
36    Straßenverkehr
35    Flugverkehr
34    Hafenbecken
33    Stehendes Gewässer
32    Meer, Bodden
31    Fließgewässer
30    Verkehrsbegleitfläche (Straßenverkehr)
29    Verkehrsbegleitfläche (Bahnverkehr)
28    Verkehrsbegleitfläche (Flugverkehr)
27    Wohnbaufläche
26    Fläche gemischter Nutzung
25    Sonstige Siedlungsfreiflächen
24    Industrie-, Gewerbefläche
23    Park, Grünanlage
22    Wochenend-, Ferienhaussiedlung
21    Kleingartenanlagen
20    Golfplatz
19    Sonst. Sport-, Freizeit-, Erholungsflächen
18    Friedhof
17    Fläche besonderer funktionaler Prägung
16    Abbau-, Haldenfläche
15    Heide
14    Moor
13    Sumpf
12    Unland, vegetationslose Fläche
11    Gehölz
10    Mischholz
9    Laubholz
8    Nadelholz
7    Grünland
6    Ackerland
5    Gartenland
4    Obstbau
3    Weinbau
2    Streuobst
1    Sonst. Landwirtschaftsfläche
0    Unbestimmte Fläche

Pufferung von Linienobjekten


Zur Quantifizierung von Flächensummen und -anteilen von Verkehrswegen und Gewässern müssen Objekte, welche linienhaft im ATKIS Basis-DLM modelliert vorliegen, in Polygone transformiert werden. Dies geschieht durch eine beidseitige Pufferung der entsprechenden Linien unter Verwendung geeigneter Attribute zur Objektbreite. Bei nicht ausgefüllten Breitenattributen oder unplausiblen Werten werden für die Pufferung Standardwerte gesetzt.

Straßen

Straßen werden im ATKIS grundsätzlich über den Verlauf ihrer Achsen modelliert. Straßen mit baulich getrennten Richtungsfahrbahnen (z. B. Autobahnen) sind als zusammengesetzte Objekte, bestehend aus einer Straßenachse sowie den dazugehörigen Fahrbahnachsen, definiert; andernfalls sind Straßenachsen und Fahrbahnachsen geometrisch ident. Zur Flächenbildung werden die Objekte Fahrbahnachse entsprechend dem Wert des Attributes BRF (Breite der Fahrbahn) gepuffert. Dieses gibt die Breite der befestigten Fahrbahnfläche bzw. die Breite des begehbaren Bereiches einer Fußgängerzone mit 50 cm Genauigkeit an. Da die BRF-Angabe nur die Fahrbahn modelliert, wird bei innerörtlichen Straßen (außer Autobahnen und Straßen ohne Widmung) zur Abschätzung des Flächenbedarfs von Gehwegen der Pufferwert beiderseits der Fahrbahn um jeweils 2,50 m vorgenommen.

Die Standardwerte für Fahrbahnbreiten bei fehlender/fehlerhafter BRF-Attributvergabe werden in Abhängigkeit der Attribute FSZ (Anzahl der Fahrstreifen) und WDM (Straßenwidmung) wie folgt gesetzt. Straßen mit ungültiger Widmung werden als ungewidmete Straßen behandelt. Für unplausible Angaben bei der Anzahl der Fahrstreifen werden zweispurige Fahrbahnen angenommen.

FahrstreifenAutobahn Andere Straßen (*)
15,50 m4,50 m
210,00 m5,50 m
314,00 m10,00 m
>317,50 m12,50 m

(*) In Ortslagen beidseitig zzgl. 2,50 m Gehwegbreite (außer ungewidmete Straßen).

Hauptwirtschaftswege

Hauptwirtschaftswege sind als ganzjährig befahrbare und mit fester Fahrbahndecke versehene Fahrwege über ihren Achsenverlauf ausschließlich linienhaft modelliert. Sie bilden die kleinräumigste Vermaschung des Gesamtkraftverkehrsnetzes und weisen in Summe einen entsprechend hohen Flächenanteil an. Für die Pufferung wird das Breitenattribut BRV (Breite des Verkehrsweges) genutzt. Dieses gibt die Wegbreite als Intervall von 3 m Breite an, wobei die kleinste Klasse den Bereich 0-6 m umfasst. Die Zielbreite der Pufferung entspricht dem mittleren Wert eines Intervalls, in der untersten Breitenklasse 4,50 m.

Bei ungültiger Attributvergabe wird BRV=6 gesetzt.

Eisenbahnlinien

Schienenverkehr wird im ATKIS Basis-DLM sowohl flächenhaft als auch durch Linienobjekte modelliert. Im Fall einer Linienmodellierung werden zur Ermittlung der dazugehörigen Verkehrsfläche die Bahnstrecken gepuffert. Die Pufferbreite wird in Abhängigkeit von den Attributen GLS (Anzahl der Streckengleise) sowie BKT (Bahnkategorie) herangezogen. Streckenabschnitte in Tunneln und stillgelegte Strecken werden nicht gepuffert.

Die Gleisachsen werden entsprechend der folgenden Tabelle auf die angegebenen Zielbreiten gepuffert.

StreckengleiseAllgemein StraßenbahnMuseumsbahn, Freizeitbahn
17,504,50 m2,00 m
210,507,50 m4,00 m

Rollbahn, Landebahn

In Flugverkehrsanlagen (Flugplätzen) sind Start- und Landebahnen sowie Rollbahnen für Flugzeuge teilweise linienhaft modelliert. In diesem Fall werden die Linien zur Ermittlung des Flächenbedarfs der Kategorie Flugverkehr gepuffert. Die Zielbreite der gepufferten Flächen entspricht dem Wert des Attributs BRO (Breite des Objekts; Angabe in m).

Bei ungültiger Attributvergabe wird BRO=15 gesetzt.

Fließgewässer

Fließgewässer, deren Breite 12 m unterschreitet, werden als Gewässerachsen linienhaft modelliert. Die Gewässerbreite wird über das Attribut BRG (Breite des Gewässers) in dreistufigen Intervallen 0-3 m, 3-6 m , sowie 6-12 m angegeben. Die Pufferung erfolgt jeweils auf den Mittelwert des angegebenen Intervalls. Unterirdische Verläufe, Durchlässe sowie nicht ganzjährig wasserführende Gewässerabschnitte (Attribut HYD Hydrologisches Merkmal) werden nicht gepuffert.

Bei ungültiger Attributvergabe wird das kleinste Intervall BRG=3 gesetzt.

Datengrundlagen


Der Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) basiert auf der kombinierten Verarbeitung amtlicher Geobasis-, Geofach- und statistischer Daten. Aus ihnen werden Indikatoren abgeleitet und in Karten- und Tabellenform zusammen mit den für das Verständnis notwendigen Metainformationen bereitgestellt.

Die wichtigste Datenquelle für die Flächenbilanzen ist das Basis-Landschaftsmodell (ATKIS Basis-DLM). Als weitere Datenquellen kommen das digitale Landbedeckungsmodell DLM-DE (für die Indikatoren "Hemerobie-Indikatoren" in der Kategorie Landschaftsqualität) und für die Berechnung der Gebäudeindikatoren die amtlichen Hausumringe und -koordinaten (abgeleitet aus dem Kataster und Grundlage aller Gebäudeindikatoren) zum Einsatz. Für die geplante Berechnung früherer Zeitstände werden topographische Karten im Maßstab 1 : 25 000 (DTK25) des Amtlich Topographisch-Kartographischen Informationssystems (ATKIS) der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) genutzt.

Vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) werden Geofachdaten zur Be­rechnung von Indikatoren zu Schutzgebieten des Landschafts- und Naturschutzes einbezogen. Zusätzlich werden statistische Daten (u.a. Bevölkerungszahl, Bruttoinlandsprodukt) auf Gemeinde- und Kreisebene vom Statistischen Bundesamt bzw. Indikatoren zur Raum- und Stadtentwicklung (INKAR) des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) verwendet.

Validierung


Aktualität: Grundlage des Monitorings ist die turnusmäßige und flächendeckende Aktualisierung der geotopographischen Grundinformationen durch die Vermessungsverwaltungen der Länder. Darum wird im IÖR-Monitor auch mit diesen Daten gearbeitet und nicht mit Katasterdaten ALK/ALKIS wie in der amtlichen Flächenerhebung, da dort keine turnusmäßige, flächendeckende Aktualisierung der Flächennutzungseinträge erfolgt. Die turnusmäßige Grundaktualisierung des gesamten Bundesgebiets erfolgt in einem mindestens fünfjährigen zunehmend aber schon zwei- bis dreijährigen Zyklus. Wichtige Objektarten wie beispielsweise das Straßen- und Schienennetz werden allerdings innerhalb 1/4 bzw. 1 Jahres aktualisiert. (siehe auch Aktualität)

Räumliche Genauigkeit: Die Erhebung des ATKIS Basis-DLMs erfolgt auf Grundlage hochauflösender Ortholuftbilder und ergänzender Informationen. Der Inhalt entspricht dem Objektinventar, welches zur Erstellung topographischer Karten 1:10.000 benötigt wird. Diese räumliche Auflösung ist für ein Flächennutzungsmonitoring ausreichend.

Thematische Genauigkeit: Die Übereinstimmung zwischen den ATKIS-Geoobjekten (Tatsächliche Nutzung) und der Realität beträgt nach AdV-Angabe mindestens 90 %. Natürlich spielt die richtige Flächennutzungszuordnung (Klassifizierung und Attributierung) für ein Monitoring eine entscheidende Rolle. Ggf. werden vorhandene Datenfehler im Rahmen der Fortschreibung durch die Vermessungsverwaltungen der Länder sukzessiv behoben.

Räumliche Vergleichbarkeit: Das ATKIS Basis-DLM wird nach einem mit allen Bundesländern abgestimmten AdV-Modell (GeoInfoDok) erfasst. Trotzdem sind kleiner Differenzen zwischen den Bundesländern durch die teilweise unterschiedliche Interpretation der Erfassungsvorschriften festzustellen. Wird dadurch die Vergleichbarkeit der Daten generell beeinträchtigt, wird auf eine Indikatorveröffentlichung verzichtet (z. B. Flächenanteil Mischnutzung in baulich geprägten Flächen).

Zeitliche Vergleichbarkeit: Die zeitliche Vergleichbarkeit ist prinzipiell durch die Berücksichtigung der Grundaktualität bei jeder Indikatorberechnung gegeben. Allerdings wird die Vergabe des Grundaktualitätsdatums zwischen den Bundesländern etwas unterschiedlich gehandhabt. In Folge der Migration des ATKIS Basis-DLM zum neuen AAA-Modell, kann die zeitliche Vergleichbarkeit vorübergehend beeinträchtigt sein. Diese Fälle werden auf Landesebene im Tabellentool bei Zeitvergleichen gekennzeichnet.

Lagegenauigkeit: Für herausgehobene Objekte wird eine Lagegenauigkeit von ±3 m erreicht, diese bezieht sich auf linienförmig zu modellierende Straßen, schienengebundene Verkehrswege und die auf der Erdoberfläche liegenden Gewässer sowie auf topologische Knoten im Netz der Straßen und schienengebundenen Verkehrswege. Alle übrigen Objekte des Basis-DLM haben eine Lagegenauigkeit von ±15 m.

Indikatoren: Die Indikatorwerte werden räumlich und zeitlich einer Prüfung unterzogen. Extreme Ausreißer werden so weit wie möglich kontrolliert und ggf. mit einem Hinweiszeichen im Tabellentool versehen. Prinzipiell werden die Indikatorwerte mit steigendem räumlichen Aggregationsgrad zuverlässiger, denn mit wachsender Gebietsgröße gibt es eine Tendenz zum Ausgleich lokaler Fehler.

Visualisierung


Die Indikatoren werden in Karten-, Tabellen- und Graphenform präsentiert und statistisch ausgewertet. Der Kartenviewer mit WebGIS-Funktionalität bietet verschiedene Hintergrundkarten und Gestaltungsmöglichkeiten. Für eine schnelle und einfache Anzeige von Indikatorwerten auf Basis administrativer Gebietseinheiten (Deutschland, Bundesland, Kreis, Gemeinde), Raumordnungsregionen und Stadtteilen dient der Darstellungsmodus "Gebiete". Zur räumlich höher auflösenden Visualisierung (Rasterkarten der Auflösungsstufen 100 m, 200 m, 500 m, 1.000 m, 5.000 m, 10.000 m) steht der Rastermodus zur Verfügung.

Die Ergebnisse können in Tabellenform für alle Gebietseinheiten eines ausgewählten Indikators (auch im Vergleich mit übergeordneten Gebietseinheiten oder anderen Indikatoren) oder für alle Indikatoren einer ausgewählten Gebietseinheit ausgegeben werden. Die Rasterkarten vieler Indikatoren (100 m Rasterweite) können auch durch bereitgestellte Webdienste in eigene GIS-Umgebungen eingebunden werden. Der Darstellungsmodus "Vergleich" ermöglicht den Vergleich von Indikatoren, Zeitschnitten und unterschiedlichen Rasterweiten in einer Karte mit verschiebbarem Slider.

Raumbezug


Die Bereitstellung der Indikatoren erfolgt für Gebietseinheiten auf verschiedenen Ebenen für das terrestrische Staatsgebiet der Bundesrepublik Deutschland (ohne Meeresgebiete). Die Indikatorwerte beziehen sich auf administrative Gebietseinheiten (Gemeinden, Gemeindeverbände, Kreise und kreisfreie Städte, Bundesländer) sowie Raumordnungsregionen. Wenn eine Gemeinde Anteil an Binnen- oder Küstengewässern hat, fließt die entsprechende Fläche in die Berechnungen ein. Die Kartendarstellung zeigt immer die Küstenlinie, jedoch keine Uferlinien der Binnengewässer.

Der Gemeindeverband stellt eine Form der interkommunalen Zusammenarbeit dar und beinhaltet mindestens zwei Gemeinden. Dafür gibt es in den einzelnen Bundesländern unterschiedliche Bezeichnungen: Amt, Samtgemeinde, Verbandsgemeinde, Verwaltungsgemeinschaft oder Verwaltungsverband. Für die Identifikation eines Gemeindeverbandes ist der 12-stellige Regionalschlüssel erforderlich. Gemeindeverbände gibt es nur in zehn Bundesländern (Baden-Württemberg, Bayern, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen, Rheinland-Pfalz, Sachsen, Sachsen-Anhalt, Schleswig-Holstein, Thüringen). Die Gebietsebene der Gemeindeverbände ist (in Anlehnung an die Verwaltungsgebiete VG25 des BKG) flächendeckend für das terrestrische Staatsgebiet aufgebaut, so dass die Einheitsgemeinden bzw. gemeinschaftsfreien Gemeinden zusätzlich in diese Ebene aufgenommen wurden.

Ausgewählte Indikatoren können auch für Städte (> 50.000 Einwohner) und Stadtbezirke (oder vergleichbare Einheiten) angezeigt werden. Der Geometriebezug erfolgte über städtische Ämter für Geodaten und Vermessung bzw. Open Street Map jeweils mit Bezugsjahr 2014 (siehe Tabellenlink).

Außerdem erfolgt die Darstellung als Rasterkarte in den Auflösungen 100 m, 200 m, 500 m, 1.000 m, 5.000 m und 10.000 m. Damit wird auch eine innerkommunale Bewertung der Siedlungs- und Landschaftsstruktur möglich. Die Rasterkarten sind unabhängig von Gebietsstandsänderungen und gestatten damit unmittelbare Zeitvergleiche ohne Umrechnungen. Es ist zu beachten, dass mit zunehmender Auflösung, d.h. kleiner werdenden Rasterweite, die Unsicherheit der Indikatoren bedingt durch geometrische Ungenauigkeiten und Aktualitätsunterschiede steigt.

Zeitreihen


In den Indikatortabellen ist ein Wertevergleich ausgehend vom aktuellen Zeitschnitt nur mit älteren Zeitschnitten möglich, da neue administrative Gebietseinheiten meist Ergebnis von Zusammenlegungen sind. Dagegen beziehen sich die angezeigten Differenzwerte auf die Richtung der Entwicklung (von alt zu neu).

Die Indikatoren eines Zeitschnitts beziehen sich immer auf den aktuellsten Gebietsstand, für den Einwohnerzahlen verfügbar sind (aktuell: 31.12.2016). Ältere Datenstände werden jeweils auf diesen Gebietsstand umgerechnet.

Um unterschiedliche Grundaktualitäten bei der Auswertung zu berücksichtigen, kann bei der Tabellenausgabe mit dem Schalter "Differenzen zusätzlicher Zeitschnitte" eine jährliche Veränderungsrate ausgegeben werden. Dies erfolgt allerdings erst bei einer Zeitdifferenz der Grundaktualität größer einem Jahr.

Jede Spalte der angezeigten Tabelle kann durch Mausklick in den Spaltenkopf sortiert werden. Damit sind maximale oder minimale Indikatorwerte bzw. deren Veränderung schnell identifizierbar.

Es ist möglich, ein Gebietsprofil aller Indikatorwerte einer Gebietseinheit für den gewählten Zeitschnitt anzuzeigen. Ebenso kann der Indikatorwert einer Gebietseinheit im Histogramm aller dargestellten Gebietseinheiten markiert werden. Dies ermöglicht zum einen die umfassende Charakterisierung von Gebietseinheiten bzgl. des angebotenen Indikatorenspektrums. Zum anderen kann die interessierende Gebietseinheit in der Werteverteilung eines Indikators eingeordnet werden.

Letztlich kann durch einen Entwicklungsgraphen aus der Indikatortabelle heraus der zeitliche Verlauf der Indikatorswerte visualisiert und exportiert werden.

Aktualität


Die Fortführung der dem IÖR-Monitor zugrundeliegenden Geobasisdaten (ATKIS Basis DLM) ist ein sehr aufwändiger Prozess, denn alle Änderungen in der Topographie (einschließlich der Flächennutzung) müssen an Hand von Ortholuftbildern manuell kartiert werden. Die grundlegende Aktualisierung (Grundaktualität) erfolgt in einem fünfjährigen (in einigen Bundesländern zwei- bis dreijährigen) Aktualisierungszyklus nach Kartenblättern unterschiedlicher Größen (4 km², 25 km² bzw. 100 km²). Selbst benachbarte Kartenblätter haben häufig eine unterschiedliche Grundaktualität. Veränderungen ausgewählter topographischer Objekte (insbesondere Straßen) werden allerdings im Rahmen der Spitzenaktualisierung spätestens nach 3, 6 bzw. 12 Monaten veröffentlicht.

Für alle administrativen Gebietseinheiten, die sich in der Regel über mehrere Kartenblätter erstrecken, ist durch die Auswertung dieser Daten keine Aktualitätsangabe in Form eines Stichtages möglich wie bei statistischen Daten üblich. Deshalb wird für jede Gebietseinheit eine flächengewichtete (Grund-)Aktualität monatsgenau berechnet, zu jedem Indikatorwert angezeigt und in einer Nebenkarte dargestellt. Die Grundaktualität eines Indikatorwertes einer Gemeinde kann sich darum durchaus von der des Kreises oder Bundeslandes unterscheiden.

Flächennutzungsbezogene Indikatoren beruhen auf dem Basis-DLM. Insbesondere die linienhaften Verkehrstrassen werden im Basis-DLM schneller aktualisiert (innerhalb von 3-12 Monaten) als Flächen (innerhalb von 2-5 Jahre). Für die Verkehrsflächenberechnungen muss der IÖR-Monitor die linienhaften Verkehrstrassen puffern. Damit sind die unterschiedlich aktuell gehaltenen Geoobjekte miteinander aufs engste verknüpft und eine Unterscheidung der verschiedenen Aktualitäten nicht mehr möglich. (Teilweise erfolgen Flächenaktualisierungen in Nachbarschaft neuer Verkehrstrassen im Zuge der Spitzenaktualisierung auch außerhalb der flächendeckenden Grundaktualisierung). Darum werden alle Basis-DLM-basierten Indikatoren - auch die mit Verkehrsbezug - mit Grundaktualität ausgewiesen.

Die Jahreszahl in "Zeitschnitt" bei der interaktiven Kartenauswahl bezieht sich auf das Bereitstellungsdatum der ATKIS-Daten, die jeweils im Januar des Folgejahres bezogen werden. Die tatsächliche Grundaktualität liegt in der Regel noch ein bis zwei Jahre zuvor (vergleichbar mit Zahlen im Statistischen Jahrbuch).

Geplante Indikatoren


Sukzessiv werden weitere Indikatoren zur Beschreibung des Gebäudbestandes (Gebäudetyp, Gebäudenutzung, Geschossflächendichte, Gebäudevolumendichte usw.) ergänzt. Diese werden auf Grundlage der amtlichen Hausumringe (HU-DE), der amtlichen Hauskoordinaten (HK-DE), der 3D-Gebäudemodellen (LoD1-DE) und bei früheren Zeitständen aus klassifizierten Gebäudegrundrissen der Topographischen Karte 1 : 25 000 (DTK25 bzw. DTK25-V ) berechnet. Damit erfolgt auch eine Beschreibung der baulichen Entwicklung in Überschwemmungs- und Schutzgebieten.

In Entwicklung befinden sich ergänzende Indikatoren zur Beschreibung von Baulückenpotentialen.

Außerdem ist die Bestimmung von Gebäudeindikatoren früherer Zeitschnitte durch die automatisierte Analyse topographischer Altkarten der Zeitschnitte 1990, 1970, 1950, 1930 und 1900 vorgesehen.