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Geo-Informationssysteme als gemeinsame Datenplattform für Lärm- und Luftschadstoffberechnungen (zur Umsetzung der EU-Direktiven) Lärmminderungs- und Luftreinhalteplanung.

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Präsentation zum Thema: "Geo-Informationssysteme als gemeinsame Datenplattform für Lärm- und Luftschadstoffberechnungen (zur Umsetzung der EU-Direktiven) Lärmminderungs- und Luftreinhalteplanung."—  Präsentation transkript:

1 Geo-Informationssysteme als gemeinsame Datenplattform für Lärm- und Luftschadstoffberechnungen (zur Umsetzung der EU-Direktiven) Lärmminderungs- und Luftreinhalteplanung Lärmkontor GmbH, Hamburg 24./ 25. Februar 2005 Klaus-Georg Krapf, Sebastian Ibbeken Wölfel Meßsysteme · Software GmbH + Co. KG Höchberg/Berlin

2 Ein Geoinformationssystem (GIS) ist ein Informationssystem, mit dem nach Bill (1994) "raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden." Es vereint eine Datenbank und die zur Bearbeitung und Darstellung dieser Daten nützlichen MethodenInformationssystemraumbezogene DatenDatenbank (Kurzdefinition nach Fédération Internationale des Géomètres).Fédération Internationale des Géomètres … da stellen wir uns ganz dumm!:

3 Geo-Datenbank Software zur Ausbreitungsberechnung Lärm/Luftschadstoffe Emissionsdaten Lärm/Luftschadstoffe Verkehrzahlen Betriebsdaten ApplikationsserverInternet Map Server Netzwerk ggf. Veranlassung von Neuberechnung Provider Kommunal- verwaltungen Umweltbehörden GIS Desktop Datenbank- User Viewer Öffentlichkeit im Web Einwohnerzahlen (AG KOSTAT) Segment Rechner Rechnernetz Geo- Basisdaten Topographie (DGM) Gebäude (ALK) Hindernisse (Stadtgrundkarte) für segmentierte Berechnung GIS als gemeinsame Datenplattform …

4 Lärm Umsetzung der ULR im Jahre 2004 ;-) in Form der Strategischen Lärmkartierung: Erstellung von Lärmkarten Erstellung von Lärmkarten Erstellung von Konzepten zur Lärmminderung (Aktionsplanung)Erstellung von Konzepten zur Lärmminderung (Aktionsplanung) Information der Öffentlichkeit Information der Öffentlichkeit 1.Anforderungen der EU an die Berechnung von Lärm und Luftschadstoffen Umsetzung der EU-Direktive: Von der Bestandsaufnahme zur Maßnahmen-Planung!

5 Luftschadstoffe Umsetzung der LQ-RRL in Gestalt der 22. BImSchV, TA Luft setzt Grenzen: Bestandsaufnahme i. wstl. durch Messungen Bestandsaufnahme i. wstl. durch Messungen Luftreinhaltepläne, planerische Konzepte z. Minderung der Schadstoffbelastung (Schadstoffsimulation), SanierungsplanLuftreinhaltepläne, planerische Konzepte z. Minderung der Schadstoffbelastung (Schadstoffsimulation), Sanierungsplan Aktionsplanung (Überschreiten Alarmschwellen) Aktionsplanung (Überschreiten Alarmschwellen) Information der ÖffentlichkeitInformation der Öffentlichkeit 1.Anforderungen der EU an die Berechnung von Lärm und Luftschadstoffen Umsetzung der EU-Direktive: Von der Bestandsaufnahme über die Maßnahmen-Planung bis zur konkreten Aktionsplanung bei Überschreitung!

6 Vorweg als Beispiel: Brüssel … Region of Brussels-Capital L DEN Calculation in IMMI Data exchange with ArcView Schallimmissionsplan

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8 Geometriedaten als 3D-Information …

9 Ermittlung der Fassadenpegel …

10 Fassadenpegel L den Ermittlung der Fassadenpegel …

11 lauteste Fassade Teilfassaden- Pegel - 49% - 36%

12 Luftschadstoff-Konzentrationen X

13 NOx Massenkonz. µg/m³ Ermittlung der Fassadenkonzentrationen …

14 Betroffenheitsanalyse für Luftschadstoffe … Schadstoffbänder: Zahl betroffener Personen NO 2

15 Lärm: Ballungsräume – bis 2007: 31 Städte (> Ew.), bis 2012: 82 Städte (> Ew.) Ballungsräume – bis 2007: 31 Städte (> Ew.), bis 2012: 82 Städte (> Ew.) erfasste Ew.: ca. 26 Mio., Fläche ca km² Hauptverkehrsstraßen – bis 2007: ca km (DTV > KFz/Tag), bis 2012: ca km (DTV > KFz/Tag)Hauptverkehrsstraßen – bis 2007: ca km (DTV > KFz/Tag), bis 2012: ca km (DTV > KFz/Tag) Haupteisenbahnstrecken – bis 2007: ca km (> 160 Züge/Tag), bis 2012: ca km (>80 Züge/Tag) Haupteisenbahnstrecken – bis 2007: ca km (> 160 Züge/Tag), bis 2012: ca km (>80 Züge/Tag) bis 2007: 12 Großflughäfen (> Flugbewegungen/Jahr) bis 2007: 12 Großflughäfen (> Flugbewegungen/Jahr) 2. Untersuchungsumfang Untersuchungsgebiete Lärm und Luft weitgehend identisch (Ausnahme Haupteisenbahnstrecken)!

16 Geo-Datenbank Software zur Ausbreitungsberechnung Lärm/Luftschadstoffe Emissionsdaten Lärm/Luftschadstoffe Verkehrzahlen Betriebsdaten ApplikationsserverInternet Map Server Netzwerk ggf. Veranlassung von Neuberechnung Provider Kommunal- verwaltungen Umweltbehörden GIS Desktop Datenbank- User Viewer Öffentlichkeit im Web Einwohnerzahlen (AG KOSTAT) Segment Rechner Rechnernetz Geo- Basisdaten Topographie (DGM) Gebäude (ALK) Hindernisse (Stadtgrundkarte) für segmentierte Berechnung GIS als gemeinsame Datenplattform …

17 Zu beantwortende Fragen: Lagedaten/Topographie in digitaler Form verfügbar? Lagedaten/Topographie in digitaler Form verfügbar? Verfügbarkeit der Lärm-/bzw. Schadstoff-Daten?Verfügbarkeit der Lärm-/bzw. Schadstoff-Daten? Berücksichtigung von Hindernissen/Schirme? Berücksichtigung von Hindernissen/Schirme? Verwendung der Daten von Vermessungsämtern? Verwendung der Daten von Vermessungsämtern? Schnittstellen zum Austausch der Daten? Schnittstellen zum Austausch der Daten? 3. Datenverfügbarkeit, Datenqualität

18 DatentypLieferantVerfügbarkeit Emissionen Straßenverkehr (Verkehrszahlen) Kommunalverwaltungen Für Hauptstraßen flächendeckend in Tabellenform verfügbar. Meist nicht im GIS. Emissionen Anlagen (Geräusche, Schadstoffe) Anlagenbetreiber Meist lokal auf Papier verfügbar, nicht im GIS. Hindernisse (Topographie, Gebäude, Wände etc. Kommunalverwaltungen,Vermessungsämter Geländemodell (DGM) immer im GIS verfügbar. Gebäude teilweise in (GIS-) Stadtgrundkarte (mit/ohne Höhenangabe) oder in ALK (Automatisierte Liegenschaftskarte, GIS) teilweise mit Geschossanzahl. Gebäudehöhen müssen meist zusätzlich ermittelt werden. Belastung (Einwohnerzahlen, pro Gebäude) Kommunalverwaltungen,Einwohnermeldeämter Flächendeckend vorhanden, wegen Datenschutz jedoch nicht verfügbar. Belastung (Einwohnerzahlen, pro Wohnblock oder Stadtteil) Kommunalverwaltungen, Arbeitsgemeinschaft Kommunalstatistik (AG KOSTAT) Bei über 90% aller Städte mit EW> digital im GIS verfügbar. Empfindlichkeiten (Grenz- und Richtwerte in Nutzungsgebieten) Kommunalverwaltungen, Umweltbehörden Digitale Flächennutzungspläne sind meist im GIS verfügbar.

19 Ein Vergleich von Datenmengen …

20 Geo-Datenbank Software zur Ausbreitungsberechnung Lärm/Luftschadstoffe Emissionsdaten Lärm/Luftschadstoffe Verkehrzahlen Betriebsdaten ApplikationsserverInternet Map Server Netzwerk ggf. Veranlassung von Neuberechnung Provider Kommunal- verwaltungen Umweltbehörden GIS Desktop Datenbank- User Viewer Öffentlichkeit im Web Einwohnerzahlen (AG KOSTAT) Segment Rechner Rechnernetz Geo- Basisdaten Topographie (DGM) Gebäude (ALK) Hindernisse (Stadtgrundkarte) für segmentierte Berechnung GIS als gemeinsame Datenplattform …

21 4. Kombination von GIS und Berechnungssoftware Vorschriftentreue Vorschriftentreue Zertifizierung/QSZertifizierung/QS Rechengeschwindigkeit/Genauigkeit Rechengeschwindigkeit/Genauigkeit Kombination GIS/Berechnungs-SW: Warum?

22 5. Anforderungen an Qualitätssicherung und Rechenzeiten Die Datenmengen zur Umsetzung der EUDs erfordern optimale Werkzeuge zur Datenhaltung (GIS) und zur Berechnung (Spezial-Software). Die Datenmengen zur Umsetzung der EUDs erfordern optimale Werkzeuge zur Datenhaltung (GIS) und zur Berechnung (Spezial-Software). Diskussion der Rechenzeiten nicht ohne Genauigkeit! Diskussion der Rechenzeiten nicht ohne Genauigkeit! Lärm: DIN E: fordert Referenzeinstellung in der Software und Genauigkeitsermittlung bei optimierter Einstellung. In der Referenzeinstellung sind EU-Direktiven nicht rechenbar. Genauigkeits-Untersuchungen sind daher integraler Bestandteil der Vorgehensweise. Lärm: DIN E: fordert Referenzeinstellung in der Software und Genauigkeitsermittlung bei optimierter Einstellung. In der Referenzeinstellung sind EU-Direktiven nicht rechenbar. Genauigkeits-Untersuchungen sind daher integraler Bestandteil der Vorgehensweise. Luft: Gauss- und Lagrange-Modellierung für Screening und Planungs-Simulation (vom (Mess-)Punkt zur Fläche), Detail- Analyse ggf. mit Strömungsmodell Luft: Gauss- und Lagrange-Modellierung für Screening und Planungs-Simulation (vom (Mess-)Punkt zur Fläche), Detail- Analyse ggf. mit Strömungsmodell

23 Gegenüberstellung Ergebnisse/Rechenzeiten Basisdatensatz Referenz-Berechnung 11d 20h = 100% Rechenzeiten Raster 10m x 10m Optimierter Datensatz 77% optimierte Berechnung 54% 0,1% = ca. 10 min ohne Refl. 2,4 % Lärm:

24 Rechenzeiten und Genauigkeit: Ein Beispiel …

25 Statistische Fehler- auswertung Rechenzeit- Prognose Vergleich zwischen Referenz und optimiertem Verfahren … mit segmentierter Berechnung entsprechend schneller!

26 LeistungsbeschreibungBerechnungen Untersuchungs-gebiet Segmentierte Rasterberechnung nutzt die volle Netzwerk- Leistung

27 Geo-Datenbank Software zur Ausbreitungsberechnung Lärm/Luftschadstoffe Emissionsdaten Lärm/Luftschadstoffe Verkehrzahlen Betriebsdaten ApplikationsserverInternet Map Server Netzwerk ggf. Veranlassung von Neuberechnung Provider Kommunal- verwaltungen Umweltbehörden GIS Desktop Datenbank- User Viewer Öffentlichkeit im Web Einwohnerzahlen (AG KOSTAT) Segment Rechner Rechnernetz Geo- Basisdaten Topographie (DGM) Gebäude (ALK) Hindernisse (Stadtgrundkarte) für segmentierte Berechnung GIS als gemeinsame Datenplattform …

28 6. Information der Öffentlichkeit über Internet Umsetzung EUD: Untersuchungsergebnisse sind der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Internet Internet flexibles Medium für Informationsmassen flexibles Medium für Informationsmassen einfach zu aktualisieren einfach zu aktualisieren GIS im Internet Werkzeuge direkt verfügbar Werkzeuge direkt verfügbar übersichtliche Präsentation übersichtliche Präsentation individuelle Nutzung individuelle Nutzung gezielter Abruf regionaler Umweltinformationen gezielter Abruf regionaler Umweltinformationen (Lärm, Luftschadstoffe u. a.) ABER: Gefahr der Fehlinterpretation!

29 GIS im Internet

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39 Werkzeuge auf hohem technischen Stand zu günstigen Kosten verfügbarWerkzeuge auf hohem technischen Stand zu günstigen Kosten verfügbar Kosteneinsparung durch gemeinsame Nutzung für Lärm/Luft, Daten in GIS zunehmend verfügbar! Kosteneinsparung durch gemeinsame Nutzung für Lärm/Luft, Daten in GIS zunehmend verfügbar! Kombination GIS mit qualifizierter Berechnungs-SW sichert Regelkonformität, Aktualität, Geschwindigkeit und Genauigkeit Kombination GIS mit qualifizierter Berechnungs-SW sichert Regelkonformität, Aktualität, Geschwindigkeit und Genauigkeit Parallele Analyse Lärm/Luft schafft Planungssynergie insbesondere in Kombination mit VEP Parallele Analyse Lärm/Luft schafft Planungssynergie insbesondere in Kombination mit VEP Transparenz und Information der Öffentlichkeit über InternetTransparenz und Information der Öffentlichkeit über Internet GIS als gemeinsame Datenplattform für Lärm- und Luftschadstoffberechnungen: GIS als gemeinsame Datenplattform für Lärm- und Luftschadstoffberechnungen:Zusammenfassung


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