GIS in Aktion
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Die Vielseitigkeit der Geoinformatik bzw deren Einsatz wird im Folgenden anhand dieser Anwendungsgebiete illustriert: Ressourcenmanagement Für diese und viele weitere Anwendungsdomänen finden Sie Beispiele in dieser laufend aktualisierten Sammlung |
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Nach Bearbeitung dieser Lektion ...
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1.1 RessourcenmanagementDie wirtschaftliche Nutzung natürlicher Ressourcen ist untrennbar mit unserem Alltagsleben verbunden. Sie muss jedoch zur Minimierung negativer Effekte in bestmöglicher Form geschehen. |
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ForstwirtschaftEin Forstbetrieb arbeitet innerhalb seiner Wirtschaftsfläche mit exakt vermessenen Teilflächen, die als elementarer Bestandteil meist weitgehend homogenes Alter, definierte Baumartenzusammensetzung etc. aufweisen. Jeder dieser Bestände ist mit periodisch erhobenen Charakteristika zu Bestandeshöhe, Zuwachsleistung, Zustand, Dichte etc. gekennzeichnet.
Beispielhafte Fragestellungen, die mit Hilfe von GIS beantwortet werden können, sind:
Fragen zur wirtschaftlichen Nutzbarkeit von Espenbeständen werden in der folgenden Aufgabe beispielhaft beantwortet. |
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Aufgabe Forstmanagement | |
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1.2 Ökologie und NaturschutzDer Schutz und die Erhaltung der biotischen und abiotischen Ressourcen unserer Umwelt, sowohl auf Ebene von Arten ("Artenschutz") als auch auf Ebene von Ökosystemen und funktionalen Beziehungen, ist Aufgabe des Naturschutzes. Da räumliche Daten zum Naturschutz in vielen Anwendungsfällen des Alltags in Verwaltungen oder Planungsbüros zu berücksichtigen sind (denken Sie beispielsweise an Genehmigungsverfahren bei Infrastrukturprojekten), stellen immer mehr Behörden ihre diesbezüglichen Daten im Internet zur Verfügung. Dadurch entfällt im besten Fall das langwierige und nicht selten kostenpflichtige Suchen und Anfordern notwendiger Daten. |
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In Österreich ist das Portal data.gv.at |
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In der folgenden Übung werden Sie mit offenen Behördendaten aus dem Bereich des Natur- bzw. Landschaftsschutzes arbeiten. |
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Übung Baumkataster | |
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Artenspezifische VerbreitungsmodelleEine Anwendung von GIS im Naturschutz ist die Erstellung von artenspezifischen Verbreitungsmodellen. Da bei den wenigsten Arten eine flächendeckende Untersuchung möglich ist, gibt es bewährte Methoden regelhafter und stichprobenartiger Punkt-, Raster- und Linienaufnahmen. Allerdings gilt es zu beachten, dass Aussagen, die sich auf Stichproben stützen, immer auch mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit behaftet sind. Dabei ist allgemein zwischen systematischen und zufälligen Fehlerquellen zu unterscheiden.
Ausgehend von Stichproben helfen räumliche Informationssysteme die Verbreitung mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu modellieren. Dabei werden viele Datenschichten berücksichtigt: Topographie (Hangneigung, klassifizierte Höhenstufen, Exposition), Geo- und Biosphärenmerkmale, Klima, Nutzungstypen und viele mehr. Mit diesen räumlichen Variablen können, mittels statistischer Methoden, typische Standortscharakteristika abgeleitet werden. |
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UmweltinformationssystemeUmweltinformationssysteme können einerseits sektorale Fachanwendungen einzelner Verwaltungs- und Planungsbehörden sein, dann sind sie auch unter dem Punkt Regional- und Landesplanung zu betrachten. Sie sind jedoch nicht zwangsläufig an bestimmte Hoheitsgrenzen gebunden, auch grenzüberschreitende Lösungen sind denkbar und teilweise realisiert.
Bei umfassenden Umweltinformationssystemen sind nicht nur "harte" Daten (Messwerte) erfasst, sondern auch Gutachten, rechtliche Festlegungen und Information über Umweltinformation (sog. Metainformation). |
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1.3 Katastrophenschutz und -managementHier steht nun der Mensch, in Verbindung zur zuvor behandelten Umwelt, im Mittelpunkt unseres Interesses: die dauernden oder spontanen
negativen Auswirkungen ("Katastrophen") der technischen
oder natürlichen Umwelt auf sein momentanes oder längerfristiges
Wohlbefinden.
Bei Eintritt von Katastrophenereignissen kommt dem zeitlichen Faktor bei der Informationsbereitstellung besondere Bedeutung zu. GIS mit entsprechender Anbindung an Webservices und Datenbanken bieten die Möglichkeit Sensordaten (z.B. von Pegelmessstellen) in Echtzeit in Karten darzustellen und so alle involvierten Akteure - von BewohnerInnen betroffener Gebiete, bis zu Behörden, Einsatzkräfte und Versicherungen - mit relevanter Information zu versorgen. GI Systeme sind nicht nur wichtiger Bestandteil in der (kartenbasierten) Informationsbereitstellung, sondern werden im Katastrophenfall auch für die Koordination von Evakuierungs-, Rettungs- und Aufbaumaßnahmen eingesetzt. Die beiden zentralen Fragen "Was ist wo?" und "Wo ist was?" haben gerade im Katastrophenfall eine besondere Dringlichkeit. Durch die Kombination von digitalen Datenbeständen (z.B. Straßendaten) mit Echtzeitdaten aus diversen Messstellen (z.B. Verkehrszählung) und Fernerkundungsdaten (z.B. so genannte Post-Event Aufnahmen) können innerhalb kürzester Zeit mitunter überlebensnotwendige Informationen bereitgestellt werden. In Beispielen, wie dem eben angeführten, wird die vielfältige und "mächtige" Rolle geographischer Informationssysteme deutlich: sie können Daten sammeln und verwalten, miteinander in Beziehung setzen und in intuitiver Form ausgeben. Basierend auf diesem Potential unterhält die UNO ein eigenes Programm namens UN-Spider |
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Klimawandel & GesundheitUmweltveränderungen in Folge des Klimawandels wirken sich unter anderem auch auf die menschliche Gesundheit aus. Während sich die Bevölkerung in den wohlhabenderen Erdgegenden auf geänderte Umwelteinflüsse und Gesundheitsrisiken relativ problemlos einstellen kann, sind die Ärmsten diesen Änderungen meist sehr unmittelbar und schutzlos ausgeliefert.
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1.4 Regional- und LandesplanungGebietskörperschaften auf allen Ebenen (Gemeinden, Kreise/Bezirke, Bundesländer/Kantone) zählen, bedingt durch ihre hoheitlichen Aufgaben in der Administration und Planung, zu den prominentesten Gruppen unter den großen GIS-Betreibern bzw. Nutzern. Ein wesentlicher Aufgabenbereich ist dabei die Raumplanung mit vielen unterschiedlichen sektoralen Planungsthemen. Geographische Informationssysteme helfen hier die verschiedensten Datenschichten zu verwalten, miteinander in Beziehung zu setzen und daraus relevante Planungsinformation abzuleiten. Bei der Verwaltung von Staaten oder Ländern spricht man häufig auch von LIS (Land-Informationssystem); ein Akronym, das sich im behördlichen Schweizer Datenaustauschformat "INTERLIS" In den letzten Jahren rückt das Thema einer verbesserten Bürgerbeteiligung bei Planungsprozessen in den Vordergrund. Internet-basierte GIS-Lösungen, mit denen auf Basis einer gemeinsamen Kartengrundlage Planungsszenarien eingezeichnet und kommentiert werden können, etablieren sich hier als effektives Kommunikationswerkzeug zwischen allen Akteuren. |
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MORECO HaushaltsrechnerEine wesentliche Aufgabe hoheitlicher Raumplanung ist die Bereitstellung von Flächen für unterschiedliche Nutzungen und die dafür geeignete, infrastrukturelle Anbindung. Wie rezente Debatten in den Medien demonstrieren, ist dies ein heikles, zumeist emotionales Thema. Schlagwörter wie "Zersiedelung" sind ebenso häufig zu finden wie "Bodenspekulation" oder "Wohnungsnot". Um Behörden ein Werkzeug zur evidenzbasierten Entscheidungsfindung bei ihren Planungstätigkeiten zur Verfügung zu stellen, wurde der MORECO Haushaltsrechner entwickelt. Gleichzeitig dient diese Webanwendung auch zur Bürgerinformation, beispielsweise bei der Wahl des Wohnorts oder beim Kauf einer Immobilie.
Basierend auf einer Fülle von räumlichen Daten und diversen Statistiken, berechnet der MORECO Haushaltsrechner den ungefähren Mobilitätsaufwand je Wohnstandort. Dabei wird auf typische GIS-Funktionalitäten zurückgegriffen: räumliche Abfrage, Verschneidung und Distanzmessung. |
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1.5 Kommunale GISGemeinden als Gebietskörperschaften der untersten Ebene stehen in direktem Kontakt mit Leben und Wirtschaft und sind die konkrete Standortumgebung für Wohnung, Betrieb und Lebensraum. Daraus ergibt sich eine Fülle von räumlichen, vorwiegend standortgebundenen Aufgaben, die auf Grund der immer höheren Nutzungsintensität und damit vermehrten Nutzungskonkurrenz des Raumes und der ständig steigenden Zahl administrativer Aufgaben ohne EDV-Unterstützung nicht mehr zu bewältigen ist.
Da viele dieser Aufgaben über die räumliche Lage eng miteinander verflochten sind und eine oft hohe Transaktionsfrequenz aufweisen, gehören Entwurf und Einrichtung kommunaler GIS zu den anspruchsvollsten Aufgaben.
Aufgaben
Probleme
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Immer mehr Kommunen verwenden K-GIS nicht mehr nur zur Datenhaltung und als Grundlage für Web-GIS Anwendungen, sondern als Plattform für BürgerInnendialoge. Ein sehr bekanntes Beispiel ist der britische Dienst FixMyStreet |
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1.6 Leitungs- und TransportnetzwerkeBetreiberInnen von Ver- und Entsorgungsnetzen, wie Strom, Wasser, Gas, Kanal, Telefon etc., haben mit der Transportwirtschaft (vorrangig im Straßenverkehr) eines gemeinsam: sie benützen Transportwege in der Form von Netzwerken. Die wesentlichen Anforderungen von NetzbetreiberInnen an ein GIS umfassen:
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Optimierung von GütertransportenZahlreiche Straßentransportinformations- und optimierungssysteme sind heute auf der Basis digitaler Straßennetz - Pläne im Einsatz. Diese dienen der Tourenplanung, Lagerstandort- und Verteilungsnetzplanung, aber auch der kurzfristigen, bedarfsorientierten Optimierung und der Reaktion auf modifizierte Transportanforderungen. Die Berücksichtigung von
trägt zur Effizienzsteigerung und damit Kostensenkung von Transportunternehmen bei. |
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In der englischsprachigen Literatur ist häufig von GIS-T (Geographical Information Systems for Transportation) die Rede.
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MobilitätsforschungIn den vergangenen Jahren hat die räumliche Informationsverarbeitung in der Mobilitätsforschung deutlichen Aufwind erlebt. Konzeptionell lässt sich dies mit der einfachen Feststellung begründen, dass Mobilität, also die Möglichkeit und Fähigkeit sich von einem Ort zum anderen zu bewegen, an sich räumlich ist. Die Bearbeitung von Mobilitäts-bezogenen Forschungsfragen in einem GIS ist von daher naheliegend. Netzwerkanalysen, wie Routenoptimierungen oder die Abgrenzung von Einzugsgebieten, oder die Verschneidung mehrerer thematischer Informationsschichten, sind beispiele für etablierte GI Konzepte, die in der Mobilitätsforschung zu einem unmittelbaren Erkenntnisgewinn führen. Abgsehen davon haben sich in der jüngeren Vergangenheit zwei Innovationsfelder aufgetan, die zu einem Näherrücken von GIS und der Mobilitätsforschung geführt haben: |
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Mobilitätsmuster, die aus so genannten Hand-Over Daten von Mobilfunkbetreibern abgeleitet werden können (Sagl et al. 2012 |
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1.7 Business GeographicsDie Bezeichnung Business Geographics fällt im Zusammenhang von GIS-Anwendungen mit Begriffen wie z.B.:
Im Mittelpunkt stehen Überlegungen bzgl. der "richtigen" Kombination von Dienstleistungsangebots- und Konkurrenzstandorten und KundInnen(wohn)orten oder eben die Information "wo sind die für mein Angebot wahrscheinlichsten KundInnen?". |
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Welche fundamentale Rolle GIS in Geschäftsanwendungen spielt in diesem Magazinartikel sehr gut dargestellt: Why location is fundamental to all business processes |
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Daneben erwartet man aus der Kombination von geocodierten KundInnenadressen, Absatzgebieten, demographischen Strukturdaten, Umsatz und Wettbewerbsstandorten Antworten auf Fragen wie:
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