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Bewertung des Landbedeckungsmodells LBM-DE und flächenanalytische Ergebnisse Dr. Gotthard Meinel, Denis Reiter Forschungsbereichsleiter Monitoring der Siedlungs- und Freiraumentwicklung Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung

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Bewertung des Landbedeckungsmodells LBM-DE und flächenanalytische

Ergebnisse

Dr. Gotthard Meinel, Denis ReiterForschungsbereichsleiter Monitoring der Siedlungs- und Freiraumentwicklung

Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung

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Gliederung

Anforderungen FlächenmonitoringLBM-DE

ZielMethodikErgebnisse im VergleichEignung zum Monitoring

Fazit

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Warum Flächenmonitoring?Anhaltende Flächenneuinanspruchnahme

ZersiedlungLandschaftszerschneidungBodenversiegelung

Nachhaltigkeits-, Biodiversitätsstrategie, Klimaschutzprogramm verlangen

Begrenzung SuV-ZuwachsInnen- vor AußenentwicklungBrachflächennutzungNachverdichtung

INSPIRE verlangt Monitoring getrennt für Flächennutzung und FlächenbedeckungEU-weite Abstimmung der Datenprodukte

Einführung

Quelle: Umweltbundesamt, 2017

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Problem FlächenmonitoringJährliche Veränderungen sind bedeutungsvoll, aber extrem gering -> hohe Anforderung an Messgenauigkeit

Messen, was wirklich gebraucht wird-> Primär- statt Sekundärdaten

Zeitverzögerte Ergebnisbereitstellung-> schnelle Prozessierung nach Bereitstellung der

DatengrundlagenFehlende SuV-Entwicklungsperspektive-> Zusammenstellung geplanter SuV-Flächen

Veränderung in der Geodatenmodellierung (Migration)-> Berücksichtigung im Monitoring wenn möglich

Gute Akteursinformation -> verständliche adressatengerechte Aufarbeitung

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Datengrundlagen Flächeninanspruchnahme und

Bodenversiegelung

ALKIS -> amtl. FlächenerhebungATKIS -> IÖR-Monitor

LBM-DE (Landbedeckungsmodell)LUCAS (Land Use/Cover Area Frame SurveyHRS-Layer Bodenversiegelung

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Ziel des LBM-DE„Beschreibung der geometrischen Objekte der Landbedeckung und Landnutzung im Vektorformat auf der Grundlage der Transformation von Zwischenklassen (LB/LN) zur Nomenklatur von CORINE Land Cover (CLC).“

„Hauptanwendungsziel des LBM-DE ist die Ableitung des Datensatzes CORINE Land Cover (CLC) für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland.“

Quelle: Digitales Landbedeckungsmodell für Deutschland DLM-DE2018, S. 4

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Monitoring mit dem LBM-DE

„Zweck des LBM-DE ist es, den Zustand der Umwelt zu einem bestimmten Zeitpunkt festzuhalten.“

„Ein Vergleich der bisher erhobenen Datensätze des LBM-DE erlaubt es, kurz- und längerfristige Änderungen in der Landschaft zu beobachtenund nach unterschiedlichen Gesichtspunkten analysieren zu können.“

Quelle: Digitales Landbedeckungsmodell für Deutschland LBM-DE2018, S. 4

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Aktualität des LBM-DE

„Im Hinblick auf die Aktualität der Daten handelt es sich beim LBM-DE um einen intervallartig (3-jährig) erhobenen Datensatz, welcher räumlich vollständig und zeitlich bezogen auf ein bestimmtes Referenzjahr aktualisiert wird –im Unterschied zum zyklenhaft aktualisierten ATKIS Basis-DLM, welches räumlich abschnittsweise und zeitlich kontinuierlich fortgeführt wird.“

Quelle: Digitales Landbedeckungsmodell für Deutschland LBM-DE2015, S. 5

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Landbedeckungsmodell Deutschland (LBM-DE)

Zweck: Umweltzustand und Änderungen in der Landschaft erfassenErfassungsintervall: 3 Jahre zu fest definiertem Zeitpunkt (im Unterschied zur fortlaufenden Aktualisierung in ATKIS Basis-DLM)Abdeckung: flächendeckend, flach und topologisch sauber (ohne Überlappungen und Lücken)Aufnahmezeitpunkt: multitemporal während der Vegetationsperiode Sensoren: RapidEye und DMCLandbedeckung: Zuordnung nach Mehrheitsprinzip (Flächendominanz)

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Entwicklung des LBM-DE

Quelle: Dokumentation Digitales Landschaftsmodell für Deutschland LBM-DE2018, S. 8

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Übersicht Landbedeckungsmodell (LBM-DE) 2018

Hauptdatenquelle ist LBM-DE 2015 sowie Satellitenbildmosaik, ATKIS hat nur noch unterstützende FunktionErstmals keine Veränderungen an den Klassenzuordnungen!Rahmenbedingungen der Erfassung identisch zu den Vorjahren

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LBM-DE Produktübersicht2009 2012 2015 2018

Veröffentlichungsdatum 24.11.2011 01.09.2015 12.02.2018 11.02.2019Bildsensor RapidEye, DMC RapidEye, DMC RapidEye, DMC RapidEye, Sentinel2Hilfs-/Referenzdaten IMAGE2006,

DOPs IMAGE2012, DOPs IMAGE2015, Sentinel1, TKs, DOPs

IMAGE2018, DOP, HU-DE

Bilddatum 2009, in Ausnahmen 2010, multi-

temporal

2012, multi-temporal 2015, multi-temporal

2017/2018, multitemporal

Vegetationsperiode

Erstellung Sequentielle Prozessierung

Mindestkartierfläche 1 ha 1 ha 1 ha 1 haMindestkartierbreite 15 m 15 mKlassenanzahl (LB/LN) 46 36/18 31/16 31/16Attributanzahl 18 19 19 17 (Nachlieferung)Zusätzliche Attribute - Vegetations- und

VersiegelungsanteilVegetations- und

VersiegelungsanteilVegetations- und

VersiegelungsanteilTrennungLandbedeckung Landnutzung

nein ja ja ja

Besonderheiten - - - Änderungsattribut für CLC verfügbar

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Landbedeckungsklassen (LB)

A

Bebauung B110 Anlagen B121 Versiegelte gebäudelose Flächen B122 Mischflächen (regelmäßige Struktur) B242

B

Ackerland B211 Weinbau B221 Obst- und Beerenobst B222 Hopfen B224

C

homogenes Grünland B231 inhomogenes Grünland B321 Grasland mit Bäumen (< 50%) B233

D

Zwergsträucher (Heide) B322 Büsche, Sträucher B324 Aufforstung B310 Laubbäume B311 Nadelbäume B312 Nadel- und Laubbäume B313

E

Sand, Steine, Erde B330 Fels B332 Brandfläche B334 Schnee (permanent) und Eis B335

F

Sumpf B411 Moor B412 Sumpf mit Büschen/Bäumen < 50% B413 Moor mit Büschen/Bäumen < 50% B414

G

Watt B423 Wasserlauf B511 Wasserfläche B512 Lagune B521 Mündungstrichter B522 Offenes Meer B523

A

Häuser (Versiegelung > 80%) B111 Häuser (Versiegelung 50% - 80%) B112 Häuser (Versiegelung 30% - 50%) B113 Hallen und andere Anlagen B121 Versiegelte gebäudelose Flächen B122 Unversiegelte gebäudelose Flächen B133

B

Ackerland B211 Weinbau B221 Obst- und Beerenobst B222 Hopfen B224

C

homogenes Grünland B231 inhomogenes Grünland B321 Grasland mit Bäumen (<50%) B233 Salzwiesen (Küste) B421

D

Mischflächen (regelmäßige Struktur) B242 Zwergsträucher (Heide) B322 Büsche, Sträucher, junge Bäume B324

E

Laubbäume B311 Nadelbäume B312 Nadel- und Laubbäume B313

F

Spärliche Vegetation B333 Sandflächen B331 Fels B332 Brandfläche B334 Schnee (permanent) und Eis B335 Lockergestein B336

G

Sumpf B411 Moor B412 Sumpf mit Büschen/Bäumen < 50% B413 Moor mit Büschen/Bäumen < 50% B414

H

Watt B423 Wasserlauf B511 Wasserfläche B512 Lagune B521 Mündungstrichter B522 Offenes Meer B523

2012 2015/2018

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2012 2015/2018

Landnutzungsklassen (LN)

Neu zugeordnet

Hinzugefügt

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Veränderungsanalysen

Themenkomplex LB/LN-Code

Abbau- und Deponieflächen N131, N132, N121

Sträucher, Heide, naturnahe Flächen B321, B324, B322, B231

Grün- und Freizeitflächen N141, N142

Wald B311, B312, B313

Bebauung N112, N121

Städt. Grünflächen N141, B31x, B231

Quelle: Dokumentation Digitales Landschaftsmodell für Deutschland LBM-DE2018, S. 8

Änderungen innerhalb desselben Themenkomplexes:Wahrscheinlich Definitionsanpassung oder Nachkorrektur mit besseren Bilddaten

Deshalb: kombinierte LB/LN-Betrachtung ist Pflicht!

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Bodenversiegelung nach LBM-DE

Quelle: eigene Berechnungen auf Grundlage des LBM-DE 2015 und 2018

Versiegelte Fläche Zunahme Bundesland 2015 [km²] 2018 [km²] 2018 [%] ha/dBaden-Württemberg 1.948 1.951 5,40 0,33Bayern 2.904 2.916 4,13 1,11Berlin 215 216 24,25 0,12Brandenburg 806 812 2,73 0,56Bremen 83 83 20,06 0,00Hamburg 139 139 18,59 0,05Hessen 1.098 1.100 5,22 0,24Meckl.-Vorpommern 466 469 1,47 0,23Niedersachsen 1.903 1.914 3,59 0,97Nordrhein-Westfalen 2.908 2.917 8,55 0,78Rheinland-Pfalz 805 808 4,07 0,24Saarland 192 193 7,49 0,09Sachsen 919 923 5,00 0,36Sachsen-Anhalt 660 661 3,22 0,14Schleswig-Holstein 626 629 2,44 0,30Thüringen 551 551 3,40 0,01Gesamt 16.221 16.281 4,26 5,51

IÖR-Monitor: 4,3 (2015) 14,7 (2006-2015)

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SuV-Entwicklung, Flächenneuinanspruchnahme

Flächenneuinanspruchnahme nur durch kombinierte Verarbeitung von LB und LN möglich!Dafür ist Zuordnungstabelle erforderlich

Wohnen

Straßen- und

Bahnver-kehr Hafen

Flug-verkehr

Abbau-flächen

Depo-nien

Sport und

Freizeit

Städti-sche

Grün-fläche

N112 N122 N123 N124 N131 N132 N142 N141

SIE > 50 % < 50 %

ZUS M

A Bebauung B110 SIE SIE SIE SIE SIE SIE SIE SIE SIE SIE SIE

A Anlagen B121 SIE SIE SIE SF

A Versiegelte gebäudelose Flächen B122 SIE SIE SIE SIE SIE VER SIE VER SIE SIE SIE

A Mischflächen (regelmäßige Struktur) B242 SIE SF SF

B Ackerland B211

B Weinbau B221

B Obst- und Beerenobst B222

B Hopfen B224

C homogenes Grünland B231 SIE SF SIE FREI VER SIE VER FREI SF SF

C Grasland mit Bäumen (< 50%) B233 SIE SIE SF SIE FREI VER SIE VER FREI FREI SF SF

C inhomogenes Grünland B321 VER VER FREI FREI

LN

Öffentlichkeit

N121

LB

Produktion

N120

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Flächenneuinanspruchnahme

Flächenneuinanspruchnahme in ha/d (Jahresdurchschnitt für 2015 - 2018)

Berechnung über LB/LN-Zuordnungstabelle 24,7

Berechnung über CLC-Klassen (Originalprodukt) 5,7

Berechnung über CLC-Klassen (Nachlieferung) 17,8

Quelle: eigene Berechnungen auf Grundlage des LBM-DE 2015 u. 2018

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Flächenneuinanspruchnahme

Quelle: eigene Berechnungen auf Grundlage des LBM-DE 2015 und 2018

SuV-Fläche SuV-Zunahme Bundesland 2015 [km²] 2018 [km²] SuV-Anteil 2018 [%] ha/dBaden-Württemberg 3.909 3.930 10,88 1,89Bayern 6.126 6.186 8,75 5,47Berlin 618 620 62,20 0,24Brandenburg 2.209 2.231 7,54 2,05Bremen 224 224 23,62 -0,02Hamburg 430 430 38,72 0,00Hessen 2.344 2.359 11,18 1,42Meckl.-Vorpommern 1.290 1.299 4,07 0,85Niedersachsen 4.779 4.789 9,11 0,90Nordrhein-Westfalen 6.558 6.599 19,35 3,72Rheinland-Pfalz 1.898 1.923 9,69 2,25Saarland 436 441 17,16 0,48Sachsen 2.289 2.301 12,45 1,11Sachsen-Anhalt 1.609 1.626 7,91 1,55Schleswig-Holstein 1.655 1.676 6,53 1,90Thüringen 1.313 1.323 8,17 0,92Gesamt 37.687 37.958 9,92 24,72

IÖR-Monitor: 12,7 % 53,57 ha/Tag

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Verbesserungsvorschläge

Erweitertes Change-Attribut (Unterscheidung tatsächliche Änderung oder nur Fehlerkorrektur) für LB, LN und CLC bei jedem Objekt, mit alter Kennung dazuZuordnungstabelle für LB/LN-Kombinationen zu Siedlungs- bzw. Freiraumfläche (Attributspalte für jedes Objekt mit Zuordnung)Konkrete Benennung jeder einzelnen LB/LN-Kombination direkt in den DatenLeitfaden zur Interpretation von kombinierten LB/LN-Änderungen

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Tabellenstruktur

Derzeit (Nachlieferung)

Optimal für Monitoring

ID LB_akt LB_chg LB_alt LN_akt LN_chg LN_alt SIE VEG OBJ_TYP SUV CLC_akt CLC_chg CLC_alt AREA

1 B311 Ja B312 N311 Nein - 0 100 Laubbäume FREI 311 Ja 312 1000

2 B110 Nein - N112 Nein - 70 30 Wohnbebauung SIE 112 Nein - 2000

3 B122 Nein - N122 Daten N142 100 0 Parkplatz SIE 111 Nein - 3000

ID LB_akt LN_akt SIE VEG CLC12 change12_15 CLC15 Change15_18 CLC18 AREA

1 B110 N122 65 20 231 Ja 112 Nein 112 1000

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Fazit LBM-DE im Monitoring

Positiv:2018 erstmals keine konzeptionellen VeränderungenUmfassendere, bessere DokumentationCLC-Changeattribut (nur in der Nachlieferungsversion)

Verbesserungswürdig:Nutzerfreundlichkeit für Monitoring der Flächenneuinanspruchnahme (derzeit Kombination von Flächenbedeckung, -nutzung und Bodenversiegelung erforderlich)Ergänzung einer LB/LN-Zuordnungstabelle für SuV-FlächenAttributtabelle Sehr späte Erfassung von Flächenneuinanspruchnahmen -> Unterschätzung

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Besuchen Sie uns:www.ioer-monitor.de

www.ioer.de/monitoring

Einladung zum:12. Dresdner Flächennutzungssymposium am

20./21.04.2020

Kontakt:[email protected]