Geostatistische Auswertung der Daten
und Darstellung der Ergebnisse
Berücksichtigung von großflächig siedlungsbedingt erhöhten
Schadstoffgehalten in der kommunalen Planung
- Beispiel Stadt Brandenburg -
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Was sollen Sie in diesem Vortrag erfahren?
+ Warum wurde Geostatistik eingesetzt?
+ Wie können auch Sie diese Ergebnisse in der Bodenschutzpraxis sinnvoll verwenden?
Kurzablauf
+ Durchführung der geostatistischen Auswertung+ Datenaufbereitung+ Interpolation+ Kartenerstellung
+ Auswertung der Ergebnisse und Anwendungen
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Ausgangsdaten
+ Datengrundlage für geostatistische Auswertung
+ punkthafte Lageinformationen für Probenahmestandorte
+ tabellarische Schadstoffmesswerte aus Bodenproben
+ Geobasisdaten (Stadtgrenzen, Ausschlussflächen, Topografische Karten)
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Hauptziele der Geostatistik+ Überführung punkthafterSchadstoffinformationen in flächenhafte Informationen
+Darstellung der flächenhaften Verteilung von Schadstoffen
+ Kennzeichnung von Gebieten mit erhöhten Schadstoffgehalten gemäß BBodSchG 1998 §21
+ Untersuchung, ob ein Zusammenhang zwischen Boden- und Nutzungsarten und Schadstoffgehalten besteht
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Der geostatistische Auswertungsprozess
Ausgangsdaten- Geometriedaten
- BodenprobenSchadstoffe
Interpolation für alleSchadstoffe
(Kriging)
Interpolation für alleLeitschadstoffe
(Kriging mitstandardisierten
Werten)
Datenaufbereitung(Zusammenführung und
Gruppenbildung)
Evaluation
- Schätzfehlerkarten- Dokumentation derVorgehensweise und
der gewähltenParameter
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Durchführung der GeostatistikDatenaufbereitung
++
+Datenzusammenführung:
+ Daten aus drei Messreihen (Umweltkonzept Meyer, FH Eberswalde, Stadt Brandenburg) mussten zusammengeführt werden
+ Erstellung eines einheitlichen Fachdatenbestandes im Shapeformat
+ Eliminierung von Extremwerten
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Durchführung der GeostatistikInterpolationsprozess+ Auswahl des Interpolationsverfahrens Kriging
+ Kriging als möglichst genaues Interpolations-verfahren mit Angaben zu Schätzfehlern
+ Unterstützung des Interpolationsverfahrens durch GIS
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Durchführung der GeostatistikDatenaufbereitung
+ Grundsätzlich wurde die Interpolation für zwei
unterschiedliche Datenbestände durchgeführt:+ Für die absoluten gemessenen Ausgangswerte:+ Ziel: Aussagen zu den absoluten geschätzten Schadstoffkonzentrationen im Untersuchungsgebiet können getroffen werden, Gebietskennzeichnung für überschrittene Grenzwerte ist möglich
+ Für standardisierte Daten (Trends wie Bodenarten und Bodennutzung wurden eliminiert)+ Ziel: Aussagen zur Schadstoffverteilung unabhängig von bestehenden Bodenarten und Bodennutzungen
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
+ Durchführung des Kriging
+ Nach Einstellung der Parameter wird durch den ArcGIS Geostatistical Analyst das Kriging durchgeführt
+ Es werden Polygon-Shapedateien erzeugt
+ In den Shapes sind Attribute mit den interpolierten Werten (Wertebereiche für die Schadstoffe) enthalten
+ Weitere Datenaufbereitung der entstandenen Interpolationsflächen notwendig:
+ Ausschneiden von Ausschlussflächen (Altlasten, Verkehr, Gewässer)+ Kartographische Ausgestaltung
Durchführung der GeostatistikKartenerstellung – Absolute Schadstoffwerte
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
+ Entstandene Polygonshapes bildeten Grundlage für Kennzeichnung
von Gebieten mit Überschreitung der Vorsorgewerte nach BBodSchV
+ BÜK 300 konnte nicht als Grundlage verwendet werden, da für
Oberböden keine scharfe Trennung nach Obenbodenarten vorliegt und
keine konkreten Aussagen zum Humusgehalt getroffen werden; diese
Einteilung ist aber entscheidend für die Bewertung nach Vorsorgewerten
+ Erstellung einer Bodenartenkarte basierend auf Geländeansprache für
die Bodenarten Sand, Lehm und Mudde (Humusgehalt > 8%) mittels
ArcGIS Geostatistical Analyst über Thiessen-Polygone
Durchführung der GeostatistikKartenerstellung – Gebietskennzeichnung
Vorsorgewerte
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Gebietskennzeichnung für überschrittene Vorsorgewerte
Probepunkte(punkthaft)
Hauptbodenartkartemit Codes
(flächenhaft)CodebildungInterpolation
GeostatistikVorsorgewerte
Verschneidungskartemit gekoppeltenInformationen zuSchadstoffen und
Hauptbodenart
Kennzeichnung derGebiete mit
überschrittenenVorsorgewerten
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Attributanalyse
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
+ Nach Erzeugung der Hauptbodenartenkarte wurde diese mit den Schadstoffinterpolationspolygonen verschnitten – Zuordnung einer Hauptbodenart zu einem Schadstoff sind so möglich
+ Mittels SQL-Abfragen auf dem so entstandenen Polygon wurden die Gebiete ermittelt, in denen die Vorsorgewertüberschreitungen durch Schraffierungssignatur in der Karte dargestellt werden können
Durchführung der GeostatistikKartenerstellung – Gebietskennzeichnung
Vorsorgewerte
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Durchführung der GeostatistikEndergebnisse+ 10 Interpolationskarten mit gekennzeichneten
Gebieten überschrittener Vorsorgewerte für den
jeweiligen Schadstoff entsprechend den
Hauptbodenarten, zugehörige Schätzfehlerkarten
+ 5 Interpolationskarten für standardisierte
Leitschadstoffe mit zusammengefassten
Raumeinheitentypen (Nutzungsart/Boden) um
Einflüsse der Nutzungsarten zu kennzeichnen,
zugehörige Schätzfehlerkarten
+ Zugehörige Dokumentation zu den gewählten
Semivariogramm-Parametern
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Durchführung der GeostatistikInterpretation der Ergebnisse+ Gebiete mit überschrittenen Vorsorgewerten konnten für die Schadstoffe Hg, Zn, Pb und Cd ausgewiesen werden
+ Die gekennzeichneten Gebiete liegen in Siedlungsbereichen und ehemaligen Gewerbe- und Industriebereichen
+ Fast die gesamte Umgebung des früheren Stahlwerks weist überschrittene Vorsorgewerte auf
+ Zwischen RET und Schadstoffgehalten konnte kein direkter Zusammenhang festgestellt werden – Nutzung und Bodenart beeinflussen im Untersuchungsgebiet nicht die Schadstoffgehalte
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Praktische Anwendung
+ Nutzung durch Bodenschutzbehörden für Gefahrenabwehr in Gebieten mit sensibler Flächennutzung (z.B. Kleingartenanlagen)
+ Einbindung der Daten in bestehende Fachanwendungen (z.B. Brachflächenkataster) für Ermittlung von Handlungsbedarf (z.B. bei Altlastenuntersuchungen)
+ Nutzung bei der Bauleitplanung zur frühzeitigen Konflikterkennung zwischen geplanter Nutzung und Schadstoffbelastungen
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Praktische Anwendung
+ Verbindung der Schadstoffinterpolationskarten mit weiteren Geobasisdaten (z.B hochauflösende Satellitenbilder für genauere Gebietsbewertung)
+ Automatische Ermittlung weiterer thematischer Ebenen für Gebiete mit überschrittenen Vorsorgewerten durch GIS-Funktionen (Verschneidung); z.B. für Flurstücksselektion
Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz
Kontakt
Hans-Martin Krausmanngreenlab geoinformatics GmbH
E-Mail: [email protected]: (030) 762 933 300
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