Eingang zum Volltext in OPUS

Home | Suche | Browsen

Hinweis zum Urheberrecht

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:kobv:517-0001411
URL: http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2005/108/


Wagner, Anja

Konzeption und Aufbau eines Geoinformationssystems zur Modellierung und Simulation von Offenlandschaften

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (11.774 KB)


Kurzfassung in Deutsch

Zwischen 1990 und 1994 wurden rund 1000 Liegenschaften, die in der ehemaligen DDR von der Sowjetarmee und der NVA für militärische Übungen genutzt wurden, an Bund und Länder übergeben. Die größten Truppenübungsplätze liegen in Brandenburg und sind heute teilweise in Großschutzgebiete integriert, andere Plätze werden von der Bundeswehr weiterhin aktiv genutzt.

Aufgrund des militärischen Betriebs sind die Böden dieser Truppenübungsplätze oft durch Blindgänger, Munitionsreste, Treibstoff- und Schmierölreste bis hin zu chemischen Kampfstoffen belastet. Allerdings existieren auf fast allen Liegenschaften neben diesen durch Munition und militärische Übungen belasteten Bereichen auch naturschutzfachlich wertvolle Flächen; gerade in den Offenlandbereichen kann dies durchaus mit einer Belastung durch Kampfmittel einhergehen. Charakteristisch für diese offenen Flächen, zu denen u.a. Zwergstrauchheiden, Trockenrasen, wüstenähnliche Sandflächen und andere nährstoffarme baumlose Lebensräume gehören, sind Großflächigkeit, Abgeschiedenheit sowie ihre besondere Nutzung und Bewirtschaftung, d.h. die Abwesenheit von land- und forstwirtschaftlichem Betrieb sowie von Siedlungsflächen. Diese Charakteristik war die Grundlage für die Entwicklung einer speziell angepassten Flora und Fauna.

Nach Beendigung des Militärbetriebs setzte dann in weiten Teilen eine großflächige Sukzession – die allmähliche Veränderung der Zusammensetzung von Pflanzen- und Tiergesellschaften – ein, die diese offenen Bereiche teilweise bereits in Wald verwandelte und somit verschwinden ließ. Dies wiederum führte zum Verlust der an diese Offenlandflächen gebundenen Tier- und Pflanzenarten.

Zur Erhaltung, Gestaltung und Entwicklung dieser offenen Flächen wurden daher von einer interdisziplinären Gruppe von Naturwissenschaftlern verschiedene Methoden und Konzepte auf ihre jeweilige Wirksamkeit untersucht. So konnten schließlich die für die jeweiligen Standortbedingungen geeigneten Maßnahmen eingeleitet werden.

Voraussetzung für die Einleitung der Maßnahmen sind zum einen Kenntnisse zu diesen jeweiligen Standortbedingungen, d.h. zum Ist-Zustand, sowie zur Entwicklung der Flächen, d.h. zur Dynamik. So kann eine Abschätzung über die zukünftige Flächenentwicklung getroffen werden, damit ein effizienter Maßnahmeneinsatz stattfinden kann.
Geoinformationssysteme (GIS) spielen dabei eine entscheidende Rolle zur digitalen Dokumentation der Biotop- und Nutzungstypen, da sie die Möglichkeit bieten, raum- und zeitbezogene Geometrie- und Sachdaten in großen Mengen zu verarbeiten. Daher wurde ein fachspezifisches GIS für Truppenübungsplätze entwickelt und implementiert. Die Aufgaben umfassten die Konzeption der Datenbank und des Objektmodells sowie fachspezifischer Modellierungs-, Analyse- und Präsentationsfunktionen. Für die Integration von Fachdaten in die GIS-Datenbank wurde zudem ein Metadatenkatalog entwickelt, der in Form eines zusätzlichen GIS-Tools verfügbar ist. Die Basisdaten für das GIS wurden aus Fernerkundungsdaten, topographischen Karten sowie Geländekartierungen gewonnen.

Als Instrument für die Abschätzung der zukünftigen Entwicklung wurde das Simulationstool AST4D entwickelt, in dem sowohl die Nutzung der (Raster-)Daten des GIS als Ausgangsdaten für die Simulationen als auch die Nutzung der Simulationsergebnisse im GIS möglich ist. Zudem können die Daten in AST4D raumbezogen visualisiert werden.
Das mathematische Konstrukt für das Tool war ein so genannter Zellulärer Automat, mit dem die Flächenentwicklung unter verschiedenen Voraussetzungen simuliert werden kann. So war die Bildung verschiedener Szenarien möglich, d.h. die Simulation der Flächenentwicklung mit verschiedenen (bekannten) Eingangsparametern und den daraus resultierenden unterschiedlichen (unbekannten) Endzuständen. Vor der Durchführung einer der drei in AST4D möglichen Simulationsstufen können angepasst an das jeweilige Untersuchungsgebiet benutzerspezifische Festlegungen getroffen werden.

Kurzfassung in Englisch

Between 1990 and 1994 more than a thousand military properties in East Germany used for military exercise by the Soviet army and the East German forces were handed over to government institutions of the national state and federal states (Laender), respectively. The largest military training areas are located in the federal state of Brandenburg. Some of these are, by now, part of environmentally protected areas, others are still being used by the German forces.

As a result of long-lasting military operations the soils of these areas are heavily polluted by ammunition, duds, fuel and lubricants as well as a range of chemicals. Due to these special environmental conditions specifically adapted vegetation and fauna developed in these environments which make these areas valuable from an environmental protection perspective. Unlike other environments in North West Germany these former military training areas are characterised by wideness, separateness as well as the absence of agricultural, forest and settlement land use. This allowed for the development of a characteristic vegetation cover composed of dwarf bush heaths, drying lawns, desert-like sand surfaces and other nutrient-poor treeless habitats.

Following the end of military use the process of succession – a gradual change of flora and fauna over space and time – set in. More a than a decade later the former open plains have, in part, developed into forests. The loss of open range land effected the disappearance of adapted animal and plant populations. To retain, preserve and develop these environmentally valuable areas different methods and concepts were examined for the respective effectiveness by multi-disciplinary group of scientists.

Prerequisites of the application of methods to preserve the open plains are up-to-date knowledge of local conditions as well as in-depth understanding of the land surface developments and their dynamics, in particular. Based on this expertise the future surface development of these areas can be estimated which, in term, is a prerequisite for selecting the appropriate methods.

Geo information systems (GIS) play an important role for the digital documentation and monitoring of biotopes, land use etc as they provide for acquisition, processing and storage of mass geo data including their locational and feature attributes. To make this GIS functionality available for the management and development of former military training areas a dedicated GIS has been developed and implemented. Tasks tackled included a database concept and object model as well as application-specific modelling, analysis and map presentation functions. Integration of relevant spatial and attribute data into this system required a meta data catalogue made available as an add-on GIS tool.
Topographic base data for GIS input were taken from remote sensing imagery, topographic maps and additional field surveys.

To simulate the development of the former military areas over space and time a specific simulation tool had to be developed as conventional GIS lack dynamic functionalities. The AST4D tool enables the user to utilise existing GIS data. Processed results, in term, can then be used within the GIS application. Additionally AST4D data may be visualised in map form.
The AST4D GIS tool is based on the mathematical model of cellular automata. This model allows for the user-defined setting of status quo and simulation of future developments under different input parameters and target conditions.

Freie Schlagwörter (Deutsch): Truppenübungsplatz, Offenland, Modellierung, Analyse, Landscape Metrics, Simulation, Szenarienbildung, Zellulärer Automat
Freie Schlagwörter (Englisch): military plains, open range, modelling, analysis, landscape metrics, simulation, scenarios, cellular automata
RVK - Regensburger Verbundklassifikation: RB 10104
Institut: Institut für Geographie
Fakultät: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC-Sachgruppe: Landschaftsgestaltung, Raumplanung
Dokumentart: a Dissertation
Hauptberichter: Konold, Werner; Schlauderer, Ralf; Asche, Hartmut
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 16.07.2004
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 10.02.2005


Home | Leitlinien | Impressum | Haftungsausschluss | Statistik | Universitätsverlag | Universitätsbibliothek
Ihr Kontakt für Fragen und Anregungen:
Universitätsbibliothek Potsdam
powered by OPUS  Hosted by KOBV  Open
Archives Initiative  DINI Zertifikat 2007  OA Netzwerk