Forschungsprogramm 2013-16 - Leibniz-Institut für ökologische ...

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gen und in ihrer Fortschreibung gesichert sein. Diese Anforderungen können derzeit nur von
Geobasisdaten erfüllt werden. Dabei hat sich gezeigt, dass topographische Geobasisdaten
die tatsächliche Flächennutzung genauer, aktueller und homogener erfassen als Katasterdaten
(Meinel/Scheffler 2011). Die genaueste, flächendeckende geotopographische Kartierung
in Deutschland erfolgt im Digitalen Landschaftsmodell (DLM) von ATKIS in der Basisversion.
Aus diesem Modell werden auch großmaßstäbige Topographische Karten abgeleitet. Es wird
in dreijährigem Turnus auf Basis von Ortholuftbildern, Vermessungsdaten und Vororterhebungen
im Maßstab 1:10.000 aktualisiert. Der hohe Informationsgehalt, die zentrale und
homogenisierte Datenhaltung, die seit ca. 2006 mit der 3. Ausbaustufe erreichte Qualität
sowie die gesetzlich gesicherte Fortführung machen das ATKIS Basis-DLM zu einer hervorragenden
Grundlage eines Flächenmonitorings. Dies zeigen u. a. die Ergebnisse einer systematischen,
flächendeckenden Auswertung des Basis-DLM durch die indikatorenbasierte Beschreibung
der Flächennutzungsentwicklung im Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung
(IÖR-Monitor).
Indikatoren ermöglichen die Beschreibung ausgewählter Eigenschaften bzw. Zustände und in
Zeitreihen die Bewertung von Veränderungen im Hinblick auf Zielvorgaben. Aus der Vielzahl
von Indikatorsystemen sind hier nur die erwähnt, die auch einen Indikator mit Aussagen zur
Flächennutzung oder zur Flächeninanspruchnahme haben. Dazu zählen die Indikatoren der
nationalen Nachhaltigkeitsstrategie (Bundesregierung 2012), das Umwelt-Kernindikatorsystem
des UBA (KIS, UBA), die Arbeiten der Länderinitiative für einen länderübergreifenden
Kernindikatorsatz (LIKI), die UMK-Indikatoren (hier insbesondere die Indikatoren zur
Flächeninanspruchnahme, Landschaftszerschneidung und zu Naturschutzflächen) sowie das
Indikatorsystem der nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt (BfN). Einige Indikatorkonzepte,
wie das Nachhaltigkeitsbarometer Fläche (Siedentop et al. 2007) und die Indikatoren
zur Messung des Urban Sprawl (Siedentop/Fina 2010), sind nur theoretisch skizziert und
beispielhaft erprobt, werden aber weder flächendeckend noch wiederholt berechnet.
Die bestehenden Indikatorsysteme bedürfen dringend einer Ergänzung, um die Wirksamkeit
raumplanerischer Instrumente und die Erreichung flächenpolitischer Ziele wie Reduktions-,
Schutz- und Erhaltungs-, Nutzungsstruktur- und Nutzungseffizienzziele messbar zu machen
(Siedentop et al. 2007). Insbesondere die zunehmende Zerschneidung und Zersiedelung der
Landschaft müssen durch Indikatoren beschrieben und deren Entwicklung auf Grundlage
eines Monitorings verfolgt werden. Wegweisend sind hier die Arbeiten von Jäger zur Messung
der Landschaftszerschneidung (Jäger et al. 2008), der Zersiedlung der Landschaft (Jäger
et al. 2010a) und des Urban Sprawl (Jäger et al. 2010b).
Für die Bewertung der Entwicklung auf Grundlage von Indikatoren bieten sich multivariate
Analyse- und multikriterielle Bewertungsmethoden an (Thinh 2011a; Thinh et al. 2011b).
Verfahren des räumlichen Data-Mining ermöglichen es, sehr große, komplexe Datenbestände
zu analysieren, Muster, Regeln und Trends zu erkennen und neue Erkenntnisse über den
Zusammenhang der Kenngrößen und Determinanten zu gewinnen (Behnisch 2009; Laube
2011; Miller/Han 2009). Denn die stetig wachsenden und zunehmend heterogenen Geodatenbestände
verlangen nach Alternativen zur klassischen Raumanalyse in Geographischen
Informationssystemen (GIS). Techniken des (raum-zeitlichen) Data-Mining und des Knowledge
Discovery unterstützen die rechnergestützte Wissensentdeckung in großen (Geo-) Datenbeständen.
Wesentliche Entwicklungen der letzten Jahre sind: Ensemblebasierte Lernverfahren,
Support Vector Machines, Kernel-basierte Verfahren, Graphbasierte Lernverfahren
für relationale Daten.
Für die kleinräumige Visualisierung der Flächenentwicklung sowie die zukünftige Regionalstatistik
erlangen Rasterkarten auf Grundlage von geographischen Gitternetzen (Geographi-
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