Working Paper - Institut für Verkehrsplanung und Logistik der TU ...

ECTL Working PaperMax Bohnet, Jens-Martin Gutsche,Axel Menze, Dmitry Stul, ThomasWeinerGIS-Werkzeuge zur Aufbereitung vonStrukturdaten für VerkehrsmodelleECTLEuropean Centre forTransportation and LogisticsTechnische Universität Hamburg-Harburg34

GIS-Werkzeuge zur Aufbereitungvon Strukturdaten für VerkehrsmodelleMax BohnetJens-Martin Gutsche,Axel MenzeDmitry StulThomas WeinerDiese Veröffentlichung ist im Rahmen des FOPS-Forschungsprojekts 73.318 (2003) „Verkehrliche Wirkungeneiner dezentral-konzentrierten Siedlungsentwicklung - Entwicklung einer Methodik der Folgenabschätzung regionalerSiedlungskonzepte für die Regionalplanung“ der TU Hamburg-Harburg und der Region Hannover imAuftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) entstanden. Die Projektbetreuunglag beim Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung (Klaus Einig). Die Verantwortung für denInhalt liegt bei den Autoren.

ECTL Working Paper 34Herausgeber:Technische Universität Hamburg-HarburgEuropean Centre for Transportation and LogisticsInstitut für Verkehrsplanung und LogistikKontakt:Nadia Nabaoui-EngelhardTUHH / ECTLInstitut für Verkehrsplanung und LogistikSchwarzenbergstraße 95ED-21073 HamburgTel.: 040/ 42878-3910Fax: 040/ 42878-2728E-mail: nabaoui@tu-harburg.deISSN: 1616-0916 (Schriftenreihe)Band 34, 2006

Inhaltsverzeichnis1 Einleitung 51.1 Inhalt und Hintergrund 51.2 Download der beschriebene GIS-Tools 51.3 Anwendergruppen und Gliederung der Dokumentationen 51.4 Lizenz und Haftungsausschluss 62 Konzept zur Verknüpfung von GIS-Systemen und Verkehrsmodellen zur Bearbeitungsiedlungs- und bevölkerungsstruktureller Fragestellungen 73 Kurzbeschreibung der GIS-Tools 94 Installation der Toolsammlungen 114.1 Installation von „FopsGeoref“ 114.2 Installation der Toolbars „FopsTools“ und „FopsErreichbarkeitsanalyse“ 115 Tool „Georeferenzierung“ 125.1 Allgemeingültige Beschreibung 125.2 Verwendung im Zusammenhang mit Verkehrsmodellen 135.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 135.3.1 Erstellung bzw. Anpassung des Straßenschlüssels 135.3.2 Georeferenzierung 166 Tool „Potenziale errechnen“ 236.1 Allgemeingültige Beschreibung 236.2 Verwendung im Zusammenhang mit Verkehrsmodellen 236.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 247 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“ 317.1 Allgemeingültige Beschreibung 317.2 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 338 Tool „Strukturdatenprognose“ 378.1 Allgemeingültige Beschreibung 378.2 Verwendung im Zusammenhang mit Verkehrsmodellen 398.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 399 Tool „Randsummenanpassung“ 439.1 Allgemeingültige Beschreibung 439.2 Verwendung im Zusammenhang mit Verkehrsmodellen 449.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 4410 Tool „Gebietsumschätzung“ 5110.1 Allgemeingültige Beschreibung 5110.2 Verwendung im Zusammenhang mit Verkehrsmodellen 5210.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 5211 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ 5811.1 Allgemeingültige Beschreibung 5811.2 Verwendung im Zusammenhang mit Verkehrsmodellen 6011.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel) 60

51 Einleitung1.1 Inhalt und HintergrundDieses Working Paper dokumentiert eine Sammlung von Werkzeugen („Tools“) für das GIS-ProgrammsystemArcGIS, die im Rahmen eines Bundesforschungsprojektes von Mitarbeitern des Instituts für Verkehrsplanungund Logistik an der TU Hamburg-Harburg entwickelt worden sind.Ziel dieses Forschungsprojektes 1 war es, vorhandene Verkehrsmodelle (z.B. VISEM/VISUM) besser für Anwendungennutzen zu können, bei denen die verkehrliche Wirkung einer Veränderung der Siedlungsstruktur imMittelpunkt steht. Dazu war eine engere Kopplung von Verkehrsmodellen an GIS-Systeme notwendig, da letzterebesonders gut geeignet sind, siedlungsstrukturelle Gegebenheiten datenstrukturell abzubilden. Zudem werdensie von vielen Planungsebenen routinemäßig eingesetzt.Die Dokumentation beschreibt insgesamt sieben, in diesem Kontext entstandene GIS-Werkzeuge, deren Anwendungauch in vielen anderen GIS-Aufgabenstellungen denkbar ist. Vor dem Entwicklungshintergrund einerbesseren Verknüpfung von GIS und Verkehrsmodellen tragen die Tools die folgenden Bezeichnungen:• Georeferenzierung• Potenziale errechnen• Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei• Strukturdatenprognose• Randsummenanpassung• Gebietsumschätzung• Erreichbarkeitsanalyse1.2 Download der beschriebene GIS-ToolsAlle sieben dokumentierten Tools stehen zum kostenfreien Download unter der Internetadressehttp://www.vsl.tu-harburg.de/Downloads/FopsTools/zur Verfügung. Es handelt sich dabei um eine Extension für das GIS-System ArcGIS 9.1. Die sieben Tools sindin drei Dateien zusammengefasst, und zwar• einer außerhalb von GIS-Systemen ausführbaren Datei „coord.exe“ für das Tool „Georeferenzierung“,• einer in ArcGIS einbindbaren dll.-Datei „fopstools.dll“ für die Tools „Potenziale errechnen“, „Potenziale errechnenmit Konfigurationsdatei“, „Strukturdatenprognose“, „Randsummenanpassung“ und „Gebietsumschätzung“sowie• einer in ArcGIS einbindbaren dll.-Datei „erreichbark.dll“ für das Tool „Erreichbarkeitsanalyse“.Eine Kurzbeschreibung der Tools findet sich in Abschnitt 3. Hinweise zum Vorgehen bei der Installation findensich in Kapitel 4. Eine ausführliche Beschreibung, jeweils mit einem Anwendungsbeispiel, enthalten dieKapitel 5 bis 11.1.3 Anwendergruppen und Gliederung der DokumentationenDie in dieser Dokumentation beschriebenen GIS-Tools dienen zwei Anwendergruppen. So wurden diese ursprünglichentwickelt, um den Umgang mit Daten der Siedlungsstruktur bei der Anwendung von Verkehrsmodellenzu erleichtern. Primäre Zielgruppe sind hierbei Mitarbeiter der Träger der Regionalplanung sowie inStadtplanungs- und Verkehrsentwicklungsabteilungen von Gemeinden, Kreisen sowie regionalen Aufgabenträgern.Die in einigen Tools verwendeten Bezeichnungen beziehen sich auf die spezifische Situation in der RegionHannover; sie können aber problemlos auch in anderen Räumen eingesetzt werden. Die entwickelten GIS-Tools können darüber hinaus jedoch auch von allen anderen GIS-Anwendern für ähnlich strukturierte Aufgabenstellungenverwendet werden.1 Forschungsprojekt „Verkehrliche Wirkungen einer dezentral-konzentrierten Siedlungsentwicklung - Entwicklung einer Methodik der Folgenabschätzungregionaler Siedlungskonzepte für die Regionalplanung“ des „Forschungsprogramms Stadtverkehr“ des Bundesministeriumsfür Verkehr, Bau und Stadtentwicklung bzw. des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung (Projektnummer: FOPS 73.318.2003),bearbeitet durch eine Arbeitsgemeinschaft aus der Technischen Universität Hamburg-Harburg und der Region Hannover.

6 1 EinleitungJedes der sieben Tools wird nachstehend in einem eigenen Kapitel dokumentiert. Mit Blick auf die beiden ebendefinierten Anwendergruppen (allgemeine GIS-Anwender bzw. Mitarbeiter kommunaler und regionaler Planungsabteilungen)gliedert sich diese Dokumentation für jedes Tool jeweils in zwei Abschnitte.Ein erster Abschnitt „Allgemeingültige Beschreibung“ erläutert zunächst jeweils die Funktionsweise des Tools ineiner Art und Weise, wie sie sich in GIS-Handbüchern für einen weiten Anwenderkreis finden. Schwerpunkt isthierbei die Darstellung und Erläuterung der Datenstrukturen und Algorithmen, nach Möglichkeit ohne Bezugnahmeauf eine konkrete Anwendung.Im jeweils zweiten Abschnitt des Dokumentationskapitels wird die Anwendung des Tools für eine typische Fragestellungim Zusammenhang mit der Verknüpfung von GIS-Systemen und Verkehrsmodellen beschrieben. 21.4 Lizenz und HaftungsausschlussCopyright 2006 by Thomas WeinerDie in der Toolsammlung zusammengestellten Programme sind freie Software. Sie können sie unter den Bedingungender GNU General Public License, wie von der Free Software Foundation veröffentlicht, weitergebenund/oder modifizieren, entweder gemäß Version 2 der Lizenz oder (nach Ihrer Option) jeder späteren Version.Die Veröffentlichung dieses Programms erfolgt in der Hoffnung, daß es Ihnen von Nutzen sein wird, aber OHNEIRGENDEINE GARANTIE, sogar ohne die implizite Garantie der MARKTREIFE oder der VERWENDBARKEITFÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK. Details finden Sie in der GNU General Public License.Sie finden ein Exemplar der GNU General Public License zusammen mit der Toolsammlung. Ein Exemplar derGNU General Public License ist auch von der Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston,MA 02110, USA und im Internet unter http://www.gnu.org bzw. http://www.gnu.de (deutsche Übersetzung)erhältlich.Die Bereitstellung aller Tools einschließlich dieser Dokumentation erfolgt unter dem explizitem Ausschluss allerHaftungen der Autoren und der TU Hamburg-Harburg, des Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklungund des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung.2 Eine Reihe von Beispielen, für welche Art der Modellrechnung eine solche Verknüpfung verwendet werden kann, finden sich z. B. in:Bohnet, M.; Gutsche, J.-M.; Menze, A. (2006): Verkehrliche Wirkung unterschiedlicher Siedlungsmuster. Modellhafte Abschätzungen amBeispiel der Region Hannover. ECTL Working Paper Nr. 31. Hamburg; Bohnet, M.; Gutsche, J.-M.; Menze, A. (2006): Verkehrswirksamkeitvon Regionalplänen. Modellhafte Abschätzungen am Beispiel des Regionalen Raumordnungsprogramms der Region Hannover. ECTLWorking Paper Nr. 32. Hamburg; Bohnet, M.; Gutsche, J.-M.; Menze, A. (2006): Standortabhängigkeit der Verkehrswirkung von Projektendes Wohnungsbaus und des Einzelhandels. Möglichkeiten des Einsatzes von Verkehrsmodellen bei der Standortbewertung für Einzelvorhaben.ECTL Working Paper Nr. 33. Alle diese ECTL-Working Paper finden sich zum kostenfreien Download unter www.vsl.tu-harburg.de.

72 Konzept zur Verknüpfung von GIS-Systemen und Verkehrsmodellenzur Bearbeitung siedlungs- und bevölkerungsstruktureller FragestellungenDie Entwicklung der in diesem Working Paper dokumentierten GIS-Tools gliedert sich ein in die Entwicklungeines Konzepts zur Verknüpfung von GIS-Systemen und Verkehrsmodellen. Ziel dieser Verknüpfung ist es,kleinräumige kommunale oder regionale Strukturdaten flexibel vorzuhalten und auf einfache Weise in das Inputformateines Verkehrsmodells umrechnen zu können. Dies ermöglicht eine routinemäßige Nutzung vorhandenerVerkehrsmodelle zur Bearbeitung stadt- und regionalplanerischer Fragestellungen, insbesondere zur Wechselwirkungzwischen der Siedlungs- und Verkehrsentwicklung.Das Konzept zur Verknüpfung von GIS-Systemen und Verkehrsmodellen soll in diesem Kapitel vorgestellt werden.Anwender, die die in diesem Working Paper dokumentierten GIS-Tools in anderem Zusammenhang nutzenwollen, können dieses Kapitel daher überspringen.Abbildung 2-1:Konzept zur Verknüpfung von Verkehrsmodell und GIS mit dem Ziel einer möglichst flexiblen Verwaltungvon StrukturdatenAbbildung 2-1 zeigt ein schematische Darstellung für die Kopplung eines vorhandenen Verkehrsmodells miteinem Geoinformationssystem (GIS). 3 Zentral sind dabei fünf Elemente.Das erste Element ist die Vorhaltung der Strukturdaten (Einwohner, Arbeitsplätze, Einzelhandelsflächen, Schulplätze,...) in Form von GIS-Layern. Dabei handelt es sich um Punktdaten (z. B. Schulstandorte) oder Polygonlayermit relativ kleinen Flächen (z. B. Gewerbegebiete). Wie in GIS-Systemen üblich, besitzen die Objekte indiesen Layern (Punkte bzw. Flächen) nicht nur ihre räumlichen Eigenschaften (Lage, Form), sondern darüberhinaus weitere Attribute wie Bezeichnungen (z. B. Name der Schule oder des Gewerbegebietes) und quantitativeAngaben (z. B. Anzahl der Schüler oder Schulplätze bzw. Anzahl der Arbeitsplätze oder Umfang der Gewerbefläche).Das zweite Element des Konzepts bilden Szenarien. Während aus den eben beschriebenen, in Form von GIS-Layern vorgehaltenen Strukturdaten sofort die Ist-Situation der Region abgeleitet werden kann, können ausgehendvon diesen Bestandsdaten auch Szenarien für zukünftige Entwicklungen definiert werden. Dabei kann essich um grundsätzliche Entwicklungspfade der Siedlungsentwicklung oder auch um die Ansiedlung verkehrsintensiverEinzelvorhaben handeln. In beiden Fällen werden dabei die GIS-Layer der Bestandsdaten mit weiterenLayern verknüpft. Im Falle von Szenarien über den grundsätzlichen siedlungsstrukturellen Entwicklungspfad der3 Das hier dargestellte Konzept wurde in Zusammenarbeit mit dem Team Regionalplanung und dem Fachbereich Integrierte Verkehrsentwicklungsplanungder Region Hannover entwickelt und innerhalb dieser beiden Planungsabteilungen umgesetzt.

8 2 Verknüpfung von GIS-Systemen und VerkehrsmodellenGesamtregion kann es sich dabei z. B. um Layer handeln, bei denen unterschiedlichen Standort- oder Gemeindetypenverschiedene Entwicklungsfaktoren (z. B. 10 % Zunahme oder 5 % Rückgang) zugeordnet werden. DieBestandsdaten können dann durch eine Verknüpfung mit diesen Entwicklungsfaktor-Layern in entsprechendeSzenarien-Layer umgerechnet werden. Dabei können die üblichen GIS-Funktionen verwendet werden. Im Falleeines Szenarios zur Abschätzung der Verkehrswirkung eines Einzelvorhabens kann der für die Szenarienbildungzusätzlich eingebrachte Layer u.U. aus nur dem einen zu untersuchenden Projekt (und somit ggf. nur einemPunkt) an dem zu bewertenden Standort bestehen.Das dritte Element in Abbildung 2-1 ist ein einzelner GIS-Layer, in dem die räumliche Struktur der Verkehrszellenhinterlegt ist. Dabei handelt es sich um einen Polygonlayer, bei dem jeder Verkehrszelle die Identifikationsnummerzugewiesen wurde, die auch im Verkehrsmodell verwendet wird. 4 Die getrennte Vorhaltung der Strukturdaten(erstes Element) und der Verkehrszellen hat den großen Vorteil, dass der Zuschnitt der Verkehrszellenauch nachträglich geändert werden kann, ohne dass die Strukturdaten neu erhoben und aufbereitet werdenmüssen. Parallel zu einer Änderung des Zuschnitts der Verkehrszellen müssen jedoch ggf. Anpassungen undEichungen im Verkehrsmodell vorgenommen werden. 5Das vierte Element ist die automatisierte Umrechnung der Strukturdatenlayer (Bestand bzw. Szenarien) in dasInput-Format des Verkehrsmodells unter Beachtung der aktuellen Verkehrszellendefinition. Diese entsprichtdem Tool „Potenziale errechnen“ in Kapitel 5 bzw. der etwas erweiterten Version „Potenziale errechnen mitKonfigurationsdatei“ in Kapitel 6.Die wesentliche Aufgabe dieser Umrechnung besteht darin, die Strukturdaten nach dem aktuellen Zuschnitt derVerkehrszellen auszuzählen. Im Falle eines Strukturdatenlayers für Schulen würde die automatisierte Umrechnungdabei z. B. die Anzahl der Schulplätze jeder Schule eines Punktlayers aus den Bestandsdaten (Element 1in Abbildung 2-1) der Verkehrszelle (Element 3) zuordnen, innerhalb derer die Schule liegt. Ergebnis der Umrechnungwäre in diesem Fall eine Liste, die für jede Verkehrszelle die Summe der Schulplätze aller Schulen inihren Grenzen zuweist.Entsprechend wird auch verfahren, wenn es sich bei dem Strukturdatenlayer um einen Polygonlayer handelt.Dazu wurde weiter oben bereits das Beispiel eines Layers mit Gewerbegebieten und deren Arbeitsplätzen genannt.Liegt ein Gewerbegebiet vollständig innerhalb einer Verkehrszelle, werden bei der automatisierten Umrechnungalle Arbeitsplätze dieser Verkehrszelle zugeordnet. Liegen Teile des Gewerbegebietes hingegen inunterschiedlichen Verkehrszellen, so wird die in den Strukturdaten hinterlegte Gesamtanzahl der Arbeitsplätzedieses Gewerbegebiets zwischen den betroffenen Verkehrszellen aufgeteilt. Mangels näherer Informationenwerden dabei die Flächenanteile des Gewerbegebietes in den überlappten Verkehrszellen als Maßstab genommen.Fünftes und letztes Element in Abbildung 2-1 ist das vorhandene Verkehrsmodell. Dieses bleibt im Prinzip unverändert,da die automatisierte Umrechnung (Element 4) die GIS-Daten der Elemente 1 bis 3 genau in dasInput-Format des Verkehrsmodells überführt.Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Stadt- und Regionalplanung können somit ihre Szenarien vollständig in GISausarbeiten und diese dann anschließend durch ein Starten des Umrechnungswerkzeuges in Inputdaten desVerkehrsmodells überführen, die dann der Betreuerin oder dem Betreuer des Verkehrsmodells zum „Durchrechnen“übergeben werden können.4 Aus technischen Gründen sollte dies nicht zugleich die GIS-interne ID-Nummer sein, sondern eine weitere, z. B. mit NR_VKZ (für „Nummerder Verkehrszelle“) bezeichnete Attributspalte.5 Dies betrifft u.a. auch die so genannte „Anbindung“ der Verkehrszellen an das Verkehrsnetz. Dabei wird jede Verkehrszellen mit einemoder mehreren „Einspeisepunkten“ des Verkehrsnetzes verknüpft. Über diese Verknüpfung wird dem Verkehrsmodell mitgeteilt, über welchenPunkt im Verkehrsnetz die Einwohner der Verkehrszelle diese „verlassen“ können bzw. über welchen Punkt im Verkehrsnetz die inden Strukturdaten der Verkehrszelle beschriebenen Ziele (Arbeitsplätze, Einkaufsgelegenheiten, Schulen etc.) erreicht werden können.

93 Kurzbeschreibung der GIS-ToolsDie sieben in dieser Dokumentation beschriebenen GIS-Tools (Kapitel 5 bis 11) sind vor dem Hintergrund derim vorigen Abschnitt beschriebenen Konzeption der Datenvorhaltung und –überführung in Verkehrsmodelleentstanden. Sie fügen sich dabei an den folgenden Stellen in die Konzeption ein:GeoreferenzierungDie Umsetzung des in Abbildung 2-1 dargestellten Konzepts der Vorhaltung kleinteiliger Strukturrohdaten setztvoraus, dass die Strukturdaten in Form von Punkt- oder Polygonlayern vorliegen. Dies ist jedoch häufig nichtder Fall. In vielen Fällen sind die Strukturdaten, z. B. zur Anzahl der Schüler in den Schulen einer Region nurals Adresslisten von den entsprechenden Fachplanungen zu bekommen. Da eine Georeferenzierung dieserDaten durch professionelle Anbieter in aller Regel sehr teuer ist, ermöglicht es das Tool „Georeferenzierung“den öffentlichen Planungsstellen, entsprechende Georeferenzierung selbst durchzuführen, so sie Zugriff aufeinen Straßenschlüssel haben. Straßenschlüssel liegen in aller Regel bei den Vermessungsämtern der Kommunenoder der Länder vor.Potenziale errechnenDas Tool „Potenziale errechnen“ ermöglicht es, die Wertattribute der Objekte eines Punkt- oder Flächenlayersfür die in einem zweiten Layer definierten Flächen auszuwählen. So können z.B. die Verkaufsflächen von Einzelhandelseinrichtungen,die als Wertattribute eines Punktlayers gespeichert sind, den in einem anderen Layergespeicherten Verkehrszellen zugeordnet und für diese ausgezählt werden. Dies funktioniert auch für Flächenlayer,z.B. Gewerbegebiete mit Arbeitsplatzdaten. Liegt dabei ein Gewerbegebiet in mehreren Verkehrszellen,so werden seine Arbeitsplatzdaten nach Flächenanteilen zwischen den Verkehrszellen aufgeteilt. Das Tool „Potenzialeerrechnen“ entspricht somit dem Element 4 („Automatisierte Umrechnung in das Input-Format des Verkehrsmodells“)aus Abbildung 2-1.Potenziale errechnen mit KonfigurationsdateiMüssen viele Strukturrohdatenlayer nach Verkehrszellen ausgezählt werden (z.B. weil die Daten für jede Gemeindeeiner Region in einem getrennten Layer vorliegen) oder sollen gleichzeitig mehrere Wertattribute berücksichtigtwerden (z.B. Einwohnerdaten nach unter-schiedlichen Altersgruppen oder Beschäftigtendaten differenziertnach Branchen), so bietet das Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“ die Möglichkeit, dieAuszählung zu automatisieren. Die Funktionsweise ist dabei inhaltlich exakt identisch mit dem Tool „Potenzialeerrechnen“, nur dass die nacheinander abzuarbeitenden Dateien sowie die parallel getrennt auszuzählendenWertattribute zuvor in Listenform in einer Konfigurationsdatei hinterlegt werden und dann durch das Programmautomatisch abgearbeitet werden.RandsummenanpassungNicht selten sind die vorhandenen Daten für einzelne Standorte (Unternehmen, Einzelhandelsgeschäfte, Schulen)mit einer gewissen Unsicherheit behaftet und weichen in ihrer Summe von gebietsbezogenen Daten deramtlichen Statistik (z.B. der Anzahl der sozialversicherungspflichtig Beschäftigten auf Gemeindeebene) ab. Umvorliegende Punktdaten trotzdem für bestimmte Anwendungen nutzen zu können, ermöglicht es das Tool„Randsummenanpassung“, Einzeldaten von Standorten anhand von Gebietsdaten der amtlichen Statistik zukorrigieren.GebietsumschätzungZur Untersuchung regionalplanerischer Fragestellungen mit Hilfe von Verkehrsmodellen müssen diese zunächstin entsprechende Szenarien überführt werden. Nicht selten werden dazu Strukturdaten für Gebietszuschnittebenötigt, für die keine amtlichen Statistikdaten vorhanden sind. Das Tool „Gebietsumschätzung“ bietet die Möglichkeit,vorhandene Daten mit einem bestimmten Gebietszuschnitt (z.B. Daten der amtlichen Statistik auf Gemeindeebene)auf einen selbst definierten Gebietszuschnitt umzuschätzen. Für diese Umschätzung werdenkleinräumige Daten, z.B. in Form eines Punktlayers benötigt, die jedoch mit einer gewissen Unsicherheit behaftetsein dürfen.StrukturdatenprognoseSollen kleinräumige Strukturdaten in die Zukunft prognostiziert werden, so müssen gleichzeitig Daten sehr unterschiedlicherStruktur und Maßstabsebene verarbeitet werden. Das Tool „Strukturdatenprognose“ unterstütztdiese Arbeit. Dabei werden die ausgewählten kleinräumigen Strukturdatenlayer (Punkt- und Polygonlayer) nachbestimmten, durch den Nutzer vorzugebenden Entwicklungsraten fortgeschrieben. Gleichzeitig werden für die

10 3 Kurzbeschreibung der GIS-ToolsGesamtregion einzuhaltende Rahmenprognosen berücksichtigt und auf die Einzelwerte rückgerechnet. Darüberhinaus ist das Tool in der Lage, bestimmte lokale Sonderentwicklungen, z.B. die Ausweisung neuer Gewerbegebiete,zu berücksichtigen.ErreichbarkeitsanalyseUnter Nutzung der im Verkehrsmodell hinterlegten Netzdaten zum motorisierten Individualverkehr sowie zumÖPNV bietet das Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ die Möglichkeit, die Erreichbarkeit bestimmter Einrichtungen voneinem Standort (Verkehrszelle) aus zu untersuchen. So kann z.B. für jede Verkehrszelle berechnet werden, wieviele Arbeitsplätze mit dem Pkw innerhalb von 30 Minuten erreicht werden können. Durch eine einfache Verknüpfungkönnen auf diese Weise auch Vergleiche zwischen der Erreichbarkeit von Zielen in der Region mitdem Pkw und mit ÖPNV angestellt werden. Das Tool nutzt somit die detaillierten Struktur- und Netzdaten vonVerkehrsmitteln für die Bewertung von Standorten.

114 Installation der Toolsammlungen4.1 Installation von „FopsGeoref“Nach dem Download vonhttp://www.vsl.tu-harburg.de/Downloads/FopsTools/FopsGeoref.zipmüssen die notwendigen Dateien auf dem lokalen Rechner entpackt werden. Dabei wird automatisch ein Verzeichnis„Georef“ angelegt, das die ausführbare Coord.exe enthält. Mit diesem Programm wird das Georeferenzierungstoolgestartet.4.2 Installation der Toolbars „FopsTools“ und „FopsErreichbarkeitsanalyse“Die FopsTools und die FopsErreichbarkeitsanalyse liegen als Bibliotheken vor, die in ArcGis 9.x als Toolbarseingebunden werden können. Nach dem Download vonhttp://www.vsl.tu-harburg.de/Downloads/FopsTools/FopsTools.zipfür die „FopsTools“ undhttp://www.vsl.tu-harburg.de/Downloads/FopsTools/FopsErreichb.zipfür die „FopsErreichbarkeitsanalyse“werden die komprimierten Dateien auf dem lokalen Rechner in einem frei zu wählenden Verzeichnis entpackt.Zur Installation der Toolbars muss ArcMap 9.x mit einem Benutzeraccount gestartet werden, der über die für dieInstallation nötigen Administratorrechte verfügt. Über den Menüpunkt „Customize“ im Menü Tools (in der deutschenVersion: „Anpassen“ unter „Werkzeuge“) ist die Registerkarte „Toolbars“ auszuwählen. Mit „Add fromFile“ („aus Datei hinzufügen“) kann die Datei fopstools.dll („FopsTools“) – oder für die Toolbar „FopsErreichbarkeitsanalyse“die Datei erreichbark.dll - geladen werden (Abbildung 4-1).Verläuft alles korrekt, so wird eine Aufzählung der hinzugefügten Module angezeigt. Nach Bestätigung dieserAufzählung erscheint nun in der Liste der verfügbaren Toolbars ein Eintrag „FopsTools“ bzw. „FopsErreichbarkeitsanalyse“.Ein Anklicken des Kästchens links des Eintrags aktiviert bzw. deaktiviert diese Zusatzmodule.Sind beide Toolbars einmal wie oben beschrieben geladen worden, so stehen diese allen Nutzern des Rechnerszur Verfügung.Abbildung 4-1:Installation der Toolbar

125 Tool „Georeferenzierung“5.1 Allgemeingültige BeschreibungDas Tool „Georeferenzierung“ ermöglicht die Zuweisung von XY-Koordinaten zu räumlichen Objekten, z.B.Schulstandorten oder Einzelhandelseinrichtungen, für die bisher lediglich Adressenangaben in Form einer Adresslistevorhanden sind. Das Tool ergänzt diese Adressliste um jeweils eine XY-Koordinate (Abbildung 5-1).Dabei greift es auf einen Straßenschlüssel zurück, der zuvor durch den Anwender bereitgestellt werden muss.Die Genauigkeit der Georeferenzierung entspricht dabei der Genauigkeit des vorgegebenen Straßenschlüssels.Im Idealfall kann eine hausnummerngenaue Lokalisierung der Objekte möglich werden.StraßenschlüsselAdresslisteINPUTX, YAbgleichMit XY-Koordinaten vervollständigteAdresslisteOUTPUT INTERNERPROZESSAbbildung 5-1:Funktionsweise des Tools „Georeferenzierung“Tipp am RandeDie Angaben über Straße, Hausnummerund Zusatzbezeichnungnach Möglichkeit in verschiedenenSpalten aufführen.Bei der Erstellung der Adresslisteauf Schreibweise und Tippfehlerachten.Vom Anwender ist eine Adressliste im Textformat (tabulatorgetrenntetxt-Datei) zu erstellen, die Angaben über die Postleitzahl, den Ort, dieStraße, die Hausnummer sowie die Zusatzbezeichnung der Objektebeinhaltet, für die eine Georeferenzierung durchgeführt werden soll(z.B. unter MS Excel durch speichern unter → txt.Datei (tabulator gestützt)).Dabei ist anzumerken, dass die Angaben über Hausnummerund Zusatzbezeichnungen (z.B. „b“ oder „Vorderhaus“) zwar in einerSpalte mit der Straßenbezeichnung aufgeführt werden können, es sichfür die einwandfreie Adresserkennung jedoch empfiehlt, diese in getrenntenSpalten vorzuhalten. Nach dem Einlesen der Adressliste erkenntdas Tool deren Spalten anhand der Überschriften, die aus der 1.Zeile der Datei eingelesen werden, in vielen Fällen automatisch. Fallsnicht, ist eine nachträgliche Korrektur möglich.Nach dem Abgleich der eingegebenen Adressen mit dem Straßenschlüssel erhält der Anwender neben demErgebnis der Georeferenzierung eine Meldung über die nicht erkannten Adressen. Er hat dann die Möglichkeit,ggf. in der Adressliste enthaltene Fehler zu korrigieren, ohne das Programm beenden zu müssen. Grundsätzlichgilt dabei, dass für eine erfolgreiche Georeferenzierung die Angaben über Postleitzahl, Ort und Straße konsistentund in ihrer Schreibweise korrekt sein müssen. Tippfehler führen unmittelbar zu Fehlern in der Adresserkennungund sind daher dringend zu vermeiden.Im Falle nicht erkannter Hausnummern oder Zusatzbezeichnungen werden dem zu georeferenzierenden Objektautomatisch die nächstliegende Hausnummer und die für diese Hausnummer im Straßenschlüssel hinterlegtenKoordinaten zugewiesen. Im Falle einer fehlenden Hausnummer bekommt das Objekt die in der Mitte des

5 Tool „Georeferenzierung“ 13Hausnummernbereichs liegende Nummer mit der entsprechenden Koordinate zugewiesen. Trotz der Zuweisungeiner Geokoordinate werden beide Vorgänge vom Programm als Fehler aufgefasst und dem Nutzer ineiner Protokolldatei mitgeteilt.Entsprechend besteht das Ergebnis des Tools „Georeferenzierung“ aus zwei Textdateien. In beiden Fällen handeltes sich um Erweiterungen bzw. Auszüge aus der Inputdatei (Adressliste). Die erste Datei enthält alle erkanntenund georeferenzierten Adressen. Der Dateiname dieser Ergebnisdatei wird automatisch durch das Toolvergeben und besteht aus der Dateibezeichnung der eingelesenen Adressdatei, ergänzt um die Erweiterung„_Coord“. Die zweite Ergebnisdatei erhält die Erweiterung „_No_Coord“. Sie enthält alle nicht zugeordnetenAdressen mit näherer Beschreibung der Fehler sowie die Adressen, bei denen die Hausnummer ersetzt oderergänzt worden ist. Die beiden Dateien werden in demselben Verzeichnis gespeichert, in dem sich auch dieInput-Datei (Adressliste) befindet.Wie bereits eingangs dieses Kapitels angesprochen, wird für die Anwendung des Tools „Georeferenzierung“ einso genannter Straßenschlüssel benötigt. Dieser muss vom Anwender selbst erstellt oder von Dritter Stelle bezogenwerden. Die dazu notwendigen Arbeitsschritte werden im Abschnitt 5.3.1. näher erläutert.5.2 Verwendung im Zusammenhang mit VerkehrsmodellenDas in Kapitel 4 vorgestellte Konzept einer flexiblen Vorhaltung von Strukturdaten von Verkehrsmodellen fürsiedlungs- und bevölkerungsstrukturelle Fragestellungen setzt die Verfügbarkeit kleinräumiger Strukturdatenvoraus (Kapitel 5). Da diese nicht in allen Fällen sofort von Dritter Stelle bezogen werden können, ist es in vielenFällen notwendig, dass der Nutzer diese selbstständig aufbereitet und in den Folgejahren der Nutzung kontinuierlichaktualisiert. Bei der Aufbereitung und Pflege der Daten wird es sehr häufig vorkommen, dass dieräumliche Verteilung von Einrichtungen (z.B. Schulen, Unternehmen oder Einzelhandelseinrichtungen) in Formvon Adresslisten, nicht aber bereits als aufbereitete Punktlayer vorliegt.An dieser Stelle ist die Mehrzahl der Anwender, insbesondere im Bereich der öffentlichen Planungsverwaltungendarauf angewiesen, eine kostengünstige Möglichkeit der Georeferenzierung an der Hand zu haben. Zudiesem Zweck wurde das hier dargestellte Tool „Georeferenzierung“ entwickelt. Bei der Entwicklung wurde davonausgegangen, dass in aller Regel die entsprechenden Vermessungsämter über Straßenschlüssel verfügen,so dass eine Nutzung durch die öffentlichen Planungsstellen möglich ist. Der jeweilige Straßenschlüssel istdann nur noch in die in Abschnitt 5.3.1 dargestellte Form zu bringen.Bei der Anwendung fügt das Tool den Einträgen der Adressliste jeweiligen eine X- und Y-Koordinate zu. Mitdiesen zusätzlichen Einträgen lassen sich sehr einfach Punktlayer erzeugen, indem die um die Koordinatenerweiterten Adresslisten zunächst als Tabelle in GIS eingelesen und dann über die X- und Y-Koordinaten in einPunktlayer umgewandelt werden.5.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)5.3.1 Erstellung bzw. Anpassung des StraßenschlüsselsTipp am RandeMindestinhalte beachten.Auf korrekte Schreibweisebei der Bezeichnung derSpalten achten.Spalte „Hausnummer“ nur mitnatürlichen Zahlen belegen.Vor dem Start der eigentlichen Georeferenzierung muss der Anwendereinen Straßenschlüssel erstellen. Dazu wird eine Datenbankdatei (dbf-Datei) benötigt, die folgende Felder beinhalten muss:• PLZ5• GEMEINDE• STRASSE• HAUSNUMMER• ZUSATZ• RECHTSWERT• HOCHWERTAufgrund des Umfangs wird der Nutzer in aller Regel auf einen bestehenden Straßenschlüssel (Abschnitt 5.2)zurückgreifen und diesen gemäß den hier dargestellten Formatanforderungen aufarbeiten (Abbildung 5-2). DieseAufarbeitung kann z.B. in Excel oder Access geschehen. Das Ergebnis der Aufarbeitung muss im dbf-Format(dBase) abgespeichert werden. Dafür sind alle Spalten als „String“ zu formatieren. Zudem wird erwartet, dassdie Spalte HAUSNUMMER nur mit natürlichen Zahlen belegt wird und sich alle anderen Bezeichnungserweiterungender Hausnummern (z.B. „b“) in der Spalte ZUSATZ wieder finden. Zu beachten ist außerdem dieSchreibweise bei der Bezeichnung von Spalten. Diese muss den in der vorstehenden Aufzählung genanntenbzw. den in Abbildung 5-2 (Zeile 1) abgebildeten Bezeichnungen exakt entsprechen.

14 5 Tool „Georeferenzierung“Abbildung 5-2: Inhaltliche Mindestanforderungen an die Daten bei der Erzeugung von StraßenschlüsselAbbildung 5-3: Straßenschlüssel erstellenAbbildung 5-4: Schlüsseldatei anlegenAbbildung 5-5: Auswählen der DatenbankdateiAbbildung 5-6: BearbeitungsvorgangNach dem Start des Programms (COORD.exe) wird die erstellte dbf-Datei über die Funktion „Straßenschlüsselanlegen/erweitern“ in ein programmeigenes Format überführt. Dieser Befehl findet sich im Menü „Bearbeiten“der Menüzeile (Abbildung 5-3). Dazu wird der Anwender in einem ersten Schritt aufgefordert, eine Bezeichnungfür diese neu zu erstellende Straßenschlüsseldatei einzugeben (Abbildung 5-4). Programminterne Straßenschlüsseldateientragen die Dateinamenerweiterung .fs, die durch das Programm vorgegeben wird und nichtverändert werden darf. An dieser Stelle ist es alternativ auch möglich, statt einer neuen Dateibezeichnung dieeiner bestehenden Straßenschlüsseldatei (.fs) einzugeben bzw. diese Datei nach dem üblichen Vorgehen inWindows auszuwählen. In diesem Fall werden an die Einträge dieser bestehenden Straßenschlüsseldatei neueEinträge angefügt. Bestehende Einträge werden dabei nicht überschrieben.

5 Tool „Georeferenzierung“ 15In einem zweiten Schritt wird der Nutzer gebeten, die zuvor (Abbildung 5-2) aufbereitete dbf-Datei auszuwählenund einzulesen (Abbildung 5-5). Nach dieser Auswahl beginnt das Programm, diese Datenbank in eine .fs-Dateiumzuwandeln, die dann für spätere Georeferenzierungen genutzt werden kann. Der Vorgang kann einige Zeitdauern. Der Fortschritt wird dem Nutzer in einem DOS-Fenster angezeigt, in dem jeder zweitausendste Eintrag(Straßenname) ausgegeben wird (Abbildung 5-6).Abbildung 5-7:AbschlussmeldungDas Ende des Konvertierungsprozesses wird dem Nutzer durch eine entsprechende Meldung im Vordergrundfensterangezeigt (Abbildung 5-7). Wurde die erstellte Straßenschlüsseldatei unter dem Namen „strassen_PLZ.fs“in dem Verzeichnis, in dem sich auch das Georef-Tool befindet, gespeichert, so wird die erstellteStraßenschlüsseldatei bei einem Neustart des Programms automatisch geladen, wodurch dem Nutzer einesofortige Durchführung von Georeferenzierungen ermöglicht wird. Wurde die Datei unter einem anderen Namenoder in einem anderen Verzeichnis abgelegt, so bietet das Tool die Möglichkeit, diese .fs-Datei über die Funktion„Straßenschlüssel“ (Menü „Bearbeiten“ der Befehlsleiste) zu aktivieren (Abbildung 5-8).Abbildung 5-8:Aktivieren eines Straßenschlüssels

16 5 Tool „Georeferenzierung“Abbildung 5-9:Meldung über die aktuell verwendete StraßenschlüsseldateiDer jeweils aktiv geschaltete Straßenschlüssel wird dem Anwender bei jeder Anwendung des Programms ineiner Meldung angezeigt (Abbildung 5-9).5.3.2 GeoreferenzierungAm Beispiel einer Liste von Einzelhandelseinrichtungen wird im Weiteren die Anwendung des Tools „Georeferenzierung“erläutert. Den ersten Schritt dabei stellt die Aufstellung der Adressliste dar. Dabei beinhaltet das inder Abbildung 5-10 aufgeführte Beispiel eine Auflistung• der Einzelhandelsobjekte (Spalte D)• der zugehörigen Adressen (Spalte C und G bis I)• sowie sonstiger Informationen, wie beispielsweise die Verkaufsfläche oder verbale Beschreibungen derStandorte der Geschäfte.4123Abbildung 5-10: Adressliste als Excel-ArbeitsmappeUm die Funktionalitäten des Programms besser veranschaulichen zu können, wurden in die Beispielsliste inAbbildung 5-10 einige Fehler eingebaut, deren Folgen in den weiteren Ausführungen dieses Abschnittes erläutertwerden:(1) In Zeile 7 wurde ein Rechtschreibfehler begangen.(2) Zeile 9 beinhaltet eine Hausnummer, die in der Datenbank nicht vorhanden ist.(3) In Zeile 10 fehlt die Hausnummer(4) Spalte I enthält eine nicht programmkonforme Überschrift. (Die korrekte Bezeichnung ist HAUSNUMMER)

5 Tool „Georeferenzierung“ 17Abbildung 5-11:Einladen der AdresslisteDie in Abbildung 5-10 dargestellte Datei wird aus Excel als tabulatorgetrennte Textdatei (txt-Datei) gespeichert.Sie kann danach in das Tool „Georeferenzierung“ geladen werden. Dies geschieht über die Funktion „Öffnen“im Menü „Datei“ der Befehlsleiste (Abbildung 5-11). Nach dem Laden der Adressliste wird vom Programm eineetwas umfangreichere Meldung angezeigt, die sich in die vier in Abbildung 5-12 eingezeichneten Abschnitteunterteilen lässt.Der erste Bereich der Abbildung 5-12 enthält lediglich eine Startmeldung, die noch keine Zuordnung der Spaltender Adressliste ausweist („None“). In der Startmeldung hingegen bereits enthalten ist die aktuell aktivierte Straßenschlüsseldatei(hier: strassen_PLZ.fs). Der zweite Abschnitt beinhaltet die Pfade der geladenen Adresslisteund der Speicherorte der künftigen Ergebnisdateien. Die Pfade können an dieser Stelle nicht verändert werden.Im dritten Abschnitt werden die Spaltenüberschriften der eingelesenen Adressliste ausgegeben. Dabei führt dasProgramm einen automatischen Abgleich mit den von ihm erwarteten Spaltenüberschriften durch. Auf Basisdieses Abgleichs wird dem Nutzer im vierten Abschnitt ein Vorschlag zur Zuordnung der Spalten der Adressdateizu den Spalten des Straßenschlüssels unterbreitet. Dabei meint z.B. die in der ersten Zeile des 4. Abschnitts(Abbildung 5-12) gemachte Angabe „Spalte PLZ: 7“, dass das Programm die 7. Spalte der Adressdatei für dieSpalte mit den Angaben zur Postleitzahl hält. Ein Blick auf die im dritten Abschnitt (Abbildung 5-12) angezeigtenSpaltenüberschriften der eingelesenen Adressdatei macht deutlich, dass diese vorgeschlagene Zuordnung korrektist und somit nicht verändert werden muss.Eine nachträgliche Veränderung der Zuordnung ist hingegen für die Spalte mit der Hausnummerangabe notwendig.Aufgrund der nicht konformen Spaltenbezeichnung (Fehler (4) in Abbildung 5-10) konnte hier keineZuordnung durch das Programm erfolgen („None“). Um diese fehlende Zuordnung nachträglich vorzunehmenbzw. falsche Zuordnungen des Programms zu korrigieren verwendet der Nutzer die Funktion „Parameter“. Dieseist im Menü „Bearbeiten“ der Befehlsleiste zu finden (Abbildung 5-13). In dem danach eingeblendeten Fensterkann dann die Nummer der korrekten Spalte eingegeben werden. Die Spaltennummer kann dabei dem drittenAbschnitt der in Abbildung 5-12 abgebildeten Meldung entnommen werden. In dem betrachteten Fall wirdder Wert für den Parameter „Spalte Hausnr.“ auf 9 gesetzt (Abbildung 5-13). Nach der Bestätigung des Vorgangswird die Meldung über die Spaltenauswertung (Abbildung 5-12; Abschnitt 4) aktualisiert. Auf diese Weisekann die Korrektur kontrolliert und bei Bedarf wiederholt werden.

18 5 Tool „Georeferenzierung“Startmeldung12Quell- undZielpfade3SpaltenanalyseSpaltenauswertung4Abbildung 5-12: Analyse der eingelesenen Adressliste und Erkennung des Fehlers 4

5 Tool „Georeferenzierung“ 19Abbildung 5-13:Nachträgliche Korrektur der SpaltenzuordnungWird zu der Spalte für die Hausnummern keine Angabe gemacht, so geht das Programm davon aus, dass dasFeld „Straße“ die Hausnummern-Angaben enthält. Bei der Georeferenzierung wird in diesem Fall versucht, jeweilsautomatisch eine Hausnummer aus diesem Feld zu generieren.Nach der erfolgreichen Zuordnung der Spalten kann im nächsten Schritt die eigentliche Georeferenzierung vorgenommenwerden. Zu deren Start wird die Funktion „Georeferenzierung“ im Menü „Bearbeiten“ der Befehlszeileverwendet (Abbildung 5-14). Die eigentliche Georeferenzierung erfolgt ohne Beteiligung des Nutzers. Diesererhält nach Abschluss des Vorgangs eine Meldung über die Anzahl der nicht erkannten Adressen (Abbildung 5-15).Abbildung 5-14: GeoreferenzierungAbbildung 5-15: FehlermeldungIn diesem Schritt werden auch die bereits in Abschnitt 5.1 beschriebenen Ergebnisdateien mit den Zusatzbezeichnungen„_Coord“ und „_No_Coord“ erzeugt, die die zugewiesenen Koordinaten bzw. die Auflistung derProblemfälle enthalten. Wie Abbildung 5-16 zeigt, befinden sich diese beiden Ergebnisdateien nach Abschlussder Georeferenzierung im gleichen Verzeichnis wie die eingelesene Adressdatei.

20 5 Tool „Georeferenzierung“Quelldateien mit .xls und .txtErweiterungenAutomatisch generierteErgebnisdateien mit .txtErweiterungAbbildung 5-16: Arbeitsverzeichnis mit ErgebnisdateienWie bereits im Kapitel 5.1 dargestellt enthält die Ergebnisdatei mit der Zusatzbezeichnung „_Coord“ die umzugewiesene Koordinaten ergänzte Adressliste (Abbildung 5-17).Abbildung 5-17: Geokodierte AdressenDie Datei mit der Zusatzbezeichnung „_No_Coord“ soll an dieser Stelle im Hinblick auf in die Adressliste integriertenFehler (Abbildung 5-10) genauer betrachtet werden. In dem hier betrachteten Fall beinhaltet die Dateidrei Fehlermeldungen (Abbildung 5-18).

5 Tool „Georeferenzierung“ 21FE H LER 3Hausnummernichtangeg e benFOLGEAdresse wirdgeok o diertIn der Mitte derStraßeliege n deHausnu m merwirdg e nommenFE H LER 2Hausnummerist derDate n banknicht bekanntFOLGEAdresse wirdgeok o diertNächstliegendeHausnu m me rwirdgeno m menFE H LER 1Rechtschrei b -fehlerFOLGEAdresse wirdnichtgeok o diertKorrekturno t wendigAbbildung 5-18: Folgen der Fehler 1 bis 3 aus Abbildung 5-10Bei dem ersten Fehler 1 handelt es sich um eine Adresse, die der Datenbank aufgrund der falschen Straßenangabenicht bekannt war. Dies ist aus der Fehlerbeschreibung, die vom Programm erstellt wird, ersichtlich (Abbildung5-18). Adresseinträgen wie diesen, denen keine korrekten Koordinaten zugeordnet werden können,werden stattdessen automatisch die Koordinaten „9999999.0; 9999999.0“ zugewiesen. Nichtzuordnungen dieserArt werden zudem als Fehler gezählt und sind in der Anzahl der Fehler, die im Meldefenster zum Abschlussder Georeferenzierung angezeigt werden (Abbildung 5-15), enthalten.In dem Fall eines Rechtschreibfehlers kann die Adresse durch den Nutzer ohne Beendigung des Programmskorrigiert werden. Für die Korrektur ist die Aktivierung der Funktion „Fehlerhafte Adresse korrigieren“ im Menü„Bearbeiten“ der Befehlsleiste (Abbildung 5-19) notwendig. In der darauf folgenden Eingabeaufforderung könnendie verschiedenen Adressparameter korrigiert werden (Abbildung 5-19). Die Änderung der Straßenbezeichnungerfolgt direkt über Pull-down-Menüs, die auf die tatsächlich im Straßenschlüssel vorhandenen Straßennamenzurückgreifen. Dadurch wird eine straßenschlüsselkonforme Schreibweise gewährleistet (Abbildung5-19). Nach der Bestätigung erfolgt eine erneute Adressüberprüfung und anschließend die Geokodierung derkorrigierten Adresse, wobei für letztere eine getrennte Bestätigung erforderlich ist (Abbildung 5-19). Nach demAbschluss des Korrekturvorganges werden die korrigierten Adressen mit dem Hinweis auf die durchgeführtenÄnderungen der „_Coord“-Datei hinzugefügt.Die Fehlermeldung der zweiten, in Abbildung 5-18 grün unterlegten Zeile der „_No_Coord“-Datei reagiert aufden in der Adressliste der Abbildung 5-10 enthaltenen Fehler 2. Dabei war die die zu geokodierende Hausnummerdem Straßenschlüssel nicht bekannt. In solchen Fällen wählt das Programm automatisch eine Straßennummer,die am dichtesten an der angegebenen liegt. Der Adresseintrag wird anschließend mit dieser Ersatzhausnummergeokodiert. Um den Nutzer trotzdem über die vorgenommene Änderung zu informieren, wirddie Meldung sowohl in der Datei „_Coord“ als auch in der Datei „_No_Coord“ gespeichert.In dem Fall einer nicht angegebenen Hausnummer (Fehler 3 in Abbildung 5-10) wird der Adresse eine neueHausnummer zugeordnet, welche in der Mitte des dem Programm bekannten Hausnummernbereichs liegt.Auch hierbei wird die Adresse geokodiert und eine entsprechende Meldung in den Dateien „_Coord“ und„_No_Coord“ gespeichert (Abbildung 5-18).

22 5 Tool „Georeferenzierung“Schritt 1„Fe hlerhafte Adresse korrigieren“ imMenü „Bearbeiten“ aktivierenSchritt 2Interface der FehlerkorrekturAngaben entsprechend derFehlermeldung korrigierenSchritt 3Straßenangaben im Pull - down -Menü korrigierenAns chließend GeoreferenzierungstartenSchritt 4Georeferenzierung bestätigenTextdateien „_Coord“, „_No_Coord“werden überschriebenAbbildung 5-19:Korrektur einer fehlerhaften Straßenangabe

236 Tool „Potenziale errechnen“6.1 Allgemeingültige BeschreibungDas Tool „Potenziale errechnen“ weist allen Polygonen eines Layers (Input 1) einen Zahlenwert zu. Dieser wirdaus den Punktobjekten eines Punktlayers (Input 2) abgeleitet, der ebenfalls durch den Nutzer bereit zu stellenist (Abbildung 6-1). Alle Punktobjekte des Punktlayers besitzen ein numerisches Attribut. Der den Polygonendes Inputlayers 1 zugewiesene Zahlenwert entspricht der Summe dieses numerischen Attributs aller Punkte desInputlayers 2, die sich innerhalb des Polygons befinden. Die Ausgabe erfolgt in Form einer Liste (txt-Datei), diedanach mit dem Polygonlayer verknüpft werden kann.Input 2: Punktlayer(Mit Wertattributen)21354Input 1: Polygonlayer(Mit ID-Feld)#1 #2#3INPUTAnstelle des Punktlayers (Input 2) kann auchein Polygonlayer mit einem entsprechendenWertattribut für alle Polygone eingelesenwerden. In diesem Fall werden die Attributwerteder Polygone aus Inputlayer 2 jeweilsdem Polygon des Inputlayers 1 zugeordnet,der sie vollständig einschließt. Überschneidetein Polygon des Inputlayers 2 Polygongrenzendes Inputlayers 1, so wird sein Attributwertim Verhältnis der jeweils überlappendenTeilflächen auf die Polygone des Inputlayers1 aufgeteilt. 6Verschnitt desPolygonlayers mitdem PunktlayerSummenbildungder Wertattributenach Polygonen#1= 1#3= 2+5=7#2= 3+4=7INTERNER PROZESSPunkte des Inputlayers 2, die nicht innerhalbeines Polygons des Inputlayers 1 liegen, werdenignoriert, d.h. keinem der Polygone desInputlayers 1 zugeordnet. Gleiches gilt – sofernder Inputlayer 2 ein Polygonlayer ist – fürPolygone, die nicht innerhalb eines Polygonsdes Inputlayers 1 liegen.Liegen nur Teile eines Polygons aus Inputlayer2 innerhalb von Polygonen des Inputlayers1, so werden die nicht enthaltenenAnteile ignoriert.#1=1#2=7#3=7Gesamtsumme derWertattribute nachPolygonenOUTPUTAbbildung 6-1: Funktionsweise des Tools„Potenziale errechnen“Das Tool „Potenziale errechnen“ ist zudem in der Lage, mehrere Inputlayer 1 (Punkt- oder Polygonlayer mitWertattributen, die aufsummiert werden sollen) zu verarbeiten. Dabei werden die Werte aller Inputlayer 1 innerhalbeines Polygons des Inputlayers 2 aufsummiert. Bei Bedarf können für diese Aufsummierung Gewichtungsfaktorenfestgelegt werden.6.2 Verwendung im Zusammenhang mit VerkehrsmodellenInnerhalb der in Abschnitt 3 dargestellten Konzeption zur flexiblen Vorhaltung von Siedlungsstrukturdaten fürdie Verkehrsmodellierung bildet das Tool „Potenziale errechnen“ die zentrale Verbindung zwischen der Ebeneder Datenvorhaltung in Form von GIS-Layern und den Potenzialtabellen der Verkehrszellen, welche den Inputfür die Verkehrsmodelle (Verkehrsnachfrageberechnung) bilden.6 Beispiel: Ein Polygon des Inputlayer 2 habe den Attributwert 8 und liege zu 25% seiner Fläche im Polygon #1 und zu 75% im Polygon #2des Inputlayers 1. In diesem Fall wird dem Polygon #1 des Inputlayer der Wert 2 (= 25% von 8) und dem Polygon #2 der Wert 6 (=75% von8) zugeordnet.

24 6 Tool „Potenziale errechnen“Im Standardanwendungsfall entspricht dabei der Polygonlayer (Input 1) dem Definitionslayer der Verkehrszellen.Den IDs dieses Layers entsprechen die dopplungsfrei vergebenen, aber nicht zwangsläufig fortlaufendenVerkehrszellennummern.Dem Punkt- oder Polygonlayer (Input 2) entsprechen kleinräumige Strukturdaten 7 , z.B.• kleinräumige Einwohnerdaten (differenziert nach den Personen- oder Altersgruppen des Verkehrsmodells)• kleinräumige Daten zu Arbeitsstätten• kleinräumige Daten zu Verkaufsflächen• Standorte sozialer Einrichtungen mit Kapazitätsangaben oder Nutzerdaten (z.B. realen Schülerzahlen)Das Ergebnis des Tools „Potenziale errechnen“ entspricht dann den Quell- oder Zielpotenzialen des Verkehrsmodellsund kann – nach ggf. zuvor notwendiger formattechnischer Umformung – in das Verkehrsmodell (z.B.VISEM) eingelesen werden.Input 1:Verkehrszellen mitVerkehrszellennummer(Polygonlayer)Tool „Potenzialeerrechnen“Input 2:Standorte des Einzelhandelsmit Verkaufsfläche fürden periodischen Bedarf(Punktlayer)Output:Liste (txt-Datei) mit zwei Spalten:Spalte 1: VerkehrszellennummerSpalte 2: Verkaufsfläche in Verkehrszelle(entspricht Zielpotenzial „Einkaufen periodischer Bedarf“ der Verkehrszelle)Abbildung 6-2:Beispiel einer Anwendung des Tools „Potenziale errechnen“ zur Berechnung des Zielpotenzials „Einzelhandel/ periodischer Bedarf“ von Verkehrszellen aus einem Punktlayer der Einzelhandelstandorte mitAngaben zu den Verkaufsflächen für Waren des periodischen BedarfsDie Möglichkeit, mehrere Strukturdatenlayer (Inputlayer 2 in Form von Punkt- oder Polygonlayern) gleichzeitignach den Verkehrszellen aufzusummieren, kann z.B. hilfreich sein, wenn sich unterschiedliche Daten einesThemas in unterschiedlichen Layern befinden. So könnten z.B. die Punktdaten einer Gemeinde in einem Layer2-A und die einer anderen Gemeinde in einem Layer 2-B abgelegt sein. Auch könnten z.B. die Verkaufsflächender kleinen und der großen Lebensmittelgeschäfte in unterschiedlichen Layern gespeichert sein. Hier kann auchdie in Abschnitt 6.1 angesprochene Möglichkeit einer Gewichtung der Wertattribute interessant sein, z.B. wenndie Verkaufsflächen der Einzelhändler je nach ihrem Sortiment oder ihrer Größe mit einer unterschiedlichenKundenfrequenz in die Ermittlung der Zielpotenziale „Einkauf“ der Verkehrszellen eingehen sollen.6.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)Nach dem Start der Anwendung wird der Benutzer aufgefordert, eine Shape-Datei mit Polygonen auszuwählen(Abbildung 6-3). Dies entspricht dem Inputlayer 1 aus den Abbildungen 6-1 und 6-2. Bei der Zuordnung kleinräumigerPotenzialdaten zu den Verkehrszellen eines Verkehrsmodells ist dies der Verkehrszellenlayer. Anschließendwird der Nutzer gebeten, eine Attributspalte des eingelesenen Polygonlayers auszuwählen, die imFolgenden als Identifikationsmerkmal (ID) verwendet werden soll (Abbildung 6-4). Bei der Datenaufbereitung fürVerkehrsmodelle ist dies in aller Regel die Spalte mit den Verkehrszellennummern.Im weiteren Schritt wird der erste Punktlayer mit den aufzuaddierenden Wertattributen geladen (Abbildung 6-5).Auch hierbei ist in einem nächsten Schritt die Attributspalte mit den zu aggregierenden Daten durch den Nutzerzu bestimmen. So wird in dem in Abbildung 6-6 die Spalte „ZPP“ (in der Beispieldatei verwendete Abkürzung für„Zielpotenziale periodischer Bedarf“ ausgewählt. Anschließend kann der Nutzer einen Gewichtungsfaktor vorgeben(Abbildung 6-7). Dieser ist nur dann relevant, wenn mehrere Punkt- oder Polygonlayer mit Wertattributenaufsummiert werden. Standardmäßig gibt das Tool den Gewichtungsfaktor „1“ vor. Wird nur ein Punkt- oder7 Mögliche Quellen und Anwendungen solcher kleinräumigen Strukturdaten wurden bereits in Kapitel 4 dargestellt.

6 Tool „Potenziale errechnen“ 25Polygonlayer mit Wertattributen ausgewertet oder findet bei mehreren Layern mit Wertattributen keine Wichtungstatt, sollte dieser Vorgabewert bestätigt und damit der Berechnungsprozess gestartet werden.Nach dem Abschluss der Berechnung kann der Anwender entweder weitere Punkt- oder Polygonlayer mitWertattributen zur Zuordnung durch das Programm einlesen oder das Programm beenden (Abbildung 6-8).Dazu wird die Option „Cancel“ („Abbrechen“) ausgewählt.Nach dem Drücken der Option „Cancel“ wird der Anwender abschließend aufgefordert, Pfad und Name für diezu speichernde Ergebnisdatei zu wählen (Abbildung 6-9). Bei den Ergebnisdaten handelt es sich um eine mitTabulatoren getrennte Textdatei. Diese beinhaltet zwei Spalten. In der ersten Spalte findet sich das Identifikationsmerkmaldes Polygonlayers, zu dessen Polygonen die Wertattribute zugeordnet wurden (Inputlayer 1, i.d.R.der Verkehrszellenlayer und somit die Verkehrszellennummern). Die zweite Spalte der Ergebnisdaten beinhaltetdie zugeordneten sowie aufsummierten bzw. aufgeteilten Wertattribute (Abbildung 6-10).Abbildung 6-3: Auswahl des Polygonlayers (Inputlayer 1 aus Abbildung 6-1 und 6-2)

26 6 Tool „Potenziale errechnen“Abbildung 6-4:Auswahl der Spalte mit dem Identifikationsattribut der Polygone (z.B. Verkehrszellennummer)

6 Tool „Potenziale errechnen“ 27Abbildung 6-5:Auswahl des Punkt- oder Polygonlayers mit den aufzuaddierenden Wertattributen (Inputlayer 2 aus Abbildung6-1 und 6-2)

28 6 Tool „Potenziale errechnen“Abbildung 6-6:Bestimmung der Spalte mit den zu aggregierenden Wertattributen (hier: Spalte „ZPP“ = Zielpotenzialedes periodischen Bedarf (Einzelhandel)“Abbildung 6-7:Bestätigung des Gewichtungsfaktors

6 Tool „Potenziale errechnen“ 29Zum Laden eineranderen Shape-Dateientsprechende Dateiwählen und mit „Add“bestätigenZum Beenden derBerechnung „Cancel“anklickenAbbildung 6-8:Mögliche Schritte zur Weiterbearbeitung

30 6 Tool „Potenziale errechnen“Abbildung 6-9:Speichern der ErgebnislisteAbbildung 6-10:Ergebnisdatei mit zwei Spalten. In dem dargestellten Beispiel enthält die erste Spalte die Verkehrszellennummerund die zweite Spalte die Summe der den Verkehrszellen zugeordneten Zielpotenziale derVerkaufsflächen des periodischen Bedarfs (vgl. Abbildung 6-6)

317 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“7.1 Allgemeingültige BeschreibungDas Tool „Potentiale errechnen aus mehreren Quellen“ wurde für eine konkrete Anwendung – Umlegung derEinwohnerdaten nach Altersgruppe auf Verkehrszellen – im Rahmen des Projektes „Verkehrliche Wirkungeneiner dezentral-konzentrierten Siedlungsentwicklung – Entwicklung einer Methodik der Folgenabschätzung regionalerSiedlungskonzepte für die Regionalplanung“ als Ergänzung des Tools „Potentiale errechnen“ entwickelt.Daher ist seine Funktionsweise (Abbildung 7-1) mit der des letzteren fast identisch.Punktlayer 1(Mit Wertattributen)Punktlayer X(Mit Wertattributen)Polygonlayer X(Mit Wertattributen)INPUTKonfigurationsdateiPolygonlayerVerschnitt des Polygonlayers mit den Punktlayern oder PolygonlayernSummenbildung der Wertattribute nach PolygonenINTERNER PROZESSGesamtsumme der Wertattributenach PolygonenOUTPUTAbbildung 7-1:Funktionsweise des Tools „Potentiale errechnen aus mehreren Quellen“

32 7 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“Tipp am Rande Die Merkmalsausprägungender Alterskategorien und dieAnzahl der zu summierendenDatenfelder müssen übereinstimmen.Die Maximale Anzahl von Datenfeldernbeträgt 17.Dieses Tool verwendet spezielle Bezeichnungen, die sich auf die spezifischeSituation in der Region Hannover beziehen. Da die Daten der StadtHannover sich in der Bezeichnung der Datenfelder von den Daten derübrigen Gemeinden unterscheiden und darüber hinaus für jede Gemeindeeine separate Datei vorliegt, werden die Daten anhand einer Konfigurationsdateiabgearbeitet. Dadurch ist das Tool im Prinzip auch für andereDatenstrukturen geeignet, auf die die oben genannten Bedingungen (unterschiedlicheDatenquellen, unterschiedliche Feldbezeichnungen) zutreffen.Anwender, die mehr als 2 unterschiedliche Varianten der Datenfelderhaben oder mehr als 17 Datenfelder verarbeiten müssen, können Anpassungenim Source-Code unter Beachtung der in Kapitel 1.4 benanntenGNU General Public Licence vornehmen.Die Konfigurationsdatei ist eine einfache zweispaltige tabulatorgetrennte Textdatei (Abbildung 7-2), die folgendeMerkmale beschreibt:VerzeichnisEw_HannoverEW_sonstData_HannData_sonstWichtungPfad und Verzeichnis der zu behandelnden DateienName der Shape-Datei mit den Einwohnerdaten der Stadt HannoverAuflistung der Shape-Dateien der Gemeinden des ehemaligen Landkreises Hannover,untereinander mit Kommas voneinander getrenntAuflistung der Datenfeldbezeichnungen für die unterschiedlichen Einwohnerkategorien(Altersgruppen) in der Shape-Datei für die Stadt Hannover, untereinander mitKommas voneinander getrennt. (Die maximale Anzahl von Feldern (Altersgruppen)beträgt 17.)Auflistung der Datenfeldbezeichnungen für die unterschiedlichen Einwohnerkategorien(Altersgruppen) in den Shape-Dateien für die Gemeinden des ehemaligenLandkreises Hannover, untereinander mit Kommas voneinander getrennt. (Die maximaleAnzahl von Feldern (Altersgruppen) beträgt 17.)GewichtungsfaktorZu beachten ist, dass Merkmalsausprägungen der Alterskategorien und Anzahl der zu summierenden Datenfelderübereinstimmen.Abbildung 7-2:Beispiel einer Konfigurationsdatei

7 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“ 337.2 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)Nach dem Start des Tools wird der Anwender aufgefordert, die oben beschriebene Konfigurationsdatei auszuwählen(Abbildung 7-3). Anschließend bestimmt er die Shape-Datei, in dem die Verkehrzellen hintergelegt sind(Abbildung 7-4). Für diese Shape-Datei muss dann im nächsten Schritt das Schlüsselfeld benannt werden, welchesdas Identifikationsattribut der Polygone (z.B. die Verkehrszellennummer) beinhaltet (Abbildung 7-5).Abbildung 7-3: Auswahl der Konfigurationsdatei

34 7 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“Abbildung 7-4:Auswahl der Shape-Datei mit den Verkehrszellen

7 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“ 35Abbildung 7-5:Auswahl des Schlüsselfeldes des Verkehrszellenlayers (hier: Auswahl des Feldes VZ_NR_NEU = „Verkehrszellennummerneu“)Anschließend beginnt das Tool, die in der Konfigurationsdatei (Abbildung 7-2) hinterlegten Dateien abzuarbeitenund nach dem in Kapitel 7 beschriebenen Prinzip dem in Abbildung 7-4 ausgewählten Verkehrszellenlayerzuzuordnen.Sind alle in der Konfigurationsdatei genannten Shape-Dateien abgearbeitet, so wird der Anwender aufgefordert,ein Verzeichnis und einen Namen für die Ergebnisdatei zu wählen (Abbildung 7-6). Im Gegensatz zur Ergebnisdateides Tools „Potenziale errechnen“ aus Kapitel 7 enthält diese Ergebnisdatei für jede Verkehrszelle nichtnur einen Summeneintrag, sondern jeweils einen Summeneintrag für jede in der Konfigurationsdatei vorgegebeneAusprägung (z.B. Altersklasse) (Abbildung 7-7). Die Spaltenbezeichnung wird dabei aus der Zeile „Data_Sonst“der Konfigurationsdatei übernommen.

36 7 Tool „Potenziale errechnen mit Konfigurationsdatei“Abbildung 7-6:Benennung des Verzeichnisses und des Dateinamens für die ErgebnisdateiAbbildung 7-7:Ergebnisdatei des Tools „Potenziale errechnen aus mehreren Quellen“

378 Tool „Strukturdatenprognose“8.1 Allgemeingültige BeschreibungTipp am RandeSyntax beachtenDie Groß-, Kleinschreibungsowie die Reihenfolge der Operatoreninnerhalb der einzelnenAbschnitte sind unbedeutendDas in diesem Kapitel betrachtete Tool ermöglicht die Abbildung vonStrukturdaten für ein Jahr, welches vom Anwender festgelegt werdenkann. Da das Tool dazu fähig ist, die Dateien zu verschiedenen Sektoren(z. B. einzelne Wirtschaftszweige für eine Beschäftigtenprognose) nacheinanderabzuarbeiten und da zur Berechnung eine Tabelle mit den erwartetenjährlichen Veränderungsraten benötigt wird, ist für die Benutzungdes Tools die Erstellung einer Konfigurationsdatei erforderlich. Die Konfigurationsdateiist eine tabulatorgetrennte Textdatei, die drei Abschnitte mitfolgenden Elementen umfasst (Abbildung 8-1).1. Abschnitt [Pfade]ElementPfadPolygonlayer_kleinraeumige_PlanungenPunktlayer_Strukturdaten_BasisjahrBeschreibungAngabe zum Pfad der .shp-DateienBenennung eines Shape-Files mit Flächen für kleinräumigePlanungen (z. B. Gewerbegebiete für eineBeschäftigtenprognose)Benennung eines Punktdatenlayers zu unterschiedlichenSektoren mit den jeweiligen Werten der zu prognostizierendenStrukturdaten für das Basisjahr (Ergebnisdes Tools „Randsummenanpassung“, z. B. Wirtschaftszeigefür eine Beschäftigtenprognose)2. Abschnitt [Gesamtregionale Rahmenprognose]ElementJahrBeschreibungErwartete Veränderungsraten der zu prognostizierendenStrukturdaten für die Gesamtregion. Die ersteZeile nach der Spaltenbeschriftung beinhaltet denAusgangswert für das Basisjahr. Die folgenden Zeilenenthalten die prozentuale Veränderungsrate für dasjeweilige Jahr.3. Abschnitt [Prognosen einzelner Sektoren]ElementJahrBeschreibungErwartete Veränderungsraten der zu prognostizierendenStrukturdaten einzelner Sektoren. Die erste Zeilenach der Spaltenbeschriftung beinhaltet die Ausgangswertefür das Basisjahr. Die folgenden Zeilenenthalten die prozentuale Veränderungsraten für dasjeweilige Jahr.

38 8 Tool „Strukturdatenprognose“Abbildung 8-1: Beispiel einer Konfigurationsdatei mit notwendigen OperatorenBei der Erstellung der Konfigurationsdatei ist unbedingt die vorgegebene Syntax zu beachten. Die Groß- undKleinschreibung spielt hingegen keine Rolle.Wie bereits aus der Konfigurationsdatei ersichtlich, benötigt der Anwender für die Ausführung des Tools zumeinen mindestens eine Shape-Datei mit Punktdaten, welche mit Attributen zu dem betrachteten Strukturmerkmaleines Sektors (z. B. Anzahl der Beschäftigten in einzelnen Betrieben einer Branche) versehen sind. Zumanderen wird ein Polygonlayer mit der nach den Sektoren unterschiedenen Strukturmerkmalen in den einzelnenkleinräumigen Gebieten (z. B. Gewerbegebiete) benötigt.Nach dem Einlesen der drei Elemente (Konfigurationsdatei, Punktlayer und Polygonlayer) wird vom Programmder Berechnungsvorgang durchgeführt, der sich in vier Schritte unterteilen lässt. Im ersten Schritt wird anhandder in der Konfigurationsdatei vorgenommenen Angaben über die jährlichen Veränderungsraten und über dieAusgangssituation in dem Basisjahr der Strukturwert für die gesamte Region errechnet. Im zweiten Schritt greiftdas Programm auf dieselben Angaben zurück und berechnet die Entwicklung der einzelnen Sektoren und normiertdie Ergebnisse mit dem im ersten Schritt ermittelten Strukturwert für die Gesamtregion. Für den drittenSchritt wird ein Polygonlayer mit Angaben zu den kleinräumigen Planungsgebieten (z. B. Gewerbegebieten)benötigt. Im Falle einer Beschäftigtenprognose berücksichtigt das Programm so Arbeitsplatzverlagerungen inneue Gewerbegebiete. Aus dem Verhältnis der Resultate des ersten und des dritten Schrittes wird dann derKorrekturfaktor bestimmt, mit dem die Attribute der Punktdaten gewichtet werden. Das Ergebnis des Tools isteine neue Attributsspalte, welche in den jeweiligen Punktlayern erstellt wird und die die prognostizierten Strukturwerte(z. B. Betriebsgrößen) beinhaltet.

8 Tool „Strukturdatenprognose“ 398.2 Verwendung im Zusammenhang mit VerkehrsmodellenDas in diesem Kapitel betrachtete Tool ermöglicht die Berechnung der Zielpotentiale im Bereich der Beschäftigungfür ein vom Anwender zu bestimmendes Jahr. In ihrem Aufbau berücksichtigt die Arbeitsplatzprognosezugleich die allgemeinen ökonomischen Rahmenbedingungen, den sektorale Strukturwandel und die kleinräumigeGewerbeplanung der Kommunen.Punktlayer A(Branche A)Punktlayer B(Branche B)Polygonlayer(Gewerbegebiete)INPUT.txtKonfigurationsdatei mit Tabelleder jährlichen Veränderungsraten1. Berechnung der regionalen Gesamtbeschäftigung2. Berechnung der Branchenentwicklung und Normierung an derregionalen Gesamtbeschäftigung3. Berechnung der Arbeitsplatzeffekte durch neue Gewerbegebiete4. PrognoseberechnungINTERNER PROZESSNeue Spalte mit prognostiziertenBeschäftigtenzahlen in derAttributtabelle der PunktlayerOUTPUTAbbildung 8-2: Funktionsweise des Tools „Strukturdatenprognose“ am Beispiel einer Beschäftigtenprognose8.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)Nach dem Start fordert das Programm den Anwender auf, die zuvor erstellte Konfigurationsdatei auszuwählen(Abbildung 8-3).

40 8 Tool „Strukturdatenprognose“Abbildung 8-3: Auswahl der KonfigurationsdateiAbbildung 8-4: Auswahl des zu prognostizierenden Jahres

8 Tool „Strukturdatenprognose“ 41Anschließend kann bestimmt werden, für welches Jahr die Prognose berechnet werden soll (Abbildung 8-4).Die Berechnungsmöglichkeiten beschränken sich dabei auf die Jahre, die in der Konfigurationsdatei (Abbildung8-1) aufgeführt sind. Nach dem Laden des Polygonlayers, welches die Daten über die kleinräumigen Gewerbegebieteenthält, wird der Anwender dazu aufgefordert, die Spalten mit den Strukturwerten der jeweiligen Sektorenin dem geladenen Punktlayer und Polygonlayer auszuwählen (Abbildung 8-5). Dabei arbeitet das Programmalle in der Konfigurationsdatei genannten Punktlayer nacheinander ab. Nach dem Abschluss des Berechungfügt das Programm automatisch jedem Punktlayer eine Attributsspalte mit einer vom Anwender zu wählendenBezeichnung hinzu (Abbildung 8-6). Die so modifizierten Shape-Dateien können ohne weitere Bearbeitung fürdie Generierung der Zielpotentiale nach Verkehrszellen (Tool „Potentiale errechnen“) verwendet werden.Abbildung 8-5: Auswahl der Spalten mit den Strukturwerten für den jeweiligen Sektor

42 8 Tool „Strukturdatenprognose“Abbildung 8-6: Angabe für Feldnamen der hinzuzufügenden AttributsspalteAbbildung 8-7: Hinzugefügte Attributsspalte mit prognostizierten Strukturwerten

439 Tool „Randsummenanpassung“9.1 Allgemeingültige BeschreibungDas Tool „Randsummenanpassung“ entstand vor dem Hintergrund des unbefriedigenden Bestandes an kleinräumigenDaten für die Abbildung der Beschäftigungssituation in den Gemeinden. So liegen Daten zu den Arbeitsplätzen(bzw. den sozialversicherungspflichtig Beschäftigten am Arbeitsort) in aller Regel nur auf der Ebeneder Gemeinden vor. Es wurde daher das hier dokumentierte Tool „Randsummenanpassung“ entwickelt, dasin der Lage ist, Randsummendaten auf der Ebene größerer Polygone (Gemeinden) auf Punktobjekte zu verteilenund dabei vorhandene Wertattribute der Punktobjekte als Verteilungsschlüssel zu verwenden.Punktlayer(Mit Wertattributen „Einzelwert“)Polygonlayer(Mit Wertattributen „Randsumme“)1731551410202515INPUTVerschnitt des Punktlayers mit dem Polygonlayer4Bildung des Korrekturwertes und dessen Anwendung aufEinzelwerte am Beispiel der markierten ZelleRandsumme = 15Einzelwerte Σ Korrekturfaktor Korrektur der Einzelwerte1451100515/101511 * 15/104 * 15/105 * 15/10INTERNER PROZESS.txtGesamtsumme der Wertattributenach PolygonenOUTPUTAbbildung 9-1: Funktionsweise des Tools „Randsummenanpassung“Wie in Abbildung 9-1 dargestellt benötigt das Tool somit zwei Inputdateien: einen Punktlayer mit einem Wertattribut,d.h. einem Zahlenwert, zu jedem Punktobjekt sowie einen Polygonlayer. Auch das Polygonlayer beinhaltetein Wertattribut zu jedem Polygon. Die Wertattribute des Punktlayers werden im Folgenden als „Einzelwerte“,die des Polygonlayers als „Randsummenwerte“ bezeichnet.

44 9 Tool „Randsummenanpassung“Im seinem internen Prozess verschneidet das Tool in einem ersten Schritt zunächst die beiden Layer und ordnetsomit jeden Punkt des Punktlayers einem Polygon zu. Punkte, die in keinem Polygon liegen, werden nichtweiter betrachtet. In einem zweiten Schritt wird der Randsummenwert jedes Polygons zwischen den Punktobjekteninnerhalb seiner Grenzen aufgeteilt. So beträgt der Randsummenwert in dem in Abbildung 9-1 dargestelltenBeispiel 15, während sich in den Grenzen des Polygons drei Punktobjekte finden, unter denen dieser Wertaufzuteilen ist. Als Schlüssel für die Aufteilung des Randsummenwertes nimmt das Tool die Einzelwerte derPunktobjekte. Die liegen in dem Beispiel der Abbildung 9-1 bei 1, 4 und 5, so dass der Randsummenwert von15 auf die Punkte verteilt wird. Dazu berechnet das Tool zunächst einen Korrekturfaktor der Randsumme (hier15) und der Summe der Einzelwerte (hier: 10). Im Fall des dargestellten Beispiels liegt der Korrekturfaktor, mitdem die Einzelwerte aller Punktobjekte innerhalb des Polygons multipliziert werden, bei 1,5.Aus der Multiplikation der Einzelwerte und des Korrekturfaktors ergibt sich für jedes Punktobjekt ein „angepasster“Einzelwert (Abbildung 9-1). Diese „angepassten Einzelwerte“ werden abschließend in einer Ergebnisdateiausgegeben. Dabei handelt es sich um eine tabulatorengetrennte Textdatei (txt-Datei) mit zwei Spalten. Dieerste Spalte enthält das Identifikationsmerkmal der Punktobjekte, die zweite die „angepassten“ Einzelwerte.9.2 Verwendung im Zusammenhang mit VerkehrsmodellenVor dem Hintergrund des bereits in Kapitel 5 angesprochenen, stark fragmentierten Datenbestandes z.B. imBereich der Arbeitsmarktdaten ermöglicht das Tool „Randsummenanpassung“ die Verknüpfung von zwei Datenquellen,die sich auf verschiedenen räumlichen Ebenen befinden.Bei der vermutlich häufigsten Standardanwendung im Zusammenhang mit der Aufarbeitung von Strukturdatenfür Verkehrsmodelle wird es darum gehen, mit einem gewissen Fehler behaftete Daten für Einzelpunkte anhandamtlicher Daten auf der Ebene der Gemeinden oder anderer statischer Gebiete zu korrigieren. So könnten z.B.einem Nutzer Daten zur Anzahl von Beschäftigten auf der Ebene von Einzelunternehmen vorliegen. SolcheDaten können u.a. aus den Unternehmensregistern der Industrie- und Handelskammern oder anderen Quellengewonnen werden. Allerdings sind entsprechende Daten in aller Regel mit Fehlern belegt, so dass ihre direkteAnwendung gewisse Risiken birgt. Deutlich verlässlicher sind hingegen die Daten der amtlichen Statistik zurAnzahl der sozialversicherungspflichtig Beschäftigten nach Arbeitsort. Diese liegen hingegen nur auf der Ebeneder Gemeinden vor. Das Tool „Randsummenanpassung“ ermöglicht es nun dem Nutzer, den Einzeldaten derUnternehmen einen korrigierten Einzelwert zur Anzahl der Arbeitsplätze zuzufügen. Dabei ist sichergestellt,dass die Summe der korrigierten Einzeldaten der Unternehmen in einer Gemeinde exakt der Anzahl der sozialversicherungspflichtigBeschäftigten aus der amtlichen Statistik entspricht. 8Dabei ist zu beachten, dass die „angepassten“ Einzeldaten der Unternehmen selbstverständlich nicht den realenArbeitsplätzen dieser Unternehmen entsprechen. Ziel der Randsummenanpassung ist aber auch nicht dieGenerierung von Aussagen über Einzelunternehmen. Die angepassten Punktdaten sollen vielmehr in einemnächsten Schritt als Input für das Tool „Potenziale errechnen“ (Kapitel 7) verwendet werden können. Dabeiwerden die „angepassten“ (und als Einzelwert nur bedingt zuverlässigen) Daten auf die Ebene z.B. der Verkehrszellenaggregiert. Über den Umweg der „angepassten Einzeldaten“ und über die hintereinander geschalteteAnwendung der Tools „Randsummenanpassung“ und „Potenziale errechnen“ sind somit die Daten auf Gemeindeebeneauf die Verkehrszellen disaggregiert worden. Die dabei erzeugten Strukturdaten zur räumlichenVerteilung der Arbeitsplätze auf der Ebene der Verkehrszellen sind dabei deutlich zuverlässiger als wenn dieDaten der amtlichen Statistik auf Gemeindeebene nach anderen Schlüsseln (z.B. der Fläche, der Anzahl derEinwohner oder den Arbeitsplatzdaten der Erwerbsstättenzählung 1987) auf die Verkehrszellen verteilt wordenwären. Die angepassten Einzeldaten werden somit zur Herstellung eines relativ verlässlichen Disaggregierungsschlüsselsfür die Daten der amtlichen Statistik verwendet.9.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)Nach dem Start des Programms wird der Anwender aufgefordert, den Polygonlayer mit bekannten Gebietsdaten(z. B. Daten auf Gemeindeebene) in Form einer Shape-Datei auszuwählen (Abbildung 9-2).8 Ggf. kann es sinnvoll sein, den Unterschied zwischen den sozialversicherungspflichtig Beschäftigten und der Anzahl der Arbeitsplätzeinsgesamt durch entsprechende zusätzliche Faktoren auszugleichen. Vgl. hierzu z.B. die Ausführungen in Menze 2006.

9 Tool „Randsummenanpassung“ 45Abbildung 9-2:Auswahl der Shape-Datei mit PolygonenIm nächsten Schritt hat der Anwender zwei Spalten des Polygonlayers auszuwählen; die erste Spalte enthältdie Identifikationsnummer der Polygone, die zweite Spalte die Randsummenwerte. In dem in Abbildung 9-3dargestellten Beispiel wird dazu als Identifikationsmerkmal die sechsstellige Gemeindenummer sowie als Randsummedie Anzahl der Beschäftigten im Dienstleistungssektor ausgewählt.

46 9 Tool „Randsummenanpassung“Abbildung 9-3:Auswahl des Identifikationsmerkmales sowie des Randsummenfeldes des PolygonlayersIm nächsten Schritt fügt der Anwender die Shape-Datei mit den Punktdaten hinzu. In dem in Abbildung 9-4 gewähltenBeispiel wird ein Punktlayer mit Betriebsstandorten und Größenangaben ausgewählt. Auch zu diesemLayer muss der Nutzer anschließend die Spalten mit der Identifikationsnummer sowie den zu korrigierendenEinzeldaten auswählen. In Abbildung 9-5 handelt es sich bei letzterem um die Anzahl der Beschäftigten.

9 Tool „Randsummenanpassung“ 47Abbildung 9-4:Auswahl der Shape-Datei des Punktlayers

48 9 Tool „Randsummenanpassung“Abbildung 9-5:Auswahl der Spalte mit dem Identifikationsmerkmal und den Einzelwerten des Punktlayers

9 Tool „Randsummenanpassung“ 49Abbildung 9-6:BerechnungsstatusWährend der Berechnung kann der Nutzer den Status der Datenverarbeitung in der linken unteren Statusleisteverfolgen (Abbildung 9-7). Nach Abschluss der Berechnung wird der Anwender abschließend aufgefordert, Pfadund Dateiname zur Sicherung der Ergebnisdatei anzugeben (Abbildung 9-7). Bei der Ergebnisdatei handelt essich um eine tabulatorengetrennte Textdatei mit zwei Spalten: dem Identifikationsmerkmale des Punktlayerssowie den angepassten Einzelwerten der Punktobjekte (Abbildung 9-8).Abbildung 9-7: Speichervorgang

50 9 Tool „Randsummenanpassung“Abbildung 9-8:Ergebnisliste mit korrigierten Werteattributen

5110 Tool „Gebietsumschätzung“10.1 Allgemeingültige BeschreibungDas Tool „Gebietsumschätzung“ verknüpft Funktionen der Tools „Potenziale errechnen“ und „Randsummenanpassung“für die Arbeit mit nicht flächendeckenden Polygonlayern (z. B. einem Layer mit „Standorttypen“).FlächendeckenderPolygonlayer mit Wertattribut„Randsumme“Nicht flächendeckenderPolygonlayerPunktlayer mit Attribut„Einzelwert“A 7A 1A 8 A 9A 10A 2 A 3A 6A 4A 521 5310489 76INPUTB 1B 2B 2B 8B 3B 7B 4B 5Verschnitt desflächendeckenden unddes nichtflächendeckendenPolygonlayers21 5310489 76B 10C 1=11C 10=0B 9B 6C2=2 C3=5 C4=0C 7=0C 5=6C 8=17 C 6=7C 9=0Verschnitt des neuenPolygonlayers mit demPunktlayer undSummenbildung derWertattribute des letzterennach PolygonenINTERNER PROZESS• Aufteilung der Randsummen (A i) auf die Polygone(B i) unter Verwendung derSumme der Einzelwerte (C i)• Aufsummierung der Ergebniswerte für die im nicht flächendeckendenPolygonlayer enthaltenen Flächen.txtTextdatei mit Ergebniswerten nach PolygonenOUTPUTAbbildung 10-1: Funktionsweise des Tools „Gebietsumschätzung“Das Tool „Gebietsumschätzung“ verarbeitet drei Inputlayer zu einer Liste (Textdatei). Ziel der Operation ist dieSchätzung von Wertattributen für die Polygone eines Layers, die in ihrer Gesamtheit nicht flächendeckend fürden betrachteten Raum sein müssen (mittlerer Inputlayer in Abbildung 10-1) und in ihren Gebietszuschnittennicht denen der vorhandenen Datenquelle entsprechen müssen. Bei dieser handelt es sich um einen Polygonlayermit „zuverlässigen“ Randsummen, z.B. aus einer amtlichen Statistik auf Gemeindeebene (linker Inputlayerin Abbildung 10-1). Für das zu schätzende Wertattribut liegt zudem ein Layer mit Punktdaten vor, dessen Ein-

52 10 Tool „Gebietsumschätzung“zelwerte eine gewisse Unsicherheit beinhalten, deren Gesamtheit aber ein gutes Abbild der räumlichen Verteilungdarstellt (rechter Inputlayer in Abbildung 10-1). Die Aufgabe des Tools „Gebietsumschätzung“ besteht nundarin, das Wertattribut für alle Polygone des mittleren Inputlayers in Abbildung 10-1 unter Nutzung beider Datenquellenzu schätzen. Anders formuliert ist es das Ziel des Tools mit Hilfe der – mit einer gewissen Unsicherheitbehafteten – Punktdaten eine Umschätzung des betrachteten Wertattributs von einem flächendeckendenGebietszuschnitt in einen anderen, nicht unbedingt flächendeckenden Gebietszuschnitt vorzunehmen.In seinem internen Prozess geht das Tool „Gebietsumschätzung“ dabei wie folgt vor. Zunächst werden die Polygonedes flächendeckenden Inputlayers, für den bereits Wertattribute vorliegen mit dem Polygonlayer, für dendie Wertattribute geschätzt werden sollen, verschnitten. Bei dieser Verschneidung spielen die Wertattributezunächst noch keine Rolle. Ziel der Verschneidung ist vielmehr die Erzeugung eines neuen Polygonlayers, dessenPolygone jeweils eindeutig einem Polygon des Layers mit den Originaldaten und des Layers, für den dieUmschätzung vorgenommen werden soll, zugeordnet werden kann. Auf diese neu gebildeten Gebietseinheitenwerden dann in einem nächsten Schritt die Wertattribute des Inputlayers mit den gesicherten Originaldaten disaggregiert.Als Aufteilungsschlüssel für die Disaggregierung dient der Punktlayer (rechter Inputlayer in Abbildung10-1). Das Prinzip ist dabei dem in Kapitel 9 beschriebenen Tool „Randsummenanpassung“ sehr ähnlich.Nur werden in diesem Fall nicht die Einzelwerte des Punktlayers angepasst, sondern die Attribute des Polygonlayersmit dem veränderten Gebietszuschnitt.Nach dem Einlesen aller genannten Inputpakete ermittelt das Tool zunächst die Schnittmenge der beiden Polygonlayer.Das Ergebnis wird im weiteren Schritt mit dem Punktlayer verschnitten. Dabei wird für jedes Polygonder Schnittmenge die Summe von Wertattributen der sich dort befindenden Punkte gebildet. Unter Anwendungdieser Summe werden den Polygonen der Schnittmenge Anteile von Randsummen zugewiesen. Abschließendwerden die letzteren für die nicht flächendeckenden Inputpolygone aufsummiert. Das Ergebnis der Toolanwendungist eine tabulatorgetrennte Textdatei, die die Identifikationsmerkmale der Polygone mit den aggregiertenWerten enthält.10.2 Verwendung im Zusammenhang mit VerkehrsmodellenDas im Rahmen dieses Kapitels beschriebene Tool stellt eine Synthese der bereits beschriebenen Tools„Randsummenanpassung“ und „Potentiale errechnen“ dar. Das Tool trägt also nicht nur dem stark fragmentiertenBestand von kleinräumigen Daten Rechnung und ermöglicht die Zusammenführung von zwei Datenquellensondern ist ebenso fähig, die Daten für bestimmte definierte Bereiche wie z. B. Standorttypologien zu aggregieren.10.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)Nach dem Start des Programms wird der Anwender aufgefordert, eine Shape-Datei, welche einen flächendeckendenPolygonlayer (in diesem Beispiel Gemeinden der Region Hannover) enthält, festzulegen (Abbildung10-2). Anschließend sollen Attributspalten, die Identifikationsmerkmale der Polygone sowie die Randsummenbeinhalten, ausgewählt werden (Abbildung 10-3). Im nächsten Schritt werden ein nicht flächendeckender Polygonlayer(in diesem Beispiel Standorttypen der Region Hannover) sowie eine Shape-Datei mit den zu aggregierendenDaten in das Programm geladen (Abbildung 10-4, 10-6). Für den Standortlayer muss das das Schlüsselfeldbestimmt werden (Abbildung 10-5), für das Shape mit den zu aggregierenden Daten soll eine für die Berechnungrelevante Attributspalte bestimmt werden (Abbildung 10-7). Danach startet der Berechnungsvorgang,dessen Fortgang der in der unteren rechten Zeile angezeigt (Abbildung 10-8) wird.Nach dem Abschluss der Berechnung wird der Anwender zuletzt aufgefordert den Ort und Name für die zuspeichernde Datei zu wählen. Das Ergebnis stellt eine tabulatorengetrennte Textdatei, welche die Identifikationsmerkmaleder Polygone mit den geschätzten Wertattributen beinhaltet (Abbildung 10-10).

10 Tool „Gebietsumschätzung“ 53Abbildung 10-2:Einfügen der Shape-Datei mit dem flächendeckenden Polygonlayer

54 10 Tool „Gebietsumschätzung“Abbildung 10-3:Auswahl der Attributspalten mit Identifikationsmerkmalen der Polygone und Randsummen

10 Tool „Gebietsumschätzung“ 55Abbildung 10-4: Einfügen der Shape-Datei mit dem nicht flächendeckenden PolygonlayerAbbildung 10-5: Auswahl des Schlüsselfeldes für den Polygonlayer

56 10 Tool „Gebietsumschätzung“Abbildung 10-6: Einfügen der Shape-Datei mit den zu aggregierenden DatenAbbildung 10-7: Auswahl der Attributspalte mit den zu aggregierenden Daten

10 Tool „Gebietsumschätzung“ 57Abbildung 10-8:Darstellung des BerechnungsprozessesAbbildung 10-9:Ergebnisdatei

5811 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“11.1 Allgemeingültige BeschreibungDas in diesem Kapitel beschriebene Tool wurde entwickelt, um Standorte (Verkehrszellen) hinsichtlich der Erreichbarkeitvon bestimmten Standortfaktoren (z. B. Arbeitsplätze oder Einzelhandelseinrichtungen) zu untersuchen.Für die Ausführung des Tools benötigt Anwender drei Eingangsdatenpakete. Zum einen ist eine Karte der Verkehrszellenin Form einer Shape-Datei, zweitens eine Tabelle mit den Strukturdaten (als .dbf-Datei) erforderlich.Drittens wird eine Reisezeitmatrix benötigt, die aus einem Verkehrsmodell (z. B. VISUM) exportiert wird. Weiterhinmüssen für die Ausführung des Tools verschiedene Parameter (Abbildung 11-1) wie maximale Reisezeitoder Anzahl der darzustellenden Verkehrszellen angegeben werden.Abbildung 11-1:Parameter des Tools „Erreichbarkeitsanalyse auf Zellenbasis“ParameterKurzbeschreibungAnzeige aller ParameterErreichbarkeit Gelegenheiten (Min)Matrix einlesenDarstellung Anzahl KlassenFilter Darstellung bis ZellennummerAuskunft über eingestellte ParameterAngabe maximalen Reisezeit (in Min), die bei der Erreichbarkeitsberechnungangesetzt wirdAuswahl der zu verwendenden ReisezeitmatrixEinstellung der Anzahl von Größenklassen zur Darstellung desErgebnisses in ArcMapAuswahl der höchsten Verkehrszellennummer, die dargestellt werdensoll, Dies wird benötigt, falls keine Umlandzellen abgebildetwerden sollen. (für Berechnung werden jedoch alle Verkehrszellenberücksichtigt)Nach dem Einlesen einer verkehrsmittelspezifischen Reisezeitmatrix und der Auswahl von weiteren Bedingungenführt das Programm für jede Verkehrszelle folgenden Vorgang durch (siehe Abbildung 11-2):Das Programm überprüft, welche anderen Verkehrszellen von dieser aus mit der vorgegebenen maximalenReisezeit erreichbar sind, sich also im „Radius“ der maximalen Reisezeit befinden. Im nächsten Schritt werdendie Strukturdaten (z.B. Arbeitsplätze) dieser ausgewählten Verkehrszelle aggregiert (aufsummiert).Das Ergebnis dieses Berechnungsvorgangs wird in Form einer DBF-Datei gespeichert, die jeder Verkehrszelledie in der maximalen Reisezeit erreichbaren Strukturgrößen zuordnet. Die DBF-Datei wird automatisch mit demdie Verkehrszellen beinhaltenden Ausgangslayer verknüpft und in ArcMap dargestellt.

11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ 59Polygonlayer mitVerkehrszellenStrukturdatenDBFReisezeitmatrizen.txtAUSGANGSDATENA 7A 1A 8 A 9A 10A 2 A 3A 6A 4JoinDBFSCHRITT 1INPUTA 5• Auswahl der maximalen Reisezeit• Auswahl der Reisezeitmatrix• Auswahl der zu berechnenden StrukturdatenSCHRITTAuswahl der Verkehrszellen, die im „Radius“ derangegebenen maximalen Reisezeit liegen (erfolgt proVerkehrszelle)Reisezeit (min)A 2 A 3Summenbildung der in der Reisezeit erreichbarenStrukturdaten ( z. B. Anzahl der Arbeitsplätze) in den imEinzugsgebiet liegenden Verkehrszellen (erfolgt für jedeVerkehrszelle)INTERNER PROZESSA 1B= Σ A iA 5DBF-Datei mit summierten Strukturdaten für jedeVerkehrszelle (z. B. Anzahl der Arbeitsplätze, die in xMinuten erreicht werden können)DBFVerknüpfung der DBF-Datei mit dem Ausgangslayer„Verkehrszellen“ und Darstellung in ArcMapOUTPUTDBFAbbildung 11-2:Funktionsweise des Tools „Erreichbarkeitsanalyse auf Zellenbasis“

60 11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“11.2 Verwendung im Zusammenhang mit VerkehrsmodellenDas Tool „Erreichbarkeitsanalyse auf Zellenbasis“ stellt im Gegensatz zu anderen hier beschriebenen Toolskein Werkzeug dar, das die für Erstellung der Verkehrsmodelle notwendigen Daten aufbereitet. Das Tool gehtein Schritt weiter und arbeitet mit bereits im Verkehrsmodell errechneten Reisezeitmatrizen. So ist es mit diesemTool möglich, die Lagegunst von Verkehrszellen aufgrund der Erreichbarkeit von verschiedenen Standortfaktorenmit verschiedenen Verkehrsmitteln zu bestimmen. (Abbildung 11-3).5 2,5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Kilometer2423 - 100000100001 - 200000200001 - 300000300001 - 400000400001 - 500000500001 - 560717Abbildung 11-3:Erreichbarkeit von Arbeitsplätzen in 45 Minuten mit dem ÖPNV11.3 Praktische Anwendung des Tools (Beispiel)Am Beispiel der Analyse der Erreichbarkeit Einzelhandelsgelegenheiten(aperiodischen Bedarfs) mit MIV wird indiesem Kapitel die Funktionsfähigkeit des Tools näher erläutert.Nach dem Start muss der Anwender zunächst den Polygonlayer mit den Verkehrszellen in das Programm laden(Abbildung 11-4).Im weiteren Schritt müssen die geladenen räumlichen Daten (Verkehrszellen) mit den sachlichen (Strukturdaten)verknüpft werden. Dies geschieht unter Verwendung des ArcMap-Befehls „Join“/“Verbinden“ (Abbildung 11-5). Die Verknüpfung erfolgt anhand der Identifikationsnummer der Verkehrszellen.

11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ 61Abbildung 11-4:Laden des PolygonlayersAbbildung 11-5:Verknüpfung der DatenDes Weiteren sollen vom Anwender die Berechnungsbedingungen hinsichtlich zeitlicher Grenze der Erreichbarkeit(in Minuten) festgelegt werden. Dazu wird die Funktion „Erreichbarkeit Gelegenheiten (Minuten)“ im Pull-Down-Menü „Parameter“ des Programminterfaces aktiviert (Abbildung 11-6). Anschließend muss Anwender

62 11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“durch Aktivierung der Funktion „Matrix einlesen“ in demselben Pull-Down-Menü , eine Reisezeitmatrix wählen,die zur Berechnung verwendet wird (Abbildung 11-7).Diese Matrix muss im VISUM O-Format aufgebaut sein und mit der Dateiendung „.txt“ versehen werden, damitdie Datei von ArcGIS gefunden werden kann. Das O-Format ist folgendermaßen aufgebaut:** Kopfzeilen (werden nicht berücksichtigt) Relationen mit Wert=0 müssen nicht aufgeführt werdenVonZelle1 NachZelle1 WertVonZelle1 NachZelle2 Wert...VonZelle2 NachZelle1 Wert...VonZelleN NachZelleN WertVerkehrsmodelle berechnen unterschiedliche Reisezeitmatrizen (z.B. Pkw-Fahrzeit im belasteten Netz, Pkw-Fahrzeit im unbelasteten Netz, ÖPNV-Beförderungszeit, ÖPNV-Widerstand incl. Wartezeiten und Umsteigezuschläge,...), die für verkehrsmittelspezifische Erreichbarkeitsanalysen verwendet werden können. Außerdemkönnen Reisezeitmatrizen für den Fuß- oder Radverkehr durch die Division von Entfernungsmatrizen durcheinen geschwindigkeitsabhängigen Faktor erstellt werden, falls keine Fuß- und Radwegenetze im Verkehrsmodellhinterlegt sind..Der Anwender hat außerdem die Möglichkeit die darzustellenden Verkehrszellen über Aktivierung der Funktion„Filter Darstellung bis Zellennummer“ des Pull-Down-Menüs „Parameter“ zu bestimmen (Abbildung 11-8). Dazuist Angabe der Identifikationsnummer der letzten darzustellenden Verkehrszelle notwendig. (Vorgabewert„50.000“). Dies dient dazu, dass nur die Zellen innerhalb der Untersuchungsregion in ArcMap dargestellt werden(Im Beispiel Hannover mit Zellennummer < 50.000). Die Strukturgrößen aus Verkehrszellen außerhalb derRegion (in Hannover mit Zellennummern > 50.000) fließen trotzdem in die Berechnung der Erreichbarkeit ein(So wird z.B. für alle Verkehrszellen der Region Hannover die Erreichbarkeit von Arbeitsplätzen in Braunschweigund Wolfsburg mit berücksichtigt, die Verkehrszellen Braunschweig und Wolfsburg aber nicht dargestellt).Optional besteht schließlich die Möglichkeit, die Anzahl der Größenklassen, in welche das Ergebnis bei derDarstellung in ArcMap eingeteilt wird, zu ändern (Abbildung 11-9). Der vom Programm vorgegebene Wert ist„5“. Die Einteilung kann nachträglich bearbeitet werden.Mit der Aktivierung der Funktion „Start“ im Pull-Down-Menü „Erreichbarkeiten berechnen“ (Abbildung 11-10)wird der abschließende Teil des Inputprozesses gestartet, in dem der Anwender aufgefordert wird, die Spaltenmit der Identifikationsnummer der Verkehrszellen und mit zu den berechnenden Strukturdaten zu bestimmen(Abbildung 11-11). Nach der Festlegung des Speicherortes und der Dateibezeichnung (Abbildung 11-12) wirdder Berechnungsvorgang ausgelöst. Der Fortgang der Berechnung wird in der unteren rechten Zeile angezeigt(Abbildung 11-13).Nach dem Abschluss des Berechnungsprozesses wird eine DBF-Datei in dem angegeben Ort erstellt (Abbildung11-14). Ein Überschreiben einer vorhandenen DBF-Datei ist nicht möglich und führt zu einer Fehlermeldung.Die Daten, die das oben genannte File enthält, werden automatisch mit dem Verkehrszellenlayer verknüpft,so dass der Anwender das Resultat sofort weiterverwenden kann (Abbildung 11-14). Um weitere Strukturdatenmit derselben Reisezeitmatrix zu berechnen, muss lediglich die Funktion „Start“ im Pull-Down-Menü„Erreichbarkeiten berechnen“ aktiviert werden.

11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ 63Abbildung 11-6:Festlegung der zeitlichen ErreichbarkeitsgrenzeAbbildung 11-7:Auswahl der Reisezeitmatrix

64 11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“Abbildung 11-8:Auswahl der darzustellenden VerkehrszellenAbbildung 11-9:Änderung der Anzahl der darzustellenden Größenklassen

11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ 65Abbildung 11-10: Aktivierung des abschließenden InputprozessesAbbildung 11-11:Festlegung der Spalten mit Verkehrszellen und den zu aggregierenden Strukturdaten

66 11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“Abbildung 11-12:Festlegung des Speicherortes und der DatenbezeichnungAbbildung 11-13:Darstellung des Bearbeitungsprozesses

11 Tool „Erreichbarkeitsanalyse“ 67Abbildung 11-14:Ergebnis als DBF-File (r. o.) und als dessen Verknüpfung zum Verkehrszellenlayer