Berechnung von Ruhezonen für ein ausgewähltes Gebiet der Sächsischen Schweiz unter besonderer Berücksichtigung des Reliefs

Die Berechnung von Sichtbarkeitsmodellen ist in ArcInfo standardmäßig integriert. Eingeschränkt möglich sind Ausbreitungsberechnungen, da sie nur an einer DGMRasteroberfläche erfolgen können und außerdem stets statistisch sind. Ein wichtiger Hinweis bei der Suche nach bestimmten Funktionen sind die ArcScripts der Internetseite www.esri.com. Dort finden sich zahlreiche Tools, die Nutzer selbst geschrieben haben. In diesem Jahr soll die Benutzeroberfläche und Onlinehilfe der neuen Version 8.1 auch in deutscher Sprache ausgeliefert werden [43]. Zusatzmodule zu ArcInfo werden seit einiger Zeit ausschließlich von den ESRI-Partnern entwickelt. Zu diesen Partnern gehören z.B. “Wölfel Meßsysteme“ in Würzburg, “IVU“ (Berlin und Sexau), “Conterra“ in Münster, “Insight“ in Köln oder “Wasy“ in Berlin. Das Lärmprognoseprogramm “IMMI“, auf welches in Abschnitt 7.2.1 näher eingegangen wird, wurde von dem Partner “Wölfel Meßsysteme“ entwickelt. Die Zusatzsoftware “FEFLOW“ (Finite Element Subsurface FLOW System) zur Berechnung von Schadstoffausbreitungen, stammt von dem ESRI-Partner “WASY“ in Berlin. Es ist ein leistungsfähiges Softwarepaket für 2D- und 3D- Simulationen von Strömungs-, Stoff- und Wärmetransportprozessen im Grundwasser und in ungesättigten porösen Bodenzonen. Mit einem solchen Instrument kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Stoffdichte modelliert, aber auch chemische Reaktionen, Abbaumechanismen oder die variable Fluiddichte durch Temperatur oder (Salz-) Konzentration berücksichtigt werden. Über den FEFLOW Interface Manager (IFM) ist es möglich, eigene Softwaremodule zu integrieren [52]. [...]

über Ansätze zur GIS-gestützten Modellierung dynamischer Systeme und Simulation ökologischer Prozesse. Für einige Anwendungen wäre es auch sehr wichtig, Animationen direkt und schnell aus der Datenbasis heraus zu berechnen. Die Veränderungen der realen Welt werden anhand von Neuerhebung und Redigierung des Datenbestandes nachvollzogen. Somit können auch Fragen nach Veränderungen über einen Zeitraum hinweg, über die Periodizität oder Tendenzen beantwortet werden. Der Zugriff auf einen vierdimensionalen Datenbestand erfolgt über den Hextree. Topologische Begriffe können “vorher“, “nachher“ und “während“ sein, womit zeitliche Analysefunktionen zu formulieren wären. Dadurch können Fragen nach der zeitlichen Ausbreitung von Stoffen innerhalb eines Mediums, nach dem voraussichtlichen Zerfall geologischer Strukturen und nach den Veränderungen der Landschaft, welche unter vielen äußeren Einflüssen stehen (z.B. Abtrag, Ausspülung, Klimaveränderungen oder Waldbrände), geklärt werden. Räumliche Objekte mit zeitlicher Ausdehnung werden zu Ereignissen. Deren Dynamik kann je nach Anwendergruppe von Sekundenschnelle (z.B. Echtzeitanwendung der Satellitennavigation) aber auch von Jahrmillionen währenden geologischen Prozessen sein. Durch die Erweiterung um die dritte und vierte Dimension erhöht sich auch enorm die Systemkomplexität. „Die Zeitdomäne ist in den Produkten der befragten Hersteller bislang noch gar nicht integriert.“ [19, S.50] Die wachsenden Ansprüche an die Hardware dürften aber bei der geradezu rasanten Entwicklung der Computerbranche kein Problem darstellen. [19, S.13] Wunschvorstellung ist die virtuelle Welt, die den bedeutenden Vorteil hat, dass darin ausgeführte Simulationen keinen Einfluss auf die reale Welt haben. Das heißt, dass alle Aktionen in der virtuellen Welt erprobt werden können, ohne dass sie in der realen Welt unnötigen Schaden anrichten. Voraussetzung dafür sind Versuche. Als Anspruch an die virtuelle Welt stellt sich natürlich ein möglichst reales Nachstellen der Wirklichkeit, sowohl bezüglich des Aussehens und der Beschaffenheit als auch des Verhaltens aller darin befindlicher Objekte. Forschungen der aktuellen Marktlage haben ergeben, dass leider noch nicht alle namhaften GIS-Anbieter Systeme entwickelt haben, die dreidimensionale Daten verwalten und analysieren können. „Es gibt jedoch sehr viele Institutionen und Firmen, welche gegenwärtig auf dem Gebiet forschen und zum Teil bereits marktfähige Ergebnisse erzielen.“ [19, S.51] ESRI bietet den ArcView 3D Analyst an. Dies ist eines der fortschrittlichsten kommerziellen Produkte im Bereich der 3D-Analyse. Bisher war es durch seine eigene Programmiersprache Avenue in sich abgeschlossen. Die neueste Version 8.1 ist aber komplett in Visual Basic programmiert. Fachschalen werden auf Anfrage entwickelt. Auf bereits vorhandene [...]

spezielle Kenntnisse erfordern, z.B. die Lärmausbreitung im Gelände. Die Zusammenarbeit von Fachleuten der einzelnen Anwendungsbereiche und Softwareentwicklern ist hier von großer Bedeutung. Neben der mathematischen Analyse der Daten ist natürlich die Erfassung, Bearbeitung, Präsentation und die Erzeugung von verschiedenen Ausgabeformaten von ebenso großer Bedeutung. Die Präsentation der Analyseergebnisse spielt für den Anwender eine besonders große Rolle. Räumliche Daten müssen übersichtlich visualisierbar sein. Wenn sich der Nutzer in einer Szene bewegt, sollte ihm stets der Zugriff auf die Übersichtsdarstellung möglich sein, um die Orientierung in der Szene zu gewährleisten. Die Darstellung von 2DElementen auf einem 2D-Bildschirm ist nicht schwierig. Aber für die Darstellung von 3DElementen sind natürlich kompliziertere Berechnungen nötig. Bei photorealistischen Darstellungen können die Rendering-Zeiten unter Umständen sehr lang sein. Ein fließender Übergang zwischen Datenbasis, Analysefunktion und Visualisierung ist sehr erstrebenswert. Vorraussetzung für leistungsfähige Anwendungen im dreidimensionalen Raum ist eine Datenstruktur mit integrierter Z-Koordinate. Der Zugriff auf den 3D-Datenbestand erfolgt nicht mehr durch den Quadtree, wie er aus den zweidimensionalen Anwendungen bekannt ist, sondern durch den Oktree. Das bedeutet, dass jeder Knoten acht Nachfolger hat. Dadurch können zum Beispiel auch geologische Schichten modelliert werden, die auch im DGM nicht erfassbar sind. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die Erweiterungsfähigkeit einer Software um zusätzliche Methoden und Modellkomponenten. Der Trend zu offenen Geoinformationssystemen zeichnet sich allerdings schon sehr deutlich ab. Wenn neue Anwendungen erforderlich sind, braucht möglicherweise nur ein Zusatzmodul für ein bereits existierendes Programmpaket entwickelt werden. Bei der Integration neuer Methoden sind Fragen nach Objekteigenschaften wie Struktur, Komplexität, Thematik oder Genauigkeitsanforderungen zu beachten. Die Fragen nach der günstigsten Datenstruktur der Anwendungen, nach der Art bereits vorhandener Daten, nach den benötigten Funktionen und mit welchen anderen Produkten das Programm kompatibel sein soll, müssen beantwortet werden. [19, S.67 f.] Neben der dritten Dimension, der Höhe, ist natürlich auch die Zeit eine wesentliche Größe, um realistische Modelle erzeugen zu können. Nicht nur ein Zustand, sondern der Entwicklungsprozess kann damit dokumentiert und analysiert werden. Bisher können Zeitinformationen bestenfalls in Form eines Attributes oder als Rasterbilder, welche die Situation zu verschiednen Zeitpunkten darstellen, abgespeichert werden. Auf der Internetseite [48] der Universität Hannover gibt es dazu eine interessante Veröffentlichung [...]