GIS: Monitoring von Fluglärm

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Die GIS- und Reporting-Plattform Cadenza wird von der Disy Informationssysteme GmbH in Karlsruhe entwickelt.
Wie in Bild 1 dargestellt, unterstützt sie unterschiedliche Datenquellen und verfügt über mehrere Clients: Cadenza Desktop bietet den vollen Funktionsumfang für GIS und Reporting. Hier werden die Datenquellen eingebunden, die Vorlagen für Recherchen, Diagramme, Karten und Berichte für Dritte erstellt und Analysen und Auswertungen durchgeführt. Cadenza Web ist der Zugang zu den Daten über den Browser. Das Web-GIS eignet sich  für Datenportale im Intranet oder Bürger-GIS im Internet, auf die Gelegenheitsnutzer und Bürger mit dem Tablet oder Smartphone zugreifen können. Cadenza Mobile ist die GIS-App für das mobile Endgerät. Karten, die mit Cadenza Desktop erstellt wurden, kann der Anwender unterwegs auch offline nutzen und bearbeiten.

Übersicht über den Aufbau und die Zugänge der Cadenza-Plattform.

Bild 1: Übersicht über den Aufbau und die Zugänge der Cadenza-Plattform.

 

Monitoring am Flughafen

Mit den Cadenza Services bereichern sie Ihre serviceorientierte Architektur (SOA) und Geodateninfrastruktur (GDI) mit aufbereiteten Informationen für vorhandene Anwendungen und Portale.  Die Lösung ist vielseitig in der Anwendung, einfach in der Nutzung und in öffentlichen Verwaltungen auf Bundes-, Landes- sowie auf kommunaler Ebene an vielen tausend Arbeitsplätzen in Deutschland und Österreich erfolgreich im Einsatz. So wird beispielsweise Cadenza beim Umwelt- und Nachbarschaftshaus (UNH) seit 2013 für das unabhängige Fluglärm-Monitoring des Frankfurter Flughafens angewandt. In Frankfurt werden jährlich über 50 Millionen Passagiere und 2 Millionen Tonnen Fracht befördert – Tendenz steigend. Auf dem Start- und Landebahnsystem finden bis zu 1.500 Starts und Landungen am Tag statt. Es gibt etwa 80.000 Beschäftigte vor Ort. Neben der enormen wirtschaftlichen Bedeutung, die dieser drittgrößte Flughafen Europas hat, birgt er aber auch viel Konfliktpotenzial, denn der Luftverkehr hat erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt und die in der Umgebung lebenden Menschen.  Deshalb hat das Land Hessen gemeinsam mit weiteren Akteuren das UNH in Kelsterbach geschaffen. Es soll bei besonders konfliktträchtigen Situationen rund um den Frankfurter Flughafen vermitteln und den Dialog mit den Akteuren verbessern. Beim UNH laufen die Informationen aus unterschiedlichen Fachbereichen und Organisationen zusammen und werden für ein unabhängiges Monitoring zusammengeführt. Als neutrale Informationsstelle ist das UNH verpflichtet, die Daten zu sammeln, sie neutral und transparent auszuwerten und sie zur Verfügung zu stellen. Für diese Aufgabe setzt das UNH seit 2013 auf Cadenza.

In dieser Lärmkonturkarte kann die Lärmbelastung in der Nacht mit der am Tag verglichen werden.

Bild 2: In dieser Lärmkonturkarte kann die Lärmbelastung in der Nacht mit der am Tag verglichen werden.

 

Zunächst hat das UNH in seiner Dauerausstellung mit Cadenza eine interaktive Präsentation zahlreicher Umweltdaten realisiert. Dadurch kann jeder Bürger flexibel auf die vielfältigen Datensätze zugreifen. Abrufbar sind beispielsweise die Fluglärmkonturenkarten. Diese zeigen, wie hoch der Lärm in verschiedenen Zonen rings um den Flughafen tagsüber und nachts war. Neben Daten aus den Jahren 2007 bis 2014 werden auch Prognosen für das Jahr 2020 gegeben.
Seit 2014 ist das auf Cadenza Web basierende Online-Portal http://cadenza.umwelthaus.org verfügbar, in dem alle interessierten Personen auf interaktiven Karten, Tabellen oder Diagrammen verschiedene Angaben zu Flughafenbetrieb und seinen Auswirkungen finden können. Abrufbar sind beispielsweise die Fluglärmkonturenkarten (Bild 2). Um die Angaben besser bewerten und einordnen zu können, werden die Zonen peu à peu mit weiteren Informationen ergänzt. Neben dem Pegelbereich in Dezibel sollen auch die Größe der Zone, die Bevölkerungsanzahl und deren Entwicklung oder die Anzahl der Wohngebäude angezeigt werden.

Dynamische Diagramme mit Cadenza Web. Im Beispiel: Altersverteilung pro Jahr und Gemeinde.

Bild 3: Dynamische Diagramme mit Cadenza Web. Im Beispiel: Altersverteilung pro Jahr und Gemeinde.

 

Auch online verfügbar

Neben der Kartendarstellung wird hierfür auch die Diagrammdarstellung von Cadenza Web eingesetzt (Bild 3).
Künftig sollen weitere Daten aus dem vom Umwelt- und Nachbarschaftshaus durchgeführten Umwelt-Monitoring im Online-Portal veröffentlicht werden. Wichtige Fragen nach den Auswirkungen vor allem der letzten Flughafenerweiterung auf die natürlichen Populationen von Tieren wie Fledermäusen, Hirschkäfern oder Springfröschen lassen sich dann dank der komfortablen Auswerte- und Darstellungsmöglichkeiten von Cadenza Web schnell und anschaulich beantworten. Die Cadenza-Anwendung im Umwelthaus Kelsterbach zeigt deutlich die Stärken der Software bei der Integration heterogener Datenbestände und den Aufbereitungsmöglichkeiten in Form von Karten und Diagrammen.

Nutzungsvarianten analysiert

Das UNH setzt aber nicht nur auf die Software aus dem Hause Disy, sondern auch auf deren Know-how bei komplexen Fragen des Geodatenmanagements. Um den Anwohnern des Frankfurter Flughafens mehr Ruhe zu verschaffen, was politisches Ziel der Landesregierung ist, hat Disy im Auftrag des UNH fünf Varianten zur unterschiedlichen Nutzung der Start- und Landebahnen mit Cadenza und der Datenbanktechnologie von Oracle Spatial analysiert und dabei ermittelt, bei welcher Variante die meisten Betroffenen durch veränderte Anflug- und Abflugrichtungen und -zeiten profitieren. Für die Analyse und Auswertung wurden Gemeindegrenzen und soziodemographische Daten mit Ergebnissen der Fluglärmberechnung auf Datenbankebene verschnitten und diese mit der Bevölkerungsdichte unterlegt (Bild 4). Bedingt durch die Betriebsrichtung Ost oder West und die Unterscheidung in Morgen- und Abendrandstunde ergaben sich 20 zu untersuchende Varianten.

Hier sind für die Abendrandstunde drei Maximalpegelkriterien für den Vergleich von Basis mit den fünf Modellen überlagert; unterlegt ist ein Bevölkerungsraster mit der klassifizierten Bevölkerungsdichte.

Bild 4: Hier sind für die Abendrandstunde drei Maximalpegelkriterien für den Vergleich von Basis mit den fünf Modellen überlagert; unterlegt ist ein Bevölkerungsraster mit der klassifizierten Bevölkerungsdichte.

 

Diesen datenbankbasierten Lösungsansatz hat Disy schon in vielen großen Infrastrukturprojekten erfolgreich angewandt und im Laufe der Zeit immer weiter ausgebaut. Im GIS-Bereich zählt Disy zu den wenigen Firmen weltweit, die die Technologien von Oracle Spatial in diesem Umfang und in dieser Tiefe einsetzt. Auch im Lärmpausenprojekt hat er sich bewährt, weil damit große Datenmengen in Verbindung mit komplexen Verschneidungsalgorithmen in kurzer Zeit effektiv verarbeitet und schnell Daten für die Entscheidungsprozesse der Politik bereit gestellt werden konnten. Nach dieser Verschneidung waren nicht nur Aussagen über die Größe und Lage der betroffenen Gebiete, sondern auch über die Anzahl der Menschen möglich. So lassen sich die Anzahl der Gewinner und Verlierer für jedes Modell bilanzieren und insgesamt oder auf Gemeindeebene betrachten.
Die von Disy in enger Abstimmung mit dem UNH durchgeführte Analyse ergab, dass bei Modell 4 die meisten Betroffenen entlastet werden. Dieses Modell sieht vor, dass bei Westwind, der an drei von vier Tagen weht, während der Lärmpause einzelne Bahnen vermehrt, andere dafür gar nicht genutzt werden. Dadurch werden im Rhein-Main-Gebiet 105.000 Menschen entlastet und 65.000 Menschen belastet. Das ist ein Nettogewinn von 40.000 Menschen, die nun eine Lärmpause erhalten. Erst die mit Cadenza erzeugten Verschneidungskarten machen die tabellarischen Ergebnisse nachvollziehbar und verständlich für die politischen Entscheidungsträger. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde entschieden, dass mit Beginn des Sommerflugplanes am 23. April 2015 die Lärmpause für den einjährigen Probebetrieb eingeführt wird.

Fazit

Die Anwendung zeigt sehr gut, wie mit der Kombination aus komplexen und heterogenen Geo- und Sachdaten Fragen so bearbeitbar sind, dass sie nicht nur den Experten Antworten liefern, sondern auch die Transparenz politischer Entscheidungen mit hohem Bürgerinteresse schaffen können. (anm)

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