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GIS in der Stadt- und Regionalplanung: Anwendungen und Beispiele

GIS verbessert die Stadt- und Regionalplanung durch die Analyse und die Visualisierung von räumlichen Daten. Hier sind Funktionen und Vorteile mit innovativen Technologien und Anwendungsfällen

Die GIS-Technologie (Geographic Information System) spielt eine entscheidende Rolle in der Stadt- und Regionalplanung, da sie es ermöglicht, geografische Informationen und Datenanalysen zu integrieren, um gut strukturierte und nachhaltige Stadtpläne zu erstellen.

GIS bietet detaillierte Einblicke in das Gelände und die Infrastruktur, generiert Visualisierungen der Umweltbedingungen und verbessert die Entscheidungsfindung der Interessengruppen.

Um jedoch von den Vorteilen des GIS in der Stadtplanung zu profitieren, ist es erforderlich, fortschrittliche Technologien zu nutzen, die Planungs-, Bau-, Sicherheits-, öffentliche Arbeiten- und Ingenieurprofis dabei unterstützen, alle Anforderungen zu erfüllen oder zu übertreffen. In diesem Zusammenhang empfehle ich die Verwendung der Software für GIS-Digitalzwillinge, die es ermöglicht, OpenBIM-IFC-Modelle von Gebäuden und Infrastrukturen mit GIS-Daten zu integrieren, um digitale Modelle zu erstellen, die auf territorialer Ebene miteinander interagieren und Echtzeitinformationen von allen Interessengruppen verknüpfen.

Entdecken Sie Anwendungen und Vorteile von GIS in der Stadt- und Regionalplanung anhand von Fallstudien.

Was bedeutet Stadt- und Regionalplanung

Die Stadt- und Regionalplanung ist ein Prozess, bei dem städtische und regionale Räume organisiert und verwaltet werden, um bestimmte soziale, wirtschaftliche und ökologische Ziele zu erreichen. Dieser Prozess umfasst die Gestaltung und Verwaltung der Entwicklung von Städten und Regionen, um die Lebensqualität der Menschen, die dort leben, zu verbessern.

Hier sind einige Schlüsselaspekte der Stadt- und Regionalplanung:

  • Raumorganisation: Die Stadt- und Regionalplanung umfasst die Unterteilung des Raums in Zonen und die Bestimmung, wie diese Zonen genutzt werden sollen (z. B. Wohn-, Gewerbe-, Industrie-, Landwirtschaftszonen usw.);
  • Nachhaltige Entwicklung: Die Planung berücksichtigt die Umwelt- und sozialen Auswirkungen der städtischen und regionalen Entwicklung und zielt darauf ab, eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen und den Schutz der natürlichen Umwelt zu fördern;
  • Infrastruktur und Dienstleistungen: Die Planung umfasst die Planung öffentlicher Infrastrukturen (wie Straßen, öffentlicher Verkehr, Parks usw.) und Dienstleistungen (wie Schulen, Krankenhäuser, Sportanlagen usw.), die zur Unterstützung der Bevölkerung und der wirtschaftlichen Aktivitäten erforderlich sind;
  • Städtische Mobilität: Die Planung berücksichtigt auch, wie Menschen sich innerhalb von Städten und Regionen bewegen, um nachhaltige Verkehrsmittel zu fördern und den Verkehr und die Umweltverschmutzung zu reduzieren;
  • Öffentliche Beteiligung: Ein wichtiger Bestandteil der Stadt- und Regionalplanung ist die Einbeziehung der lokalen Gemeinschaft in den Entscheidungsprozess, um sicherzustellen, dass ihre Bedürfnisse und Meinungen bei der Gestaltung der städtischen Entwicklung berücksichtigt werden.

Zusammenfassend zielt die Stadt- und Regionalplanung darauf ab, lebenswerte, nachhaltige und ausgewogene Städte und Regionen zu schaffen, die die Bedürfnisse der Menschen und der umgebenden Umwelt berücksichtigen.

Die Rolle von GIS in der Stadt- und Regionalplanung

Die Integration von GIS in die Stadtplanung ermöglicht es, spezifische Herausforderungen wie Verkehrsmanagement, Grünflächenplanung und Umweltbewertung anzugehen.

GIS bietet die erforderlichen Werkzeuge zur Gestaltung und Kartierung von Stadtvierteln und Städten, und die Visualisierung, räumliche Analyse und räumliche Modellierung ermöglichen fundierte Entscheidungen zur städtischen Entwicklung.

Darüber hinaus ermöglichen die raumbezogene Abfragefunktionen und die Kartierungsfunktionen des GIS die Analyse der aktuellen Situation eines bestimmten Gebiets, einer Region oder Stadt. Folglich können auf der Grundlage dieser Informationen fundierte Entscheidungen über das Wachstum eines Gebiets getroffen und seine Entwicklung effizient geplant werden.

Mit GIS können Planungsausschüsse detaillierte Daten prüfen und die Entwicklung in gefährdeten Gebieten vermeiden. Beispielsweise können durch die Funktion der mehrschichtigen Kartierung des GIS eine Vielzahl von primären landwirtschaftlichen Flächen, Oberflächenwasser, häufige Überschwemmungen und stark erodierende Böden angezeigt werden. Diese Informationen ermöglichen es, die städtische Entwicklung in Gebieten mit häufigen Überschwemmungen zu vermeiden.

Schließlich erleichtert GIS Machbarkeitsbewertungen für Projekte wie Brücken, Schulen und Abfallentsorgungsanlagen.

Anwendungen von GIS in der Stadt- und Regionalplanung

Die Anwendungen von GIS in der Stadt- und Regionalplanung sind vielfältig und entscheidend für das Flächenmanagement.

Einige bedeutende Anwendungen sind:

  • Risikomanagement und Notfallplanung: GIS-Daten werden verwendet, um das Notfallmanagement mit der räumlichen Planung zu verbinden, indem Netzwerke, thematische Kartierungen und geografische Informationssysteme analysiert werden;
  • Standardisierung und Validierung von Stadtplanungsdaten: GIS ermöglicht die Erfassung und Analyse von sozioökonomischen und Umweltdaten für mögliche Standardisierungen;
  • Analysen der aktuellen Situation: Durch Methoden wie die Überlagerungsanalyse hilft GIS dabei, Gebiete zu identifizieren, in denen die Landentwicklung mit Umweltproblemen kollidiert, indem die aktuelle Entwicklung mit Bodenqualitätskarten überlagert wird;
  • Umsetzung von Stadtentwicklungsplänen: GIS kann bei der Umsetzung von Stadtentwicklungsplänen durch die Durchführung von Umweltauswirkungsprüfungen für vorgeschlagene Projekte zur Bewertung und Minimierung der Umweltauswirkungen der Entwicklung eingesetzt werden;
  • Ressourceninventar;
  • Erstellung von Karten und Flächennutzungsplänen.

Wie wird GIS in der Stadtplanung verwendet?

Hier sind einige der Hauptwege, wie Stadtplanungsprofis GIS nutzen:

  • Erstellung und Aktualisierung von Grund- und Topographiekarten;
  • Erstellung von georeferenzierten Inventaren für verschiedene Kategorien von Vermögenswerten: historische städtische Möbel, Grünflächen, Industrieparks usw.;
  • Überwachung und Kontrolle der Straßen- und Fußgängersignalisierung;
  • Mobilitätsstudien zur Erfassung von Personenströmen und Identifizierung von Engpässen;
  • Vorbereitung von Machbarkeitsberichten für Stadtentwicklungsprojekte, einschließlich der Vermeidung von Bauvorhaben in überschwemmungsgefährdeten Gebieten;
  • Durchführung von Umweltverträglichkeitsprüfungen für städtische Projekte;
  • Erfassung von Informationen zu Telekommunikationsnetzen, Stromversorgung und anderen Infrastrukturen;
  • Optimierung öffentlicher Dienstleistungen, wie Abfallwirtschaft und Park- und Gartenpflege;
  • Auswahl der besten Standorte für öffentliche Einrichtungen und Dienstleistungen, wie Krankenhäuser, Sportzentren und öffentliche Verkehrshaltestellen;
  • Verwaltung des städtischen Registers;
  • Georeferenzierung von Notfallmeldungen für eine schnelle Reaktion;
  • Identifizierung von Gebieten mit erhöhten Problemen im Bereich der öffentlichen Sicherheit.

Warum ist GIS in der Stadt- und Regionalplanung wichtig?

GIS ist ein wichtiges Instrument in der Stadtplanung zur Analyse und Visualisierung räumlicher Daten, was zu fundierten Entscheidungen über die Landnutzung, die Entwicklung von Infrastrukturen und das Ressourcenmanagement beiträgt.

Hauptvorteile von GIS

Die Hauptvorteile der Nutzung von GIS-Daten umfassen:

  • Besseres Verständnis der aktuellen städtischen Bedürfnisse: Dank GIS gewinnen Planer ein besseres Verständnis der aktuellen städtischen Bedürfnisse, indem sie geografische Daten aus verschiedenen Quellen wie Satellitenbildern und Luftaufnahmen verarbeiten. Dies bietet detaillierte Einblicke in Boden und Infrastruktur und erleichtert die Planung zur Erfüllung dieser Bedürfnisse;
  • Mehr Unterstützung für fundiertere Entscheidungen: GIS generiert Visualisierungen der aktuellen Umweltbedingungen eines Gebiets und ermöglicht den Vergleich mit den prognostizierten Ergebnissen von Entwicklungsplänen. Es ermöglicht auch die Analyse des aktuellen sozioökonomischen Zustands und die Identifizierung zukünftiger Trends für fundiertere Entscheidungen;
  • Integration und Visualisierung von Daten: GIS integriert und visualisiert große Datenmengen aus verschiedenen Quellen, um einen umfassenden Überblick über das Planungsgebiet und seine Probleme zu bieten. Dies unterstützt die Entwicklung alternativer Lösungen und die Vorhersage von demografischen Veränderungen, Änderungen in der Landnutzung und Verkehrsflüssen;
  • Effizientes Informationsmanagement: GIS unterstützt die Erfassung, Wartung, Analyse und Visualisierung räumlich zusammenhängender Informationen, verbessert die Qualität der Planung und erleichtert die Kommunikation zwischen den Beteiligten;
  • Effizienteres Ressourcenmanagement: GIS hilft bei der Identifizierung von Natur- oder vom Menschen verursachten Katastrophen und der Überwachung der Bevölkerung, was zu einem effizienteren Ressourcenmanagement beiträgt;
  • Verbesserung der Kartierung: Da alle Karten und Daten einer Region an einem zentralen Ort gespeichert werden können, kann GIS die Glaubwürdigkeit von Karten verbessern (wie aktuell eine Karte ist), die Effektivität thematischer Kartierung erhöhen und die Kosten für die Datenspeicherung reduzieren;
  • Optimierung der Kommunikation zwischen den Beteiligten: GIS vereinfacht den Prozess der Datenerfassung, -organisation und -abruf aus einer Vielzahl von Quellen und ermöglicht die Visualisierung von Daten auf verschiedenen Geräten. Durch die Verwendung spezifischer Software, die openBIM®- und GIS-Daten integriert, können Sie beispielsweise alle openBIM®-Modelle in der Cloud auf thematischen GIS-Karten geolokalisieren, und diese Daten sind von verschiedenen Geräten aus zugänglich.
openBIM® Modelle auf thematischen GIS-Karten

openBIM® Modelle auf thematischen GIS-Karten – usBIM.geotwin-Software

Vorteile der Nutzung von GIS in der Stadt- und Regionalplanung

Öffentliche Einrichtungen profitieren von zahlreichen Vorteilen der GIS-Nutzung in der Stadtplanung.

Zu den Hauptvorteilen gehören:

  • erhöhte Effizienz bei Entscheidungsprozessen;
  • Einsparung von Zeit und Geld durch einfachen Zugang zu Informationen;
  • datenbasierte Entscheidungsunterstützung;
  • effektiveres Management öffentlicher Ressourcen;
  • erhöhte Beteiligung der Bürger an Entscheidungsprozessen;
  • Förderung von Transparenz in der öffentlichen Verwaltung.

Zusammenfassend bietet GIS viele Vorteile in der Stadtplanung, die zu einem besseren Verständnis der städtischen Bedürfnisse, einer effektiveren Ressourcenverwaltung und einer optimierten Kommunikation zwischen den beteiligten Parteien beitragen.

Anwendung von Fernerkundung und GIS in der Stadtplanung

Durch die Analyse über mehrere Zeiträume bietet die Fernerkundung eine einzigartige Perspektive auf die Entwicklung von Städten. Die Anwendung von Fernerkundungs- und GIS-Technologien in der Stadtplanung bietet leistungsstarke Werkzeuge für datenbasierte Entscheidungen, um nachhaltigere, widerstandsfähigere und lebenswertere Städte zu schaffen.

Einige wichtige Anwendungen sind:

  • Kartierung und Überwachung der Landnutzung: Fernerkundungsdaten und GIS-Techniken werden verwendet, um detaillierte Landnutzungskarten zu erstellen, Veränderungen im Laufe der Zeit zu überwachen und zukünftige Landnutzungspläne zu bewerten;
  • Analyse des städtischen Wachstums und der „städtischen Ausbreitung„: Fernerkundung und GIS werden eingesetzt, um das städtische Wachstum zu bewerten und zu überwachen, Muster von städtischer Ausbreitung zu identifizieren und nachhaltige städtebauliche Entscheidungen zu unterstützen;
  • Planung von Infrastrukturen und Dienstleistungen: GIS-basierte räumliche Analysen werden genutzt, um die Position und Verteilung städtischer Infrastrukturen, öffentlicher Einrichtungen und Dienstleistungen wie Verkehrsnetze, öffentliche Dienste und Gesundheitseinrichtungen zu optimieren;
  • Umwelt- und Risikomanagement: Fernerkundungsdaten und GIS werden integriert, um Umweltprobleme zu identifizieren, Risiken im Zusammenhang mit Naturphänomenen zu bewerten und die Planung von Katastrophenvorsorge und Notfallmaßnahmen in städtischen Gebieten zu unterstützen;
  • Stadtumbau und Revitalisierung: Fernerkundungs- und GIS-basierte Tools ermöglichen die Visualisierung und Analyse von Stadtumbau-Projekten, erleichtern die Planung und Umsetzung städtischer Regenerierungsinitiativen.

Daher bietet die Nutzung von Fernerkundung und GIS in der Stadtplanung bedeutende Vorteile wie:

  • präzise räumliche Informationen;
  • effiziente Flächennutzungsplanung;
  • Überwachung des städtischen Wachstums;
  • nachhaltigeres und widerstandsfähigeres Umweltmanagement;
  • Optimierung der Infrastrukturplanung.

Beispiel für die Anwendung von GIS in der Stadtplanung: Fallstudien

Die Integration von GIS und BIM ermöglicht die Kombination geografischer Informationen mit Daten zur Gebäudestruktur, was die Planung, Gestaltung, Konstruktion und Verwaltung von Gebäuden und städtischen Umgebungen erleichtert.

Im Folgenden werden zwei Beispiele für die Anwendung von GIS in städtischen Umgebungen in zwei verschiedenen Kontexten vorgestellt: Barcelona und El Jadida (Marokko).

Im ersten Fall, ausgehend von der Föderation von IFC-Modellen auf der geografischen Ansicht, werden fortgeschrittene Abfrageebenen für die Eigenschaften jedes Elements, Gebäudes und der Infrastruktur auf architektonischer und struktureller Ebene erreicht.

Im zweiten Fall wird ausgehend von Punktwolken und texturierten Mesh-Modellen das IFC-Modell erstellt, um Daten und Eigenschaften zu überprüfen.

In beiden Fällen hilft die Geospatial Digital Twin Software usBIM.geotwin dabei, eine intelligentere und proaktivere Verwaltung von Infrastrukturen und Bauwerken zu gewährleisten, was wiederum zu effizienteren und nachhaltigeren städtischen Umgebungen beiträgt.

GIS in der Stadtplanung: Barcelona

Das folgende Video zeigt ein konkretes Beispiel, wie GIS in der Stadt Barcelona durch die Integration von openBIM®-GIS-Modellen angewendet wurde.

In diesem Fall wurden erfolgreich 2000 IFC-Modelle koordiniert, was insgesamt 120 GB an Daten ausmacht und zeigt, dass es keine Grenzen hinsichtlich Komplexität oder Anzahl der aktualisierbaren Daten gibt.

Die Vielfalt von openBIM® -IFC-Modellen innerhalb der digitalen Smart City ermöglicht eine effiziente und intelligente Verwaltung verschiedener städtischer Dienste und Systeme.

Direkt aus der geografischen Ansicht heraus ist es möglich, ein fortgeschrittenes Detailniveau zu erreichen und die Eigenschaften jedes Gebäudes und jeder Infrastruktur auf architektonischer, struktureller und MEP-Ebene zu untersuchen. Dies ermöglicht eine detaillierte Analyse der Ressourcen innerhalb der umgebenden Umgebung.

Geodatenabfrage von IFC-Modellen: usBIM_geotwin

Geodatenabfrage von IFC-Modellen: usBIM.geotwin

Diese Integration ermöglicht es, detaillierte Informationen über die Installationen eines Gebäudes zu kombinieren und anzuzeigen, um die Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Infrastrukturen und Bauwerken zu verbessern. Darüber hinaus ermöglicht es:

  • den Zustand und die Leistung der Gebäude in Echtzeit zu überwachen;
  • die Wartungs- und Managementoperationen zu optimieren;
  • potenzielle Probleme oder Kritikalität im Voraus vorherzusagen.

GIS in der Stadt- und Regionalplanung: El Jadida, Marokko

Das folgende Video zeigt, wie die Geospatial Digital Twin Software den Zugriff und die Verwaltung großer Datenmengen ermöglicht, ohne Einschränkungen hinsichtlich Komplexität, Anzahl und Aktualisierung von Daten, mit Dateirepräsentationen unterschiedlicher Größe, geolokalisiert und integriert mit dem GIS.

Ausgehend von der geografischen Ansicht wird die BIM-Visualisierung konfiguriert und texturierte Meshes und Punktwolken eines Gebäudes im Zentrum der historischen Stadt El Jadida verwaltet.

Ausgehend von der Punktwolke wird das IFC-Modell erstellt, um strukturelle Daten anzuzeigen und die Eigenschaften der Objekte im 3D-Modell zu überprüfen.

Die Verwendung von Punktwolken und Meshes zur Erstellung eines digitalen Zwillings ermöglicht eine höhere Effizienz, Zeitersparnis und Kostensenkung im Lebenszyklus von Strukturen und Infrastrukturen, wodurch die Planung städtischer Umgebungen optimiert wird.

usBIM.geotwin
usBIM.geotwin