Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Aktuell ist eine rapide Zunahme der Nutzung von Bioenergie zu verzeichnen, die sich mittelfristig fortsetzen wird. Damit geht ein Wandel der Landnutzung einher, der zu Konflikten und Synergien mit den Zielen des Naturschutzes f\u00fchren kann. Bisher fehlen Methoden prognostizierter Szenarien, um die durch den Anbau von Energiepflanzen gepr\u00e4gten Landschaften m\u00f6glichst f\u00fcr alle Akteure verst\u00e4ndlich darzustellen. Ziel des Vorhabens ist es, mit Hilfe von visuellen 3D-Simulationen auf der Basis von Lenn\u00e93D-Software Landschaftsszenarien vom Anbau nachwachsender Rohstoffe darzustellen, um damit einen Beitrag zur Konfliktanalyse und zur Akzeptanzf\u00f6rderung zu leisten. Neben der angestrebten fotorealistischen Darstellung von prognostizierten Szenarien sollen dazu Kombinationen von fotorealistischen und non-fotorealistischen Darstellungen eingesetzt werden, um bestimmte Informationen, wie beispielsweise Gef\u00e4hrdungspotentiale oder Synergien bestimmter Kulturen, in Hinblick auf ihre naturschutzfachlichen Aus-wirkungen visuell zu kommunizieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZentral f\u00fcr die Realisierung des Forschungsprojektes ist eine enge Kooperation mit dem DBU-Projekt \u00dcbertragbare Strategien zur naturvertr\u00e4glichen Biomassebereitstellung auf Landkreisebene, welches sowohl Daten und Szenarieninformationen bereitstellt, als auch im Rahmen von geplanten Workshops eine Plattform f\u00fcr den Einsatz von 3D-Simulationen im Diskurs bietet. Im Rahmen dieser Kooperation werden zun\u00e4chst die Gebiete f\u00fcr die Visualisierung von Landschaftsszenarien auf Schlagebene und f\u00fcr die Visualisierung von Gef\u00e4hrdungspotentialen festgelegt. Grundlage f\u00fcr die Auswahl der Untersuchungsgebiete bilden die aus dem Projekt Naturvertr\u00e4gliche Biomassebereitstellung hervorgehenden Eignungskarten f\u00fcr den Anbau von Energiepflanzen und Bewertungskarten von relevanten Landschafts-funktionen sowie Karten des \u00f6kologischen Risikos, die aus der Verschneidung von Eignungskarten und Landschaftsfunktionen hervorgehen. Diese Karten liegen f\u00fcr den Landkreis Ostprignitz-Ruppin und Traunstein (Chiemsee) vor. Durch die Einbeziehung dieser Informationen wird sichergestellt, dass Gebiete gew\u00e4hlt werden, die zum einen ein hohes Potential f\u00fcr den Anbau aufweisen, zum anderen aber auch potentielle Konfliktfl\u00e4chen enthalten. Im Anschluss an die Gebietsauswahl m\u00fcssen die verf\u00fcgbaren Daten bereitgestellt und aufgearbeitet werden. Dieser Arbeitsschritt umfasst insbesondere die Beschreibung von Anbauverfahren als digitale Regeln und die Zuordnung von Anbauverfahren zu den Fl\u00e4chen auf Basis der Szenarieninformationen. Daneben m\u00fcssen weitere Daten (H\u00f6henmodell und Luftbilder) beschafft und vorhandene Landnutzungsdaten an die Anforderungen des Visualisierungssystems angepasst wer-den. Auf Basis der resultierenden Datensammlung kann dann mit der Vegetationsmodellierung begonnen werden. Daf\u00fcr werden mit der Lenn\u00e93D-Vegetationsmodellierungssoftware Energiepflanzen und Beikr\u00e4uter auf den Fl\u00e4chen sowie Pflanzen in den S\u00e4umen verteilt. Es soll zum einen eine Darstellung des Status quo und zum anderen eine Auswahl von mindestens zwei Szenarien modelliert und visualisiert werden. Neben der fotorealistischen Darstellung sollen auch neue Methoden des Non-Photorealistic Renderings zur Darstellung von Gef\u00e4hrdungspotentialen und Synergien eingesetzt werden. Dazu werden beispielsweise die Ergebnisse der \u00f6kologischen Risikoanalyse als Attribute den 3D-Pflanzen zugeordnet. Durch die grafische Umsetzung der Attributierung k\u00f6nnen Konflikte oder Synergien visuell kommuniziert werden. Damit erfolgt eine Weiterentwicklung der methodischen Konzepte in der Landschaftsvisualisierung hin zu einem Smart Landscape Model, welches sich nicht nur zur visuellen Kommunikation der sichtbaren Landschaft sondern auch zur Informationsvisualisierung eignet. Etwa zur H\u00e4lfte der Projektlaufzeit werden die Ergebnisse der Modellierung und Visualisierung den Akteuren als Hilfsmittel im Rahmen von Workshops mit an die Hand gegeben. Die Option zwischen verschiedenen Szenarien umzuschalten und die M\u00f6glichkeit auch nicht sichtbare Konflikte visuell darzustellen, soll zu einer Sensibilisierung f\u00fcr das Thema beitragen. Die aus den Workshops gewonnenen Erfahrungen und Kritiken gew\u00e4hrleisten im wei-teren Projektverlauf eine gezielte Weiterentwicklung der Methodik.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Prim\u00e4re Ergebnisse sind die erzeugten digitalen Landschaftsmodelle, die Relevees (Pflanzenverteilungen) und die daraus entstandenen Visualisierungen. Da das Hauptaugenmerk der Untersuchung auf den visuellen Simulationen von Anbauszenarien nachwachsender Rohstoffe lag, wurden f\u00fcr den Projektbericht aus den entwickelten Szenarien f\u00fcr die Untersuchungsgebiete im Chiemgau und in Ostprignitz-Ruppin beispielhafte Bildreihen an je drei unterschiedlichen Standorten erstellt. Die Bildreihen k\u00f6nnen den Projektbericht entnommen werden oder bei Frau Prof. Dr. B. Kleinschmit angefragt werden.<\/p>\n
Im Folgenden werden zentrale Forschungsfragen den Ergebnissen gegen\u00fcbergestellt und diskutiert. Die erste Forschungsfrage lautet: Lassen sich interaktive und (foto-)realistische Darstellungen von agrari-schen Landschaftssystemen realisieren? Betrachtet man die pr\u00e4sentierten Visualisierungen, ist das prim\u00e4re Ziel des Antrages, die Erstellung von visuellen Simulationen von Agrarlandschaften erreicht. Die abgebildeten Landschaftsbilder erreichen eine hohe visuelle Qualit\u00e4t, die Szenen sind ann\u00e4hrend in Echtzeit visualisierbar und durch die Bindung einzelner Kulturen an Darstellungslayer k\u00f6nnen die Szenen interaktiv manipuliert werden. Es gibt aber eine Reihe von Einschr\u00e4nkungen und Restriktionen, die zum Teil durch eine Anpassung der Methodik beseitigt werden konnten, zum Teil aber auch unbeantwortet bleiben m\u00fcssen und weiterer Forschung und Entwicklung bed\u00fcrfen. Die sicherlich zentralste Einschr\u00e4nkung betrifft die derzeitige Limitierung auf relativ kleine Landschaftsausschnitte, die dazu f\u00fchrte, dass statt der geplanten 400 Hektar nur 25 Hektar gro\u00dfe Gebiete visualisiert wurden. Sie ist auf folgende Fak-toren zur\u00fcckzuf\u00fchren: <\/p>\n
1.\tDie Zahl der Pflanzen in einer Landschaft
\n2.\tDie Komplexit\u00e4t der Geometrien der einzelnen Pflanzenmodelle
\n3.\tAnforderung der Echtzeitvisualisierung<\/p>\n
Fasst man alle drei Faktoren zusammen, befindet sich die Echtzeitvisualisierung von fotorealistischen Landschaften hier an ihrer Leistungsgrenze. Zwar l\u00e4sst sich die Performance durch geschickte Szenen-gestaltung, d. h. dem bewussten Weglassen von Vegetationsformen, wie es am Chiemgauer Beispiel mit den Gr\u00fcnl\u00e4ndern gemacht wurde, oder durch die Reduzierung der Pflanzendichte (alle Getreide\u00e4cker wurden nur mit halber Saatst\u00e4rke modelliert) deutlich steigern, eine dauerhafte L\u00f6sung bringen solche Manipulationen aber nicht. Hier werden weitere Forschungen n\u00f6tig sein, um Algorithmen zu entwickeln, die Pflanzenverteilung bei Bedarf (on demand) erzeugen und\/oder komplexe Vegetationsstrukturen im Szenenhintergrund durch Texturen oder andere abstrahierte Darstellungen ersetzen. L\u00f6sungsvorschl\u00e4ge f\u00fcr dieses Problem werden aktuell im Rahmen einer Doktorarbeit am Conrad-Zuse-Institut in Berlin in Kooperation mit der Lenn\u00e93D GmbH entwickelt.<\/p>\n
Die zweite Forschungsfrage, ob sich aus den erstellten Visualisierungen Aussagen zu m\u00f6glichen Ver\u00e4nderungen des Landschaftsbildes treffen und kommunizieren lassen, kann ebenfalls bejaht werden. Betrachtet man die vorliegenden Abbildungen, kann man zwei Aussagen treffen:
\n1.\tUnkonventionelle Biomassekulturen, deren Auftreten in der heutigen Agrarlandschaft bisher selten ist, fallen deutlich ins Auge.
\n2.\tDie meisten anderen verwendeten Kulturen fallen dagegen nicht als Energiepflanzen in der Landschaft auf, da es sich um Kulturen handelt, deren Anblick vertraut ist.
\nEs ist zusammenfassend festzuhalten, dass die vorgestellte Methode geeignet ist, um Ver\u00e4nderungen des Landschaftsbildes zu simulieren. Wie diese aber von der \u00d6ffentlichkeit wahrgenommen und bewertet werden, l\u00e4sst sich abschlie\u00dfend nicht bewerten. Zentrale Kritikpunkte, wie fehlende Jahreszeiten und eine fehlende Darstellung der Vegetation im Jahresgang, wurden auf einem DBU-Statusseminar identifiziert. Gerade bei Kulturen, die innerhalb eines Jahres ein starkes H\u00f6henwachstum aufweisen, f\u00fchrt die derzeitige Beschr\u00e4nkung der verwendeten 3D-Pflanzenbibliothek auf den Vollfr\u00fchling bzw. Sommer zu einer einseitigen Darstellung. Hier gilt es, 3D-Pflanzenmodelle und Methoden zu entwickeln, die eine differenzierte Darstellung im Jahresgang erm\u00f6glichen.<\/p>\n
Zur dritten Frage, wie abstrakte Informationen, beispielsweise Fl\u00e4chenanteile, Erosions- oder Verdichtungsempfindlichkeiten mit Hilfe der visuellen Simulationen integrativ dargestellt werden k\u00f6nnen, lassen sich nur vorl\u00e4ufige Antworten geben. Durch das Einf\u00e4rben der Ackerschl\u00e4ge, deren Kulturen f\u00fcr die Energieproduktion bestimmt sind, k\u00f6nnen a) Energiepflanzen von Kulturen f\u00fcr Nahrungs- und Futtermittel abgegrenzt werden und b) die Fl\u00e4chenanteile betont werden. Das Verfahren eignet sich somit grunds\u00e4tzlich f\u00fcr die Integration von Fachinformationen. Als zweite Technik wurde NPR-Technik eingesetzt, um die Landschaftsmodelle abstrakt-skizzenhaft darzustellen und Umweltinformationen durch Einf\u00e4rbung dieser Skizzen auf der Basis von Rasterdaten zu integrieren. Hierbei handelt es sich um eine neue, noch nicht erprobte Technologie, die einerseits vielversprechende Ergebnisse liefert, andererseits aber weit von der Marktreife entfernt ist. Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass sich mit dem verwendeten System in-novative Informationsvisualisierungen erstellen lassen, die aber technisch nicht ausgereift sind, bzw. f\u00fcr die noch keine Daten- und Benutzerschnittstellen existieren. <\/p>\n
Die abschlie\u00dfende inhaltliche Frage, ob die im Projekt entwickelten Visualisierungen letztlich Diskussionsprozesse unterst\u00fctzen und zum besseren Verst\u00e4ndnis der Entwicklung des Biomasseanbaus und m\u00f6glicher Auswirkungen auf das Landschaftsbild beitragen k\u00f6nnen, kann nicht abschlie\u00dfend gekl\u00e4rt werden. Die aussagekr\u00e4ftigste Begutachtung erfuhren die Visualisierungsergebnisse bei einem DBU-Statusseminar im November 2007. Die dabei entstandenen inhaltlichen Diskussionen zeigen, dass die Bilder zumindest ein guter Einstiegspunkt in Diskussionsprozesse sein k\u00f6nnen. Zudem l\u00e4sst sich unweigerlich belegen und illustrieren, dass bestimmte Kulturen (insbesondere spezielle Biomassemaissorten und KUP) einen deutlichen Einfluss auf das Landschaftsbild haben. Die hierbei ge\u00e4u\u00dferte Kritik, dass der Mais ja nur wenige Wochen im Jahr so hoch steht, ist nat\u00fcrlich berechtigt, bedeutet aber trotzdem, dass in einer bestimmten Zeit im Jahr landschaftliche Sichtbeziehungen gest\u00f6rt werden k\u00f6nnten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt wurde auf der 8. Int. Conference on IT in Landscape Architecture in Dessau vorgestellt und stellt seine Arbeitsergebnisse Frau Prof. Dr. Schweitzer-Ries der Universit\u00e4t Marburg und dem Sunreg II Projekt in Hannover zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Fasst man die Ergebnisse abschlie\u00dfend zusammen, so l\u00e4sst sich festhalten, dass die vorgestellte Methode geeignet ist, um Szenarien eines Landschaftswandels durch einen zunehmenden Biomasseanbau qualitativ hochwertig, d. h. fotorealistisch, zu visualisieren. Die Erprobung der Methodik an zwei Gebieten zeigt, dass sie \u00fcbertragbar ist. Bei der \u00dcbertragung k\u00f6nnen sogar Synergien entstehen, weil digitale Vegetationsaufnahmen (Relevees) wiederverwendet werden k\u00f6nnen. Auf lange Sicht k\u00f6nnten sich Nutzer umfangreiche Vegetationsbibliotheken aufbauen, wodurch die Modellierung und Visualisierung deutlich beschleunigt werden kann. Allerdings beschr\u00e4nken die bisher verwendeten Rendering-Algorithmen bzw. das Systemdesign des Lenn\u00e93D-Players die Gr\u00f6\u00dfe des Landschaftsausschnittes, weil zurzeit alle Pflanzen durch diskrete Punkte beschrieben werden.
\nBetrachtet man die Ergebnisse vom mittel- bis langfristigen Ziel des Projektes her, einen Beitrag f\u00fcr die Bewertung zuk\u00fcnftiger Energielandschaften zu leisten, so muss offen bleiben, wie gro\u00df dieser sein kann. Wie berichtet, zeigen erste Erfahrungen, dass die erzeugten Bilder Diskussionsprozesse anregen k\u00f6n-nen. Ob und wie weit sie aber f\u00fcr die Entwicklung von Leitbildern einer zuk\u00fcnftigen Biomassenutzung beitragen k\u00f6nnen oder ob der Einsatz solcher Bilder in umweltpsychologischen Untersuchungen zur Wahrnehmung von Energielandschaften erfolgreich sein kann, bleiben offene Fragen, die nur anhand empirischer Studien bearbeitet werden k\u00f6nnen. Das Projekt stellt die erzeugten Ergebnisse in diesem Sinne Frau Prof. Schweitzer-Ries von der Universit\u00e4t Marburg zur weiteren Auswertung und Evaluierung zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Aktuell ist eine rapide Zunahme der Nutzung von Bioenergie zu verzeichnen, die sich mittelfristig fortsetzen wird. Damit geht ein Wandel der Landnutzung einher, der zu Konflikten und Synergien mit den Zielen des Naturschutzes f\u00fchren kann. Bisher fehlen Methoden prognostizierter Szenarien, um die durch den Anbau von Energiepflanzen gepr\u00e4gten Landschaften m\u00f6glichst […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[58,47,2422,50,51,52],"class_list":["post-24409","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-berlin","tag-klimaschutz","tag-landnutzung","tag-naturschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"24801\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-24801.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"36.239,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Technische Universit\u00e4t Berlin\nInstitut f\u00fcr Landschaftsarchitektur\nund Umweltplanung","dbu_projektdatenbank_strasse":"Str. des 17. Juni","dbu_projektdatenbank_plz_str":"10623","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Berlin","dbu_projektdatenbank_p_von":"2007-01-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2007-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"12 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"030-314 72847","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Berlin","dbu_projektdatenbank_foerderber":"124","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-24801.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24409","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24409\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":37412,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24409\/revisions\/37412"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24409"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24409"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24409"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}