M  A  S  C  H  I  N  E  N  R  A  U  M

In der Stadtplanung sind räumliche Analysen, Karten und Pläne, sowie Informationssysteme unabdingbar. Sie dienen als Entscheidungshilfe, vereinfachen komplexe Zusammenhänge und aggregieren Informationen. Der kontinuierliche technische Fortschritt der letzten Jahre erlaubt es neue, zukunftsfähige Anwendungen im Kontext räumlicher Fragestellungen zu erarbeiten und öffentlich im Internet zur Verfügung zu stellen. Einen großen Anteil dieser positiven Entwicklung ist der Open Source Community zuzuschreiben, die nötige Erweiterungen und frische Ideen gut dokumentiert und frei zur Verfügung stellen.

Der c/o zukunft Maschinenraum ist Ausstellungsort und Spielwiese für interaktive GIS-Anwendungen auf Open Source & Open Data Basis.

Jede Anwendung, beziehungsweise Maschine des Maschinenraums kann interaktiv bedient und ausprobiert werden. Die Bausteine der Maschinen werden informativ beleuchtet, um die Schnittstellen und Prozesse in der Erstellung der Anwendung zu dokumentieren. 

Hintergrund Freie Geodaten

Das Internet ist in den letzten 15 Jahren zu einer dynamischen Plattform gewachsen. Auf dem fruchtbaren Boden des World Wide Webs entsteht kollektiver Austausch, Zusammenarbeit und Kreation. User/-innen können Content und Daten produzieren und teilen. Vorhandenes kann neu verwendet werden und der Browser ist eine vielseitige Anwendung. Informationen im Internet können von jedem, zu nahe zu allen Themen erstellt werden.

Ein bedeutender Teil dieser stetig wachsenden Datenmengen sind frei verfügbare räumliche Daten, wie sie beispielweise OpenStreetMap anbietet. Der öffentliche Sektor, als einer der Hauptproduzenten und Verwalter von geographischen Informationen, ist angehalten diese Daten zunehmend zu digitalisieren und öffentlich zugänglich zu machen. Die Stadt Hamburg ist deutscher Vorreiter und stellt verschiedenste Datensätze in ihrem Open Data Portal frei zur Verfügung. Ein Ziel der Veröffentlichung von Daten unter freier Lizenz der staatlichen Stellen ist es unteranderem einen Rahmen für sozio-ökonomische Entwicklungen zu schaffen.

Umgebungs- und Erreichbarkeitsfinder Hamburg

Erreichbarkeiten zu modellieren ist mit Hilfe eines Straßennetzwerkes möglich. Auf der Karte wird ein Startpunkt gewählt und ein Algorithmus berechnet anhand der übergebenen Parameter, wie dem Fortbewegungsmittel das Gebiet, dass in der übergeben Zeit oder Distanz erreichbar ist. Zur Berechnung der Erreichbarkeitsisochrone wird die OpenRouteService API verwendet. Je nach Einstellung werden Restaurants, Kitas oder Fußballplätze in Hamburg, die sich in den Isochronen befinden dargestellt und können für weitere Informationen angeklickt werden. Diese Daten sind statisch aus OpenStreetMap und nur für Hamburg verfügbar.

Skills: Leaflet + Plugins (Leaflet Point in Polygon, Leaflet Reachability)

Daten: OSM, OpenRouteService API

Quellcode:

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Grundkarte Hamburg

Grundkarten dienen zur Orientierung und Verortung. Die Grundkarte beinhaltet die Flächennutzung, Gewässer und Infrastruktur der Stadt Hamburg. Außerdem kann mit Hilfe der Höhenschummerung ein digitales Geländemodell über die Grundkarte gelegt werden, um das Höhenprofil darzustellen. So können beispielweise die Deichkanten visuell nachvollzogen werden. Die Grundkarte kann durch ihre interaktive Webschale verschiedene Zoomstufen, beziehungsweise Detailstufen darstellen. Die unterschiedlichen Detailstufen vereinfachen die Orientierung, durch Straßen- und Parknamen und sorgen für eine sinnvolle Skalierung der Geometrien.

Das Styling der Flächen und Infrastruktur erfolgte in QGIS. Das Digitale Geländemodell wurde, mit Hilfe eines dafür geschrieben Python-Scripts, zusammengesetzt und als Leaflet ImageOverlay in die Karte integriert. Die Flächen und Infrastrukturen werden als TileLayer dynamisch in die Karte geladen.

Die Karte verfügt über Plug-Ins, die es den User/-innen erlaubt eigenständige Geometrien zu zeichnen und ausgewählte Bereiche der Karte zu drucken. Außerdem ist die Legende der Flächennutzung mit Hilfe eines Plugins realisiert, da TileLayer nativ in Leaflet keine Legende besitzen.  

Skills: QGIS, Leaflet + Plugins (Leaflet Legend, Leaflet Fullscreen Control, Leaflet Browser Print, Leaflet Geometry Management)

Daten: ALKIS, OSM, DGM Hamburg

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Unfallkarte Hamburg

Der Unfallatlas bietet freie, sinnvoll strukturierte und aufbereitete Daten zu jedem dokumentierten Unfall an. So können die Daten nach verschiedenen Parametern gefiltert und ausgewertet werden. Die Darstellung kann gut mit Hilfe einer Heatmap realisiert werden, um Unfallhotspots zu identifizieren. Dafür werden die Daten in QGIS entsprechend vorbereitet und abschließend mit Hilfe des QGIS2Web Plugins als Leaflet Karte exportiert.

Der Export Schritt beinhaltet den Export der Unfallpunkte als GeoJSON, die dann über einen Leaflet HeatLayer visualisiert werden. Das Styling wird über das QGIS2Web Plugin aus QGIS übernommen.   

Skills: QGIS, QGIS2Web, Leaflet

Daten: Unfallatlas

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Grundflächenzahlkarte Hamburg

Die Grundflächenzahl eines Flurstückes gibt ihre prozentuale Bebauung an. Hierfür wird die Grundfläche der baulichen Anlagen durch die Fläche des Flurstückes geteilt. Grundlage der Berechnung ist die ALKIS.

Zur effizienten Ermittlung der GRZ wurde mit dem QGIS Modell Builder ein Modell erstellt. In dieses müssen die User/-innen die Flurstücke und Gebäude einpflegen. Die weiterführenden Rechnungen, Verschneidungen und das Styling werden durch das Modell erstellt. Der Modell Builder erlaubt es Aufgaben zu automatisieren, was für grundlegende Anwendungen super sinnvoll und zeitsparend ist.

Abschließend wurde der gestylte GRZ-Layer als Tiles exportiert und als TileLayer auf die Basemap gesetzt.  

Skills: QGIS Modell Builder, Leaflet

Daten: ALKIS

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Bautätigkeit seit 2010 in Hamburg

Die Bautätigkeit an Gebäuden basiert auf der ALKIS Hamburg. Es wurden alle Gebäude ausgewählt, die seit 2010 gebaut oder durch bauliche Maßnahmen verändert wurden. Der Auswahl kann in ihrer Gesamtheit dargestellt werden oder durch einen Slider dynamisch bis zu einem Jahr dargestellt werden.

Die Gebäude werden als GeoJSON in das Leaflet Dokument eingebunden. Der Slider wird über ein Plugin realisiert. Wird ein Jahr auf dem Slider ausgewählt wird das entsprechende Jahr und falls vorhanden die vorherigen Jahre dynamisch in die Karte geladen. Dafür wird der gesamte Gebäude Datensatz nach den einzelnen Jahren aufgeschlüsselt. Wird auf dem Slider ein Jahr ausgewählt wird über ein Event die ChangeMapFunction gerufen, die als Parameter das ausgewählte Jahr des Sliders übergibt. Über ein Switch Statement werden die entsprechenden Jahre ausgewählt und in die Karte geladen.

Skills: Leaflet + Plugins (Leaflet Timeline Slider)

Daten: ALKIS

Quellcode:

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3D Stadtmodell Hamburg

3D-Stadtmodell von Hamburg bestehend aus LoD 2 Gebäuden, Straßenbäumen, Straßen und Gewässern. Die Daten werden im CityGML Format in einer Datenbank gespeichert und können aus dieser als KML-Geometrien exportiert werden und auf einem digitalen Globus dargestellt werden. Jede abgeschlossene Einheit des Modells verfügt über Hintergrundinformationen aus der entsprechenden Datenbank. Sprich ALKIS oder OpenStreetMap, die zum Zeitpunkt der Erstellung noch über einen Google Fusion Table mit den KML-Geometrien verlinkt war. Der Support für Google Fusion Tables ist seit kurzem eingestellt, wodurch diese Informationen leider nicht mehr im Modell verlinkt sind.

Der Cesium Globe erlaubt es User/-innen aus verschiedenen Hintergrundkarten zu wählen und den vorhandenen Layer an- und auszuschalten. Es können WMS-Layer und Terrain-Layer hinzugefügt werden, einzelne Objekte ausgewählt werden und Scene Links und Screenshots erstellt werden. Außerdem können Gelände- und Objektschatten berechnet werden, die über eine Zeitleiste dynamisch berechnet werden.

Das 3D-Stadtmodell wurde im Rahmen der Bachelorarbeit von TK erstellt. Link zur BA.      

Skills: FME, CityGML, 3DCityDB, Cesium, R, Google Fusion Tables

Daten: LoD2 Gebäude, Straßenbaumkataster, OSM Gewässer und Straßen

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