Geostatistische Auswertung der Daten

und Darstellung der Ergebnisse

Berücksichtigung von großflächig siedlungsbedingt erhöhten

Schadstoffgehalten in der kommunalen Planung

- Beispiel Stadt Brandenburg -

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Was sollen Sie in diesem Vortrag erfahren?

+ Warum wurde Geostatistik eingesetzt?

+ Wie können auch Sie diese Ergebnisse in der Bodenschutzpraxis sinnvoll verwenden?

Kurzablauf

+ Durchführung der geostatistischen Auswertung+ Datenaufbereitung+ Interpolation+ Kartenerstellung

+ Auswertung der Ergebnisse und Anwendungen

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Ausgangsdaten

+ Datengrundlage für geostatistische Auswertung

+ punkthafte Lageinformationen für Probenahmestandorte

+ tabellarische Schadstoffmesswerte aus Bodenproben

+ Geobasisdaten (Stadtgrenzen, Ausschlussflächen, Topografische Karten)

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Hauptziele der Geostatistik+ Überführung punkthafterSchadstoffinformationen in flächenhafte Informationen

+Darstellung der flächenhaften Verteilung von Schadstoffen

+ Kennzeichnung von Gebieten mit erhöhten Schadstoffgehalten gemäß BBodSchG 1998 §21

+ Untersuchung, ob ein Zusammenhang zwischen Boden- und Nutzungsarten und Schadstoffgehalten besteht

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Der geostatistische Auswertungsprozess

Ausgangsdaten- Geometriedaten

- BodenprobenSchadstoffe

Interpolation für alleSchadstoffe

(Kriging)

Interpolation für alleLeitschadstoffe

(Kriging mitstandardisierten

Werten)

Datenaufbereitung(Zusammenführung und

Gruppenbildung)

Evaluation

- Schätzfehlerkarten- Dokumentation derVorgehensweise und

der gewähltenParameter

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Durchführung der GeostatistikDatenaufbereitung

++

+Datenzusammenführung:

+ Daten aus drei Messreihen (Umweltkonzept Meyer, FH Eberswalde, Stadt Brandenburg) mussten zusammengeführt werden

+ Erstellung eines einheitlichen Fachdatenbestandes im Shapeformat

+ Eliminierung von Extremwerten

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Durchführung der GeostatistikInterpolationsprozess+ Auswahl des Interpolationsverfahrens Kriging

+ Kriging als möglichst genaues Interpolations-verfahren mit Angaben zu Schätzfehlern

+ Unterstützung des Interpolationsverfahrens durch GIS

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Durchführung der GeostatistikDatenaufbereitung

+ Grundsätzlich wurde die Interpolation für zwei

unterschiedliche Datenbestände durchgeführt:+ Für die absoluten gemessenen Ausgangswerte:+ Ziel: Aussagen zu den absoluten geschätzten Schadstoffkonzentrationen im Untersuchungsgebiet können getroffen werden, Gebietskennzeichnung für überschrittene Grenzwerte ist möglich

+ Für standardisierte Daten (Trends wie Bodenarten und Bodennutzung wurden eliminiert)+ Ziel: Aussagen zur Schadstoffverteilung unabhängig von bestehenden Bodenarten und Bodennutzungen

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

+ Durchführung des Kriging

+ Nach Einstellung der Parameter wird durch den ArcGIS Geostatistical Analyst das Kriging durchgeführt

+ Es werden Polygon-Shapedateien erzeugt

+ In den Shapes sind Attribute mit den interpolierten Werten (Wertebereiche für die Schadstoffe) enthalten

+ Weitere Datenaufbereitung der entstandenen Interpolationsflächen notwendig:

+ Ausschneiden von Ausschlussflächen (Altlasten, Verkehr, Gewässer)+ Kartographische Ausgestaltung

Durchführung der GeostatistikKartenerstellung – Absolute Schadstoffwerte

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

+ Entstandene Polygonshapes bildeten Grundlage für Kennzeichnung

von Gebieten mit Überschreitung der Vorsorgewerte nach BBodSchV

+ BÜK 300 konnte nicht als Grundlage verwendet werden, da für

Oberböden keine scharfe Trennung nach Obenbodenarten vorliegt und

keine konkreten Aussagen zum Humusgehalt getroffen werden; diese

Einteilung ist aber entscheidend für die Bewertung nach Vorsorgewerten

+ Erstellung einer Bodenartenkarte basierend auf Geländeansprache für

die Bodenarten Sand, Lehm und Mudde (Humusgehalt > 8%) mittels

ArcGIS Geostatistical Analyst über Thiessen-Polygone

Durchführung der GeostatistikKartenerstellung – Gebietskennzeichnung

Vorsorgewerte

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Gebietskennzeichnung für überschrittene Vorsorgewerte

Probepunkte(punkthaft)

Hauptbodenartkartemit Codes

(flächenhaft)CodebildungInterpolation

GeostatistikVorsorgewerte

Verschneidungskartemit gekoppeltenInformationen zuSchadstoffen und

Hauptbodenart

Kennzeichnung derGebiete mit

überschrittenenVorsorgewerten

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Attributanalyse

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

+ Nach Erzeugung der Hauptbodenartenkarte wurde diese mit den Schadstoffinterpolationspolygonen verschnitten – Zuordnung einer Hauptbodenart zu einem Schadstoff sind so möglich

+ Mittels SQL-Abfragen auf dem so entstandenen Polygon wurden die Gebiete ermittelt, in denen die Vorsorgewertüberschreitungen durch Schraffierungssignatur in der Karte dargestellt werden können

Durchführung der GeostatistikKartenerstellung – Gebietskennzeichnung

Vorsorgewerte

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Durchführung der GeostatistikEndergebnisse+ 10 Interpolationskarten mit gekennzeichneten

Gebieten überschrittener Vorsorgewerte für den

jeweiligen Schadstoff entsprechend den

Hauptbodenarten, zugehörige Schätzfehlerkarten

+ 5 Interpolationskarten für standardisierte

Leitschadstoffe mit zusammengefassten

Raumeinheitentypen (Nutzungsart/Boden) um

Einflüsse der Nutzungsarten zu kennzeichnen,

zugehörige Schätzfehlerkarten

+ Zugehörige Dokumentation zu den gewählten

Semivariogramm-Parametern

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Durchführung der GeostatistikInterpretation der Ergebnisse+ Gebiete mit überschrittenen Vorsorgewerten konnten für die Schadstoffe Hg, Zn, Pb und Cd ausgewiesen werden

+ Die gekennzeichneten Gebiete liegen in Siedlungsbereichen und ehemaligen Gewerbe- und Industriebereichen

+ Fast die gesamte Umgebung des früheren Stahlwerks weist überschrittene Vorsorgewerte auf

+ Zwischen RET und Schadstoffgehalten konnte kein direkter Zusammenhang festgestellt werden – Nutzung und Bodenart beeinflussen im Untersuchungsgebiet nicht die Schadstoffgehalte

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Praktische Anwendung

+ Nutzung durch Bodenschutzbehörden für Gefahrenabwehr in Gebieten mit sensibler Flächennutzung (z.B. Kleingartenanlagen)

+ Einbindung der Daten in bestehende Fachanwendungen (z.B. Brachflächenkataster) für Ermittlung von Handlungsbedarf (z.B. bei Altlastenuntersuchungen)

+ Nutzung bei der Bauleitplanung zur frühzeitigen Konflikterkennung zwischen geplanter Nutzung und Schadstoffbelastungen

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Praktische Anwendung

+ Verbindung der Schadstoffinterpolationskarten mit weiteren Geobasisdaten (z.B hochauflösende Satellitenbilder für genauere Gebietsbewertung)

+ Automatische Ermittlung weiterer thematischer Ebenen für Gebiete mit überschrittenen Vorsorgewerten durch GIS-Funktionen (Verschneidung); z.B. für Flurstücksselektion

Flächendaten und Bewertungsmethoden im Bodenschutz

Kontakt

Hans-Martin Krausmanngreenlab geoinformatics GmbH

E-Mail: mk@greenlab.deTel: (030) 762 933 300

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