Entwicklung eines fernerkundungsgestützten Modellverbundes zur Simulation des urban-ruralen Landnutzungswandels in Nordrhein-Westfalen

Der Landnutzung kommt vor dem Hintergrund des globalen Umweltwandels eine zentrale Bedeutung zu. Als dominierende Form des Landnutzungswandels lässt sich in weiten Teilen Europas die Zunahme an Siedlungs- und Verkehrsfläche, mit entsprechenden Auswirkungen auf Ökosystemfunktionen und Lebensräume, beobachten. Eine Reduzierung der Zersiedelung und Bodenversiegelung gilt daher als eine der Kernaufgaben einer nachhaltigen Raumentwicklung. Dies gilt insbesondere für dicht besiedelte Regionen wie Nordrhein-Westfalen. Mit einem Verbund aus räumlicher Modellierung, Fernerkundung und GIS werden in der vorliegenden Studie die Landnutzungsänderungen der vergangenen 30 Jahre in NRW beobachtet, analysiert und, in Form von Szenarien, deren zukünftige Entwicklung simuliert. Für die Extrapolation der gewonnenen Erkenntnisse in die Zukunft wird zum einen das in der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung festgelegte Ziel einer Reduzierung der Neuinanspruchnahme von Flächen in Deutschland auf 30 Hektar pro Tag bis 2020 berücksichtigt. Zum anderen befindet sich die Neuinanspruchnahme von Flächen trotz Stagnation der demographischen Entwicklung in NRW nach wie vor auf hohem Niveau, sodass auch eine lineare Fortschreibung der aktuellen Entwicklung mit einbezogen wird. Neben der inhaltlichen Analyse der Landnutzungsdynamik und der Flächeninanspruchnahme in NRW verfolgt die vorliegende Studie ein methodisches Ziel. Dabei handelt es sich um den Vergleich von zwei unterschiedlichen Modellkonzepten im Hinblick darauf, wie gut sie die relevanten Landnutzungsänderungen in NRW abbilden können. Das CLUE-s Modell erzeugt mittels logistischer Regression Wahrscheinlichkeitskarten, welche die Grundlage zur räumlichen Verteilung von Landnutzungsänderungen im Modell darstellen. Das SLEUTH Modell ist ein zellulärer Automat, der urbanes Wachstum anhand festgelegter Konversionsregeln simuliert. Die Ergebnisse beider Modelle werden mit einer einheitlichen Methode bewertet. Schließlich wird eine Kopplung beider Modelle durchgeführt, um eine optimierte Modellierung zu erreichen, die der Situation im Untersuchungsgebiet mit einer komplexen Landnutzungszusammensetzung, einem hohen Urbanisierungsgrad und urban-ruralen Gradienten der Landnutzung gerecht wird. Die Kopplung wird durch die Integration beider Modellansätze in eine einheitliche Modellierungsplattform ermöglicht. Der Modellverbund ist so angelegt, dass bei entsprechender Parametrisierung der Modelle eine Übertragbarkeit auf andere Untersuchungsgebiete, die Erweiterung der bestehenden Modelle oder die Integration neuer Modellansätze in den Modellverbund realisierbar ist.