Technische Universität Berlin visualisiert Landschaftsszenarien zum Anbau nachwachsender Rohstoffe in Berlin; Konfliktanalyse und Akzeptanzförderung durch 3D-Simulationen
Visualisierung von Landschaftsszenarien zum Anbau nachwachsender Rohstoffe - DBU
Visualisierung von Landschaftsszenarien zum Anbau nachwachsender Rohstoffe Projektdurchführung Technische Universität Berlin Institut für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung Str. des 17. Juni 10623 Berlin 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 führen kann. Bisher fehlen Methoden prognostizierter Szenarien, um die durch den Anbau von Energiepflanzen geprägten Landschaften möglichst für alle Akteure verständlich darzustellen. Ziel des Vorhabens ist es, mit Hilfe von visuellen 3D-Simulationen auf der Basis von Lenné3D-Software Landschaftsszenarien vom Anbau nachwachsender Rohstoffe darzustellen, um damit einen Beitrag zur Konfliktanalyse und zur Akzeptanzförderung 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 Gefährdungspotentiale oder Synergien bestimmter Kulturen, in Hinblick auf ihre naturschutzfachlichen Aus-wirkungen visuell zu kommunizieren. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden Zentral für die Realisierung des Forschungsprojektes ist eine enge Kooperation mit dem DBU-Projekt Übertragbare Strategien zur naturverträglichen Biomassebereitstellung auf Landkreisebene, welches sowohl Daten und Szenarieninformationen bereitstellt, als auch im Rahmen von geplanten Workshops eine Plattform für den Einsatz von 3D-Simulationen im Diskurs bietet. Im Rahmen dieser Kooperation werden zunächst die Gebiete für die Visualisierung von Landschaftsszenarien auf Schlagebene und für die Visualisierung von Gefährdungspotentialen festgelegt. Grundlage für die Auswahl der Untersuchungsgebiete bilden die aus dem Projekt Naturverträgliche Biomassebereitstellung hervorgehenden Eignungskarten für den Anbau von Energiepflanzen und Bewertungskarten von relevanten Landschafts-funktionen sowie Karten des ökologischen Risikos, die aus der Verschneidung von Eignungskarten und Landschaftsfunktionen hervorgehen. Diese Karten liegen für den Landkreis Ostprignitz-Ruppin und Traunstein (Chiemsee) vor. Durch die Einbeziehung dieser Informationen wird sichergestellt, dass Gebiete gewählt werden, die zum einen ein hohes Potential für den Anbau aufweisen, zum anderen aber auch potentielle Konfliktflächen enthalten. Im Anschluss an die Gebietsauswahl müssen die verfügbaren Daten bereitgestellt und aufgearbeitet werden. Dieser Arbeitsschritt umfasst insbesondere die Beschreibung von Anbauverfahren als digitale Regeln und die Zuordnung von Anbauverfahren zu den Flächen auf Basis der Szenarieninformationen. Daneben müssen weitere Daten (Höhenmodell 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. Dafür werden mit der Lenné3D-Vegetationsmodellierungssoftware Energiepflanzen und Beikräuter auf den Flächen sowie Pflanzen in den Säumen 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 Gefährdungspotentialen und Synergien eingesetzt werden. Dazu werden beispielsweise die Ergebnisse der ökologischen Risikoanalyse als Attribute den 3D-Pflanzen zugeordnet. Durch die grafische Umsetzung der Attributierung können 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 Hälfte 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 Möglichkeit auch nicht sichtbare Konflikte visuell darzustellen, soll zu einer Sensibilisierung für das Thema beitragen. Die aus den Workshops gewonnenen Erfahrungen und Kritiken gewährleisten im wei-teren Projektverlauf eine gezielte Weiterentwicklung der Methodik. Ergebnisse und Diskussion Primäre 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 für den Projektbericht aus den entwickelten Szenarien für die Untersuchungsgebiete im Chiemgau und in Ostprignitz-Ruppin beispielhafte Bildreihen an je drei unterschiedlichen Standorten erstellt. Die Bildreihen können den Projektbericht entnommen werden oder bei Frau Prof. Dr. B. Kleinschmit angefragt werden. Im Folgenden werden zentrale Forschungsfragen den Ergebnissen gegenübergestellt und diskutiert. Die erste Forschungsfrage lautet: Lassen sich interaktive und (foto-)realistische Darstellungen von agrari-schen Landschaftssystemen realisieren? Betrachtet man die präsentierten Visualisierungen, ist das primäre Ziel des Antrages, die Erstellung von visuellen Simulationen von Agrarlandschaften erreicht. Die abgebildeten Landschaftsbilder erreichen eine hohe visuelle Qualität, die Szenen sind annährend in Echtzeit visualisierbar und durch die Bindung einzelner Kulturen an Darstellungslayer können die Szenen interaktiv manipuliert werden. Es gibt aber eine Reihe von Einschränkungen und Restriktionen, die zum Teil durch eine Anpassung der Methodik beseitigt werden konnten, zum Teil aber auch unbeantwortet bleiben müssen und weiterer Forschung und Entwicklung bedürfen. Die sicherlich zentralste Einschränkung betrifft die derzeitige Limitierung auf relativ kleine Landschaftsausschnitte, die dazu führte, dass statt der geplanten 400 Hektar nur 25 Hektar große Gebiete visualisiert wurden. Sie ist auf folgende Fak-toren zurückzuführen: 1. Die Zahl der Pflanzen in einer Landschaft 2. Die Komplexität der Geometrien der einzelnen Pflanzenmodelle 3. Anforderung der Echtzeitvisualisierung Fasst man alle drei Faktoren zusammen, befindet sich die Echtzeitvisualisierung von fotorealistischen Landschaften hier an ihrer Leistungsgrenze. Zwar lässt sich die Performance durch geschickte Szenen-gestaltung, d. h. dem bewussten Weglassen von Vegetationsformen, wie es am Chiemgauer Beispiel mit den Grünländern gemacht wurde, oder durch die Reduzierung der Pflanzendichte (alle Getreideäcker wurden nur mit halber Saatstärke modelliert) deutlich steigern, eine dauerhafte Lösung bringen solche Manipulationen aber nicht. Hier werden weitere Forschungen nötig sein, um Algorithmen zu entwickeln, die Pflanzenverteilung bei Bedarf (on demand) erzeugen und
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