Umsetzung einer KI-basierten Versiegelungskartierung und -veränderungsdetektion

14. Dezember 2023 – Etatsitzung Rat

An
Herrn Oberbürgermeister Dr. Keller
Vorsitzender des Rates

Sehr geehrter Herr Oberbürgermeister,

wir bitten Sie, folgenden Haushaltsantrag auf die Tagesordnung zu setzen und abstimmen zu lassen:

Antrag
Die Verwaltung wird beauftragt, für die Vorbereitung und Umsetzung eines Katasters zur Erfassung von Ver- und Entsiegelungen für das Jahr 2024 Mittel in Höhe von 220.000 Euro aus Restmitteln 2023 des Maßnahmenpakets „1,0 Mio. Euro (weitere Ämter)“ des Etats für Klimaanpassung und Biodiversität bereitzustellen und folgende Arbeiten zu veranlassen:

  • Fachliche Leistungsbeschreibung eines (KI-basierten) Spatial Models
  • Vergabe/Durchführung auf Basis der Leistungsbeschreibung
  • Auswertung und Dokumentation der Modellergebnisse; Ausgabe der Erkennungsergebnisse als vektorisierte, georeferenzierte Versiegelungskarten
  • Entwicklung von Ansätzen für Dokumentation, Monitoring und Reduzierung versiegelter Flächen unter Einbeziehung der Zielsetzungen von Europäischer Union, Bund und Land.

Der Ansatz soll dabei Folgendes beachten:

  • Veränderungsdetektion (Change Detection) versiegelter Flächen über mindestens drei Jahrgänge rückwirkend
  • feine Versiegelungsklassen; Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Bodenversiegelung
  • fortlaufende Anwendbarkeit für die Folgejahre
  • Prüfung der Möglichkeit zur weiteren Nutzung der erfassten Daten
    • für die Fortführung des Liegenschaftskatasters ALKIS (Amt 62)
    • als Grundlage für das Abwassergebührensplitting (SEBD)
    • als Werkzeug zur Erkennung von Versiegelung auf zu begrünenden nicht überbauten Flächen gemäß Bauordnung sowie Bebauungsplänen (Amt 63)
    • als Grundlage für das Flächenmanagement (Amt 61).

Begründung
Am 17. August 2023 hat das Katasteramt im Ausschuss für Umwelt-, Klima- und Verbraucherschutz über die Möglichkeiten einer automatisierten Auswertung von Geodaten zur Bilanzierung von Versiegelung sowie zur Ermittlung von Änderungen beim Versiegelungsgrad berichtet. Dabei wurde das sogenannte Spatial Model als methodisch erfolgversprechendes Verfahren eingeschätzt und dessen Weiterentwicklung unter Nutzung tiefer künstlicher neuronaler Netzwerke (Deep Learning) empfohlen.

In Ergänzung zur Klimaanalyse von 2020 mit den wertvollen Informationen über die unterschiedlichen Temperaturbelastungsräume in der Stadt und den Planungshinweiskarten für die Nacht- und Tagsituation, bieten detaillierte Erkenntnisse über versiegelte Flächen zusätzliche Ansatzpunkte, wo noch gezielter das Aufheizen von Straßenzügen und Plätzen in heißen Sommern vermieden bzw. dem entgegengewirkt werden kann.

Mit den gewonnenen Daten kann die klimaökologische Beschaffenheit von Flächen im Stadtgebiet detailliert beurteilt werden. Dies kann als Grundlage für die zielgenaue Planung und Bewertung von Klimaanpassungsmaßnahmen sowie für das kommunale Flächenmanagement dienen. Sie unterstützen bei einer nachhaltigen Stadtentwicklung, die verantwortungsvoll mit Flächen umgeht, einen natürlichen Wasserhaushalt fördert, urbanen Sturzfluten entgegenwirkt und Lebensräume für Tier- und Pflanzenarten erhält. Außerdem nimmt der Stellenwert intakter Böden als CO2-Senke zu.

Die Nutzung von KI-Methoden auf der Basis von Luftbildern ermöglicht eine feine semantische Segmentierung von hoher Qualität, die die Unterscheidung verschiedener Bodenversiegelungen erlaubt. Dies würde es ermöglichen, die oben genannten Zielsetzungen weiterzuverfolgen. Die als Grundlage benötigten Geodaten sind in der Stadtverwaltung bereits vorhanden. Daher sollen für die Vorbereitung und Umsetzung des Katasters nicht verausgabte Mittel aus 2023 aus dem Maßnahmenpaket „1,0 Mio. Euro (weitere Ämter)“ des Etats für Klimaanpassung und Biodiversität in Höhe von 220.000 Euro für das Jahr 2024 bereitgestellt werden.

Mit freundlichen Grüßen

Rolf Tups                                       Angela Hebeler                             Norbert Czerwinski