Beispielhafte, praktische Anwendung von Fernerkundungsauswertungen auf Bundesgebäude (FerBund)

Welche Informationen zu Gebäuden können heute aus Fernerkundungsdaten gewonnen werden? Das Forschungsprojekt soll diese Frage beispielhaft für zivil genutzte Bundesgebäude beantworten. Es basiert dabei auf dem Vorläuferprojekt „Konzeptentwicklung für die Informationsgewinnung zum Gebäudebestand in Deutschland aus Fernerkundungsdaten“, in dem eine Reihe von Ansätzen als vielversprechend für diesen Anwendungsfall identifiziert wurden.

Ausgangslage

In Deutschland fehlen wichtige Informationen zum gesamten Gebäudebestand. Dies betrifft insbesondere den Bereich der Nichtwohngebäude, aber beispielsweise auch die energetische Güte von Wohngebäuden. Gleichzeitig entwickelt sich der Bereich der Fernerkundung rasant: Die eingesetzten Sensoren liefern immer höhere räumliche Auflösungen und die Fortschritte im Bereich der Computertechnik ermöglichen durch den Einsatz von Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz eine automatisierte Auswertung immer größerer Datenmengen innerhalb immer kürzerer Zeit.

Ziel

Im Projekt sollen praktische Erfahrungen zur Charakterisierung von Einzelgebäuden aus einer Kombination von Fernerkundungsdaten und Geoinformationen der amtlichen Vermessung gewonnen werden. Dabei steht aus technischer Sicht die folgende Frage im Mittelpunkt: Inwieweit lassen sich die entwickelten Verfahren auf große Bestände an Immobilien anwenden, die über das gesamte Gebiet der Bundesrepublik verteilt sind?

Aus fachlicher Perspektive liegt der Schwerpunkt auf der Gewinnung neuartiger Informationen zum Nutzungspotenzial bezüglich erneuerbarer Energien und Beiträgen zur Biodiversität. Mit dem Projekt soll erstmalig für Dienstgebäude und das Umfeld ziviler Bundesbehörden eine nationale Bestandsaufahme in den Bereichen erneuerbare Energien (z. B. Solaranlagen) und Biodiversität (z. B. Dachbegrünung) erreicht werden.

Konzept

Im Vorläuferprojekt „Konzeptentwicklung für die Informationsgewinnung zum Gebäudebestand in Deutschland aus Fernerkundungsdaten“ wurde ein Katalog möglicher Informationsprodukte und Auswertungsverfahren der Fernerkundung erstellt. Im aktuellen Projekt sollen nun erstmalig ausgesuchte Fernerkundungsverfahren auf die von Bundesbehörden zivil genutzten Gebäude in Deutschland angewendet werden. Dabei steht die Bewertung ihres Potenzials zur Nutzung erneuerbarer Energien und zu Beiträgen zur Biodiversität im Mittelpunkt.

Zu diesem Zweck wird zunächst über die Liegenschaftsliste des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR), der amtlichen Hauskoordinaten (HK-DE) und der amtlichen Hausumringe (HU-DE) des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie (BKG) eine georeferenzierte Auswahl der betrachteten Bundesgebäude erstellt. Für diese Gebäude werden anschließend auf Basis von Luftbildern und Geobasisdaten des BKG (u. a. Hausumringe, Gebäudemodelle) und mit Hilfe von Methoden der geografischen Informationsverarbeitung und des Maschinellen Lernens bzw. Deep Learnings die Anteile begrünter Dachflächen sowie bestehender Solaranlagen (Photovoltaik und Solarthermie) ermittelt.

In einer ergänzenden Potenzialanalyse sollen zudem über eine Erfassung von Freiflächen die grundlegenden Möglichkeiten zur Nutzung von Solar- und Windenergie sowie Geothermie (Flächenpotenzial für Erdwärmequellen) bestimmt werden.
Geplante Projektphasen:

• Festlegung des Konzepts und Zusammenstellung der Datenbasis
• Generierung einer Maske aller Bundesgebäude und zugehöriger Flurstücke in Deutschland
• Bereitstellung von Basisattributen zu allen Bundesgebäuden
• Identifizierung der Gebäude mit vorhandenen Solaranlagen und Gründächern
• Erhebung zu Potenzialflächen auf Gebäudedächern
• Erhebung zu Potenzialflächen auf Grundstücken mit Bundesgebäuden
• Ergebnisdarstellung und Datenübergabe