Gebiete mit naturbedingten Risiken (NZ) - Steckbrief

BEZIEHT SICH AUF TECHNICAL GUIDELINE VERSION 3.0

1. Ziel des Steckbriefs

Der Steckbrief soll geodatenhaltenden Stellen eine schnelle Entscheidungsgrundlage bezüglich der INSPIRE-Betroffenheit ermöglichen. Im Steckbrief wird das jeweilige INSPIRE-Thema grob erläutert, zu anderen INSPIRE-Themen abgegrenzt, die Objektarten beschrieben und eine Fragen- und Antwortensammlung zusammengestellt.

Der Steckbrief soll zunächst nicht dazu dienen, die Prozesse der Umsetzung zu beschreiben. Dafür sollte die Datenspezifikation, bzw. die fachlichen Leitfäden zur technischen Umsetzung, herangezogen werden.

2. Definition des Themas

In dem Gesetzestext der INSPIRE-Richtlinie ist dieses Thema wie folgt definiert:

„Gefährdete Gebiete, eingestuft nach naturbedingten Risiken (sämtliche atmosphärischen, hydrologischen, seismischen, vulkanischen Phänomene sowie Naturfeuer, die aufgrund ihres örtlichen Auftretens sowie ihrer Schwere und Häufigkeit signifikante Auswirkungen auf die Gesellschaft haben können), z. B. Überschwemmungen, Erdrutsche und Bodensenkungen, Lawinen, Waldbrände, Erdbeben oder Vulkanausbrüche.“

Aufgrund dieser sehr weit reichenden Definition gibt es umfangreiche inhaltliche Verbindungen mit vielen anderen INSPIRE-Themen. Deswegen wurde für die Erstellung der Datenspezifikation die Definition des Themas durch folgende Begriffsbestimmungen präzisiert: 

(1)  „Risiko“ (risk): die Kombination der Folgen eines Ereignisses (Gefahr) und der zugehörigen Wahrscheinlichkeit seines Eintretens gemäß ISO/IEC 31010:2009. 

(2)  „Gefahr“ (hazard): gefährliche Erscheinungen, Stoffe, menschliche Tätigkeiten oder Zustände, die zum Tod, zu Verletzungen oder anderen gesundheitlichen Beeinträchtigungen, Sachschäden, Verlust der Lebensgrundlage, Ausfall von Diensten, sozialen und wirtschaftlichen Störungen oder Umweltschäden führen können. 

(3)  „Gefährdung“ (exposure): Menschen, Sachwerte, Systeme oder andere in Gefahrengebieten befindliche Elemente, die dadurch potenziellen Verlusten ausgesetzt sind. 

(4)  „Anfälligkeit“ (vulnerability): Eigenschaften und Umstände einer Gemeinschaft, eines Systems oder Sachwerts, die sie/es/ihn empfindlich gegenüber den schädlichen Auswirkungen einer Gefahr machen.

Von den naturbedingten Risiken bzw. Gefahren sind „Überschwemmungen“ das einzige Thema, für das es fachlich-inhaltliche und datentechnische Vorgaben im Rahmen der bestehenden EG-Umweltgesetzgebung gibt, nämlich in der EG Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (2007/60/EG). Diesbezüglich ist es wichtig festzuhalten, dass INSPIRE die Umsetzung von EG-Fachrichtlinien im Umweltbereich unterstützen, jedoch nicht übersteuern soll.

3. Abgrenzung zu anderen INSPIRE-Themen

Das Thema „Gebiete mit naturbedingten Risiken“ hat hinsichtlich natürlicher Phänomene, die zu einer Gefährdung bzw. einem Risiko führen können, deren Überwachung sowie räumlichen Objekten, die Naturgefahren bzw. Risiken ausgesetzt sein können, umfangreiche und komplexe Verbindungen zu anderen INSPIRE-Themen aus den Anhängen I, II und III. Objekte aus anderen Themen, die Quellen oder Auslöser natürlicher Gefahren (vgl. dazu auch generelle Liste der Naturgefahren) sein können, sind z. B. Bruchkanten (Erdbeben, Tsunami), Berghänge (Massenbewegungen wie Geröll-, Schlamm- oder Schneelawinen), Vulkane (Lavaströme, Aschewolken), Gewässer (Überflutungen). Die räumlichen Ausdehnungen aktueller oder historischer bzw. vergangener Ereignisse, wie z. B. Tsunamis oder Erdbeben können durch Auswertung entsprechender Daten aus anderen INSPIRE Themen, z. B. Luftbilder oder Vergleiche aktueller geologischer Daten mit älteren Daten o. ä. abgeleitet werden. In die Modellierung von Gefahren- und Risikoszenarien gehen z. B. Nutzungsdaten, meteorologisch-geografische Kennwerte, wie  Schneehöhen oder Niederschlagsdaten, digitale Höhenmodelle, Bodenfeuchte ein. Objekte aus anderen INSPIRE Themen, die bezüglich räumlicher Betrachtungen Gegenstand von Gefährdungs- und/oder Risikoanalysen und Darstellungen sein können, sind beispielsweise Menschen, Sachwerte, wie Gebäude, Infrastrukturen (Transportwesen, Versorgungseinrichtungen) oder Nutzungen, aber auch Objekte, von denen selbst eine Gefährdung bzw. ein Risiko ausgeht, wie Produktions- und Industrieanlagen (infolge von Beschädigungen u. ä.). 

Im Kern-Datenmodell sind diese Verbindungen nicht im Einzelnen abgebildet, sondern in Form von abstrakten Objekttypen und Assoziationen berücksichtigt. Das Datenmodell ist somit flexibel um Objekttypen aus anderen Themen erweiterbar, da es nach Bedarf ausmodellierbar ist.

4. Inhalt des Themas

4.1 Übersicht

Das Thema „Gebiete mit naturbedingten Risiken“ umfasst alle datentechnischen Grundlagen, die erforderlich sind um Sachverhalte bzw. Daten, die im Zusammenhang mit natürlichen Phänomenen Gefahren bzw. Risiken aus der Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft stehen, interoperabel abbilden zu können.  Neben den Auswirkungen von Naturgefahren, die mit starken Zerstörungen (z. B. Stürme, Waldbrände, Hochwasser, Erdrutsche, Meteoriteneinschläge) verbunden sind, umfasst das Thema „Gebiete mit naturbedingten Risiken“ auch Naturgefahren, die sich in anderer Form verheerend auswirken können, wie z. B. die Massenvermehrung von Organismen, die Schäden in der Landwirtschaft  (z. B. Heuschrecken) bzw. Ernteausfälle verursachen, Allergenquellen darstellen (z. B. Raupen von Prozessionsspinnern), Epidemien oder Schäden durch Strahlung auslösen können (vgl. allgemeine Klassifikation der Naturgefahren).

Neben zukünftigen und aktuellen Risiken/Gefahren sind auch vergangene Ereignisse Bestandteil der Datenspezifikation, insbesondere weil Datenbanken zu Naturkatastrophen bzw. Schadensereignissen (z. B. mit Angaben zu Ort, Ausmaß, Schadensart, Schadenshöhe etc.) ein häufiger Anwendungsfall sind.

Ein sehr wichtiger Zweck für den räumliche Daten zu Gebieten mit naturbedingten Risiken gebraucht werden, sind Gefahren- und Risikokarten als Entscheidungshilfen bzw. Information für Verwaltung, Politik und Öffentlichkeit. Kartenanwendungen oder Kartenausdrucke haben eine sehr hohe Außenwirkung und fördern dadurch eine effektive Kommunikation. Daher  sind Daten zum Thema „Gebiete mit naturbedingten Risiken“ für räumliche Planungen zur Vorsorge und Abwendung von Gefahren sowie im Fall von Naturkatastrophen bzw. den Katastrophenschutzeinsätze von hoher Bedeutung.

Seitens der EU-Kommission ist für die elektronische Berichterstattung (Reporting) zur Umsetzung der EG Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (2007/60/EG) frühestmögliche INSPIRE-Konformität gewünscht, d. h. möglichst noch vor den gemäß Durchführungsbestimmungen verordneten Fristen für die INSPIRE Anhang II und III Themen. Aus diesem Grund ist „Hochwasser“ in der Datenspezifikation intensiver behandelt worden als die übrigen naturbedingten Phänomene bzw. Gefahren. Die Erkenntnisse aus dem Reporting werden zukünftig im Rahmen des INSPIRE Maintenance-Prozesses in die Fortschreibung des INSPIRE Datenmodells einfließen.

4.2 Zusammenfassung Datenmodell

Die Durchführungsbestimmungen zu den Anhang II und III Themen enthalten für das Thema „Gebiete mit naturbedingten Risiken“ ein Kerndatenmodell in dem alle unterschiedlichen Phänomene in Form Vektor- oder Rasterdaten abgebildet bzw. beschrieben werden können. Es gibt deswegen auch keine erschöpfende Codierungsliste für die unterschiedlichen Gefahren, sondern eine generell gehaltene Codierungsliste bzw. Klassifikation derNaturgefahren(siehe oben), die um spezifische Werte erweiterbar ist. Das Datenmodell ist somit im Hinblick auf spezifische Anforderungen zur räumlichen Abbildung bestimmter Naturgefahren flexibel bzw. problemlos erweiterbar. 

Grundlegend für das Datenmodell ist das generelle Konzept, dass eine Unterscheidung zwischen „Gefahrengebieten“ (hazard areas) und „Risikogebieten“ bzw. „Risikozonen“ (risk zones) beinhaltet. Diese Unterscheidung ist erforderlich, um das Auftreten von Phänomenen/Naturgefahren und die damit verbundenen (potentiellen) Auswirkungen (Risiko bzw. Schäden) sauber voneinander abgrenzen zu können. So ist beispielsweise eine Überschwemmung ungenutzter oder dafür vorgesehener Gebiete nicht zwingend mit einem Risiko behaftet bzw. mit signifikanten Auswirkungen im Sinne von Schäden verbunden. Für die Abgrenzung von Risikogebieten bzw. von Risikozonen innerhalb von Gefahrengebieten sieht das der Datenspezifikation zugrunde gelegte Konzept daher jeweils das Vorhandensein von einem oder mehreren Objekten („exposed elements“) mit Verletzbarkeit (Vulnerabilität) vor. Ein Risiko besteht für diese so genannten „exposed elements“ nur, wenn für diese eine (potenzielle) Betroffenheit vorliegt (so wird  z. B. davon ausgegangen, dass für ein Gebäude, welches „erdbebensicher“ erstellt worden ist, bis zu einer bestimmten Erdbebenstärke kein Risiko besteht). Diese gefährdeten Objekte werden auch als Schutzgüter oder Werte bzw. Sachwerte (Mensch, Umwelt, Verkehrs- und Versorgungsinfrastruktur u. ä.) bezeichnet.

Die 4 unterschiedlichen Typen räumlicher Objekte (Gefahrengebiet, Risikozone, gefährdete/s Objekte, Ereignis „Naturgefahr“) können in Form von Vektor- oder Rasterdaten (gemäß ISO 19107 bzw. ISO 19125) abgebildet werden. 

Die Sachinformationen, die zu den räumlichen Daten verpflichtend bereitzustellen sind, beschränken sich daher auf die Mindestanforderung zur Bereitstellung inspire-konformer Daten (inspire-Id) und die Angabe der Naturgefahr (typeOfHazard). Die Anforderungen bezüglich der näheren Beschreibung der Daten sind dagegen „voidable“. Hinsichtlich der Gefahrengebiete beinhaltet die nähere Beschreibung beispielsweise Angaben zur Bestimmungsmethode, da es für die weitere Verwendung der Daten wichtig ist, zu wissen, ob es sich um modellierte Daten handelt (determinationMethod = modelling) oder ob die Abgrenzung des Gefahrengebietes anhand der Ausdehnung eines dokumentierten Ereignisses (determinationMethod = indirectDetermination) stattgefunden hat. Weiterhin ist eine Angabe gewünscht, ob die Naturgefahr innerhalb einer eingrenzbaren Zeitspanne („validityPeriod“) auftritt (z. B. Lawinen und Waldbrände)

Eine Ausdifferenzierung des Kerndatenmodellsund der Codelistenfür die einzelnen Naturgefahren und Gefährdeten Elemente obliegt dem Datenbereitsteller. Beispiele für derartige Ausdifferenzierungen sind dem Anhang des technischen Leitfadens (Datenspezifikation Natural Risk Zones) zu entnehmen. Exemplarisch sind darin Ausdifferenzierungen für Hochwasser, Hangrutschungen, Waldbrände und Erdbeben vorgenommen worden.

In der beispielhaften Ausdifferenzierung des Kerndatenmodells wurden dabei die grundlegenden Festlegungen der EG Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (2007/60/EG) berücksichtigt, wobei anzumerken ist, dass die Abstimmungen zum elektronischen Berichtswesen 2007/60/EG zeitlich parallel stattgefunden haben.

4.3 Objektarten

Für das Geodatenthema „Gebiete mit naturbedingten Risiken“ sind folgende Objektarten festgelegt und im INSPIRE Feature Concept Dictionaryhinterlegt:

Abbildung 1 Vereinfachte Darstellung der Objektarten im UML-Datenmodell (Quelle: TWG NZ 11/2013). 

5. Potentielle Daten, die zum Thema gehören

Das Thema Gebiete mit naturbedingten Risiken umfasst folgende Daten:

Gebiete, die in der Vergangenheit durch ein Ereignis, das sich einer  Naturgefahr zuordnen lässt, betroffen gewesen sind sowie Gebiete, die in Zukunft potenziell durch ein Ereignis, das sich einer  Naturgefahr zuordnen lässt, betroffen sein könnten. 

Regionale bzw. lokale Daten zu Gebieten, die mit Naturgefahren bzw. Risiken verbunden sind, z. B. Datengrundlagen zur Ermittlung von Gebieten mit der Gefahr von Hangrutschungen, Erdfällen, Steinschlag oder Lawinenabgängen, sind bei den jeweils dafür zuständigen Behörden verfügbar. In der Regel handelt es sich bei den datenhaltenden Stellen in den Bundesländern um Landesämter (Abteilungen Geologie, Boden, Gewässer) und zunehmend auch um Kommunen. 

Auf Bundesebene liegen Daten u. a. bei der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sowie der Bundesanstalt für Gewässerkunde vor sowie ggf. auch bei den zuständigen Stellen für den Katastrophenschutz beim Bund und in den Bundesländern, Versicherungswirtschaft, Deutscher Wetterdienst.

Anwendbare Daten und Datenmodelle mit Bezug zu Naturgefahren liegen außerdem bei diversen Forschungseinrichtungen vor, insbesondere denen, die sich mit Klimaänderungen und deren Auswirkungen bzw. den damit verbundenen Folgen beschäftigen (z. B. PIK).

Die Berichtsdaten zur Umsetzung der EG Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (2007/60/EG) sind u.a. im Berichtsportal Wasser der Bundesanstalt für Gewässerkunde integriert. Die Datengrundlagen für die Aufstellung von Hochwasseraktionsplänen, Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten sowie die Ausweisung von gesetzlichen Überschwemmungsgebieten liegen bei den zuständigen Behörden auf Landesebene vor.

6. Daten, die nicht zum Thema gehören

Daten zu „gefährdeten Objekten“ (u.a. Nutzungen), die insbesondere in die Risikobewertung eingehen, gehören originär anderen INSPIRE-Themen an und liegen in Abhängigkeit von der jeweiligen Maßstabsebene bei den Vermessungsverwaltungen und Statistikämtern (u. a. Bevölkerungsdichte) vor. Ähnliches gilt für Daten, die dem Schutz vor Naturgefahren dienen,  wie z. B. Deichlinien, Hochwasserschutzeinrichtungen. Diese Daten beinhalten wichtige Informationen für die Risikoabschätzung unterschiedlicher Szenarien, z. B. für Kartendarstellungen zum Thema Hochwasserschutz bei bestimmten Hochwasserständen, gehören jedoch ebenfalls prinzipiell anderen INSPIRE-Themen an (z. B.  als ManMadeObjects dem Thema Hydrografie, im Fall von Staumauern könnte das jedoch auch das Thema Gebäude sein). Ähnliches gilt für Bodenschutzwälder, diese könnten z. B. auch dem Thema „Bewirtschaftungsgebiete/Schutzgebiete/geregelte Gebiete und Berichterstattungseinheiten“ zugeordnet werden. 

Vom Thema nicht betroffen sind bis auf weiteres so genannte Echtzeit-Daten.