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Mentor: HS Mainz / Markus Schaffert Hossein Arefi 

In dieser Challenge steht die Identifikation städtischer Hitzeinseln und die Berechnung lokaler Klimazonen im Fokus. Die Auswahl der Methoden ist flexibel und kann beispielsweise auf der Nutzung frei verfügbarer Satellitendaten basieren (unter Berücksichtigung der durch diese Daten bestimmten Auflösungen). Sofern verfügbar, lassen sich auch terrestrische Daten wie Niederschlags- und Temperaturmessungen integrieren, um die Ergebnisse zu verfeinern und zu erweitern.

Für zielgerichtete städtische Massnahmen ist es wichtig, nicht nur das Phänomen der städtischen Hitzeinseln zu verstehen, sondern auch die Vulnerabilität einer Stadt gegenüber solchen Erscheinungen zu erfassen. Zu diesem Zwecke kann/soll anschließend im Rahmen eines GIS-Ansatzes nützliches Stadtmobiliar in Form von "Erfrischungsorten" visualisiert werden. Dazu zählen beispielsweise grüne und blaue Infrastrukturen, Verschattungen sowie bestimmte Stadtmöbel, wie Trinkwasserbrunnen oder Bänke. Diese können gemeinsam mit den Informationen zu den Hitzeinseln analysiert werden, um Optimierungsvorschläge für die Stadtentwicklung zu unterbreiten.

Für weiterführende Analysen im urbanen Kontext bieten sich verschiedene Methoden der Geoinformatik an. Zum Beispiel könnte die Erreichbarkeitsanalyse von Infrastruktureinrichtungen entlang "kühler Wege" betrachtet werden, als Ergänzung zum gängigen Routing-Ansatz der kürzesten Wege. Auch lassen sich bestehende Stadtstrukturen analysieren, die einen Einfluss auf die einen Einfluss auf die städtische Resilienz gegenüber Hitzstress haben können, wie die Exposition/Verläufe von Strassen oder die Bebauungsdichte.

Tutorials

• Berechnung der Landoberflächentemperatur mit Landsat 8-Satellitenbildern: https://giscrack.com/how-to-calculate-land-surface-temperature-with-landsat-8-images/
• LCZ Generator: A Web Application to Create Local Climate Zone Maps: https://lcz-generator.rub.de/
• Demuzere, M., Kittner, J., Bechtel, B. (2021). LCZ Generator: a web application to create Local Climate Zone maps. Frontiers in Environmental Science 9:637455: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2021.637455/full
• Routing mit QGIS: https://wheregroup.com/blog/details/erreichbarkeitsanalysen-mit-qgis-und-osm-daten/ ; QNEAT3 (Routing Erweiterung von QGIS) Tutorial: https://www.youtube.com/watch?v=4dG_jTKcrEo&pp=ygULUU5FQVQzIFFnaXM%3D

  
  

• UHI/LST Analyse

• LST schätzen

• QGIS2Web (Online Mapping Tutorial, HS Mainz: Übung Modul Geodateninfrastrukturen)
• Einbinden von Daten/Diensten in QGIS

Daten und Datenquellen

• GIS (Hitze-Resilienz) - nachfolgend eine Auswahl themenrelevanter Datenquellen:
  
  • kühle Orte (z.B. Museen, Kirchen): Open Data BKG, Digitales Landschaftsmodell 250, Gebäude (Objektart 31001), https://sgx.geodatenzentrum.de/wfs_dlm250?REQUEST=GetCapabilities&SERVICE=WFS 
  • Stadtmobiliar (z.B. Trinkwasserbrunnen, Sitzbänke; Freibäder, Biergärten): OpenStreetMap (OSM): https://wiki.openstreetmap.org/wiki/Map_features
  • kühlende Vegetation (z.B. Grünanlagen, Straßenbäume):
    • Open Data BKG, Digitales Landschaftsmodell 250, https://www.bkg.bund.de/SharedDocs/Produktinformationen/BKG/DE/P-2022/220309_ATKISDLM.html, siehe Objektartenkatalog
    • Urban Atlas: https://land.copernicus.eu/en/products/urban-atlas
      
  • Verwaltungsgrenzen (z.B. Stadt x, Landkreis y): https://gdz.bkg.bund.de; Ortsteile: https://wiki.openstreetmap.org/wiki/Map_features
  • Hintergrund, z.B. Open Data BKG, https://sgx.geodatenzentrum.de/wmts_topplus_open/1.0.0/WMTSCapabilities.xml, Sentinel_WMS: https://sgx.geodatenzentrum.de/wms_sen2europe?request=GetCapabilities&service=wms
  • 3D-Gebäude, Luftbilder, ... Open Data Portale der Länder, z.B. https://geoshop.rlp.de/opendata-geb3dlo.html
  • Semantische Anreicherung (z.B. Fotos der Kirchen, Grünanlagen): Wiki Data SPARQL Endpoint, https://query.wikidata.org/
  • Vulnerable Bevölkerungsgruppen: Zensus2022, z.B. https://www.zensus2022.de/DE/Ergebnisse-des-Zensus/_inhalt.html#_nzjolabfw
  • Meteorologie (z.B. Oberflächen-Temperatur), Deutscher Wetter Dienst, z.B. für Rheinland Pfalz https://www.geoportal.rlp.de/spatial-objects/560
  • https://geoportal.wiesbaden.de/kartenwerk/application/kuehlekarte

• • nicht beachtet wurden Geodaten der Kommunen oder ergänzenden Fachportalen. Auch hier können sich interessante Datenschätze heben lassen.

• Fernerkundung
  • Satellitenbilder, Landsat oder Sentinel, können an den jeweiligen Stellen im Internet bezogen werden.
  • LiDAR Daten: Für genauere, optional-weiterführende Analysen lassen sich LiDAR-Daten in die Hitzeinsel-Detektion integrieren. Solche Daten stehen testweise für die Stadt Hamburg zur Verfügung:

Beschreibung der Challenge mit Hintergrund, Aufgabenstellung und Beschreibung der zur Verfügung stehenden Daten, Technologien und Standards

Überall dieselbe alte Leier. Das Layout ist fertig, der Text lässt auf sich warten. Damit das Layout nun nicht nackt im Raume steht und sich klein und leer vorkommt, springe ich ein: der Blindtext. Genau zu diesem Zwecke erschaffen, immer im Schatten meines großen Bruders »Lorem Ipsum«, freue ich mich jedes Mal, wenn Sie ein paar Zeilen lesen. Denn esse est percipi - Sein ist wahrgenommen werden. Und weil Sie nun schon die Güte haben, mich ein paar weitere Sätze lang zu begleiten, möchte ich diese Gelegenheit nutzen, Ihnen nicht nur als Lückenfüller zu dienen, sondern auf etwas hinzuweisen, das es ebenso verdient wahrgenommen zu werden: Webstandards nämlich. Sehen Sie, Webstandards sind das Regelwerk, auf dem Webseiten aufbauen. So gibt es Regeln für HTML, CSS, JavaScript oder auch XML; Worte, die Sie vielleicht schon einmal von Ihrem Entwickler gehört haben. Diese Standards sorgen dafür, dass alle Beteiligten aus einer Webseite den größten Nutzen ziehen. Im Gegensatz zu früheren Webseiten müssen wir zum Beispiel nicht mehr zwei verschiedene Webseiten für den Internet Explorer und einen anderen Browser programmieren. Es reicht eine Seite, die - richtig angelegt - sowohl auf verschiedenen Browsern im Netz funktioniert, aber ebenso gut für den Ausdruck oder

Zielgruppe

• Name der Ziel gruppe
• Mehrere Zielgruppen möglich 

...

Herausforderung

• Stichpunktartige Auflistung der technischen und organisatorischen Herausforderungen
• z. B. Verlinkung dezentraler Informationen
• z. B. Anreicherung mit „Crowdsourced Geodata“ in GIS-Anwendungen
• z. B. Einsatz neuer Technologien und Standards

...

Bedarf

• stichpunktartige Auflistung der Dinge/Anforderungen, die in der Lösung enthalten sein müssen

...

Mehrwert

• Mehrwerte, die die Lösung generieren soll

...

Technische Aspekte

• Aspekte, die berücksichtigt werden sollen
• Daten/-quellen
• Technische Lösungen 
• etc.

Tutorials

falls vorhanden, einbinden

...

• Orientierungsbeispiele für gemeinsame Darstellung von Hitzekarten (auf Basis Fernerkundung) und von kühlen Orten und Stadtmobiliar (GIS-Arbeiten) sind u.a. https://erfrischungskarte.odis-berlin.de; https://www.karlsruhe.de/umwelt-klima/klimaschutz-klimaanpassung/hitze-in-karlsruhe/stadtplan-fuer-heisse-tage; https://geoportal.wiesbaden.de/kartenwerk/application/kuehlekarte. In technisch vergleichbarer Hinsicht könnten auch auf dem Hackathon die Resultate präsentiert werden. Bei der Wahl des Ortes sind die Gruppen frei. Idealerweise wählt man eine Stadt, ohne entsprechendes Angebot. Aber auch bei der Schwerpunktsetzung sind die Gruppen frei: Man könnte als Gruppe Fernerkundung und GIS-Teile zusammenführen, wie es z.B. die Hitzeinsel Berlin tut. Man kann aber auch einen thematischen Schwerpunkt legen: So ließe sich mit LiDAR-Daten bei der Hitzeinsel-Detektion "in die Tiefe gehen".