Die Wissenschaft ist sich einig, dass er fortschreitende Klimawandel zu einer Zunahme von Extremwetterereignissen (u.a. Starkregen) führt. Das Bundesamt für Kartografie und Geodäsie hat das Ziel, eine bundesweit einheitliche Starkregengefahrenhinweiskarte zu erstellen. Die Arbeitsgemeinschaft (Fischer Teamplan und Weber–Ingenieure) erstellt derzeit mit OpenSource-Software (HiPIMS und QGIS) und überwiegend mit OpenData diese Karten für Niedersachsen/Schleswig-Holstein/Bremen und Hamburg.
Bereits 2019 haben wir im Auftrag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie das Pilotprojekt Starkregengefahrenhinweiskarte NRW bearbeitet. Das Ziel ist eine bundesweit einheitliche Erstellung einer Starkregengefahrenhinweiskarte zur Informationsvorsorge und als Grundlage für weiterführende Schutzmaßnahmen und Risikoanalysen. Seit Anfang 2023 werden für 10 Bundesländer weitere Karten erstellt. Von uns werden derzeit die Bundesländer Niedersachsen/Schleswig-Holstein/Bremen und Hamburg auf ihre Starkregengefahr hin untersucht.
Dazu wurden als Eingangsdaten überwiegend OpenData (beispielsweise von der Bundesanstalt für Gewässerkunde, dem Deutschen Wetterdienst und länderspezifische Daten) verwendet. Hinzu kamen jedoch auch nutzungseingeschränkte Daten (Deutsche Bahn, Bundesanstalt für Straßenwesen, länderspezifische Daten, Unterhaltungsverbände).
Die Berechnung (2D-Oberflächenabflusssimulation) haben wir mit der OpenSource Software HiPIMS (high-performance integrated hydraulic and hydrological modelling software (https://github.com/lukeshope/hipims-ocl)) durchgeführt. Wir haben ein Modell mit einer Auflösung von 1x1m für eine Gesamtfläche von rund 69.000 km² aufgestellt und die rund 175.000 wasserwirtschaftlich relevanten Sonderbauwerke (Brücken/Durchlässe/Schöpfwerke) hydraulisch abgebildet. Die Datenaufbereitung erfolgte mit QGIS und Nutzung von QGIS Model Builder sowie automatisierten Abfragen und Routinen.
In unserem Vortrag gehen wir auf die technische Umsetzung mithilfe diverser OpenSource-Werkzeuge ein:
- Die manuelle Datenverarbeitung von Massendaten im GIS
- Die geskriptete Anwendung von GIS Tools im Cluster
- Die Einbindung von KI in Prozesse der Geodatenverarbeitung
Derzeit liegt eine Vorsimulation für das Gesamtgebiet vor und es erfolgt eine digitale Überprüfung der Ergebnisse bezüglich der Wassertiefe und Ausdehnung der Überflutungsflächen. Im Frühjahr 2024 liegen die plausibilisierten Starkregengefahrenhinweiskarten vor. Das BKG plant, die Ergebnisse wie bereits die NRW Karten als OpenData zu veröffentlichen.