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About this book

Auf dem ganzen Erdball drängen die Menschen vom Land in die Städte. Den prognostizierten globalen Bevölkerungszuwachs werden komplett die Städte auffangen. Mit dieser gewaltigen Wanderungsbewegung gehen dramatische Veränderungen der globalen Siedlungslandschaft einher: Neue Millionenstädte entstehen aus dem Nichts, Slums wuchern in jede noch so kleine städtische Freifläche, Megacities fressen sich unaufhaltsam ins Hinterland. Vorstädte erstrecken sich ins Unendliche, Städte verschmelzen miteinander und urbane Zentren wachsen in den Himmel. Stadtlandschaften entstehen in neuen Dimensionen, Strukturen und Mustern. Megaregionen mit mehr als 100 Millionen Einwohnern definieren eine neue urbane Geographie. Die globale Stadt ist dauerhaft im Wandel, dynamischer als jemals zuvor.

Erdbeobachtung aus dem All bietet einen einzigartigen Blick auf die Siedlungslandschaften unseres Planeten. Exemplarisch visualisiert das Cover leuchtende Straßenzüge bei Nacht und macht damit die pulsierenden Lebensadern einer Stadt sichtbar. Bisher hatte die Forschung im fernerkundlichen Bereich jedoch überwiegend methodische Entwicklungen im Fokus. Dieses Buch setzt die Ergebnisse der Erdbeobachtung gezielt ein, um raumwissenschaftliche Erkenntnisse zu Fragestellungen im Kontext globaler Urbanisierung zu erlangen. Dabei präsentieren die Autoren Studien zu Städten und Regionen auf allen fünf Kontinenten der Erde, zu großen und kleinen Städten, zu geplanten und ungeplanten, zu alten und neuen, zu armen und reichen, zu erfolgreichen oder gefährdeten. Es zeichnet ein umfassendes Bild globaler Urbanisierungsprozesse und ihrer räumlichen Auswirkungen. Die gebaute Stadt wird ebenso betrachtet und analysiert wie ihre Auswirkungen auf den sie umgebenden Raum und die Rückkopplung mit den in den Städten lebenden Menschen.

Urbanisierung ist mehr als die Summe ihrer demographischen, funktionalen oder morphologischen Aspekte. Im Verbund mit anderen wissenschaftlichen Disziplinen eröffnet die Fernerkundung neuartige Perspektiven und Erkenntnisse zu dieser komplexen Thematik.

Table of Contents

Frontmatter

1. Motivation zu diesem Buch

Die Fernerkundung im zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts muss raumwissenschaftlichen Erkenntnisgewinn zum gesellschaftlichen Nutzen zu einem zentralen Thema machen.

Bisher fokussierte sich fernerkundliche Forschung überwiegend auf methodische Entwicklungen. Dabei wurden und werden vor allem Potenziale ausgelotet, inwieweit aus Erdbeobachtungsdaten vielschichtige (Geo-)Informationen möglichst automatisiert abgeleitet werden können. Nur langsam wagt die Fernerkundungscommunity ihr raum- und geowissenschaftliches Potenzial gezielt in unterschiedlichen Fachdisziplinen zu erproben und Teil eines übergeordneten, multidisziplinären Diskurses zu werden. Studien, die aus Erdbeobachtungsdaten abgeleitete (geographische) Information in neuartige, geographische Erkenntnisse überführen oder versuchen, daraus gar einen gesellschaftlichen Nutzen abzuleiten, sind im fernerkundungsnahen Umfeld noch vergleichsweise rar.

Dieses Buch verfolgt das

Ziel

, den Blickwinkel fernerkundlicher Studien bewusst

auf geographische Erkenntnisse

zu legen. Dabei steht ein zentrales Thema des globalen Wandels – die Urbanisierung – im Mittelpunkt. Die aus Erdbeobachtungsdaten abgeleiteten (Geo-)Informationen bilden die gemeinsame Klammer um alle Beiträge. Sie stellen damit die Ausgangsbasis dar, um verschiedenste stadtgeographische Aspekte zu beleuchten und Erkenntnisgewinne darzulegen.

Hannes Taubenböck, Michael Wurm, Thomas Esch, Stefan Dech

Teil A: Der Orbit des urbanen Wandels

Frontmatter

2. Globale Urbanisierung – Markenzeichen des 21. Jahrhunderts

Die Menschheit ist in Bewegung. Auf dem ganzen Erdball drängen die Menschen vom Land in die Städte. Diese gewaltige Wanderung hat dramatische Veränderungen der globalen Siedlungslandschaft zur Folge. Dieser Artikel führt diesbezüglich in das Buch ein, und zeigt bereitet die quantitativen Ausmaße der globalen Migration in die Städte auf und erörtert die Gründe für die Anziehungskraft der Städte bzw. die Push-Faktoren ländlicher Gebiete. Darüber hinaus wird kurz dargelegt, welche gesellschaftliche Bedeutung die Städte auf unserem Erdball heute haben und welche Herausforderungen auf eine globale urbane Gesellschaft zukommen.

Hannes Taubenböck, Michael Wurm

3. Ursachen, Ausprägungen und Wirkungen der globalen Urbanisierung – ein Überblick

Die Urbanisierung gilt als einer der wirkmächtigsten Prozesse des globalen Umweltwandels. Sie wird verstanden als Anteilszuwachs von in städtischen Siedlungsformen lebenden Menschen, einer zunehmend ubiquitären Verbreitung urban geprägter Lebens- und Konsumstile sowie der Durchsetzung weltumspannender kapitalistischer Marktordnungen. Ohne Zweifel steht die Welt am Beginn eines „Urban Age“ und dies ruft in Gesellschaft, Politik und Wissenschaft in hohem Maße widersprüchliche Bewertungen hervor. Anliegen dieses Beitrags ist es, einen Überblick über die Ergebnisse neuerer Urbanisierungsforschung zu geben. Dies beinhaltet eine intensive Auseinandersetzung mit den Ursachen und Erscheinungsformen dieses Phänomens sowie eine Bewertung der Wirkungen von Urbanisierungsprozessen in ihren vielgestaltigen Formen. Ein abschließender Teil des Beitrags skizziert die Gestaltungsmöglichkeiten der Raum- und Umweltplanung.

Stefan Siedentop

4. Die Erde im Bild – Satelliten als Werkzeug zur Beobachtung der Landoberfläche

Die Beobachtung der Erdoberfläche und die Analyse von Veränderungen unter Nutzung von Satelliten haben in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Im Zuge dieser Erdbeobachtung - oder auch Fernerkundung - kommen Techniken zum Einsatz, die es ermöglichen, großflächig und in regelmäßigen zeitlichen Intervallen Bilddaten und daraus abgeleitete Geo-Informationen über die Beschaffenheit und Dynamik der Erdoberfläche und Atmosphäre zu erheben. Im Hinblick auf die Massendatenströme, die Satellitensysteme im Rahmen der Erdbeobachtung gegenwärtig und zukünftig bereitstellen, ist der Einsatz von automatisierten Verfahren für die effektive und effiziente Verarbeitung, Abfrage und Auswertung der Bildinhalte unabdingbar. Dieses Kapitel stellt das Prinzip der Erdbeobachtung vor, legt die Eigenschaften fernerkundlicher Bilddaten dar und erläutert die Ansätze zur computergestützten Auswertung von Satellitenaufnahmen.

Thomas Esch, Wieke Heldens, Annekatrin Metz

5. Der Werkzeugkasten der urbanen Fernerkundung – Daten und Produkte

Städte sind im Laufe des „Anthropozäns“ zum primären Lebensraum des Menschen geworden. Viele stadtgeographische Fragestellungen, die sich mit den sozialen, ökologischen und ökonomischen Aspekten unseres Zusammenlebens in Städten befassen, haben einen räumlichen Bezug. Sie bedingen daher quantitatives Wissen − Wissen, das über die Fernerkundung als Geoinformation verfügbar wird. Der Beitrag gibt einen systematischen Überblick über die Vielfalt lokalr bis globaler fernerkundlicher Daten und Produkte im urbanen Kontext sowie deren technischen Eigenschaften und Funktionalitäten. Dieser Überblick über den gegenwärtigen Werkezugkasten zur raumbezogenen Stadtforschung wird ergänzt durch einen Ausblick auf neue Satellitenmissionen in naher Zukunft, die eine noch breitere Palette qualitativ hochwertiger Werkzeuge bereit stellen werden.

Martin Klotz, Michael Wurm, Hannes Taubenböck

Teil B: Siedlungsstrukturelle Landkarte: Dynamik und Charakter

Frontmatter

6. Die globale Vielfalt urbaner Siedlungsmuster

Auf der Erde hat ein epochaler Wandel stattgefunden. Seit wenigen Jahren leben erstmals mehr Menschen in Städten als auf dem Land. Gegenwärtig wachsen die Städte insbesondere in Asien und Afrika in atemberaubendem Tempo. Innerhalb weniger Jahre wuchern Megacities heran, es bilden sich ausgedehnte Stadtlandschaften und ganze Landstriche werden völlig zersiedelt. Nachhaltige Siedlungsentwicklung braucht Wissen über den Zustand und die Dynamik der bebauten Umwelt und über seine Wechselwirkungen mit der umgebenden Natur- und Kulturlandschaft. Genau hier kann die Erdbeobachtung einen wertvollen Beitrag leisten. Sie hilft städtische Siedlungsformen von ländlichen zu differenzieren, sie zu kategorisieren und abzugrenzen. Satellitenbasierte Geoinformationen liefern dabei ein aktuelles Bild der Verstädterung und Besiegelungsmuster, ermöglichen es aber auch, deren Veränderung über die Zeit zu beschreiben.

Thomas Esch, Andreas Felbier, Hannes Taubenböck, Michael Wurm, Stefan Dech

7. Ohne Limit? Die Expansion von Megacities

„Wie soll man über Phänomene schreiben, die derart chaotisch vor sich hin wuchern, dass man sich darin verlaufen, ja lebenslang verlieren, sie aber nicht mehr umfassend beschreiben kann?“

Im Vorwort zu seinem Buch Megacitys bringt es der Journalist Alex Rühle auf den Punkt: Megacities sind zu groß, zu vielschichtig, zu heterogen; kurz, sie sind zu komplex, um sie ganzheitlich zu beleuchten oder gar verstehen zu können. Dieser Beitrag nähert sich dieser Komplexität über eine räumliche Betrachtung der Megacities und ihrer Expansion in die Fläche. Multitemporale Klassifikationen basierend auf fernerkundlichen Zeitreihen zeigen das Raumwachstum über 35 Jahre. Sie ermöglichen in einer relativen, global vergleichenden Analyse, die mit Abstand höchste Dynamik zweidimensionaler Flächenausdehnung für die Megacities Asiens zu identifizieren. In Kombination mit dem Bevölkerungswachstum wird auch deutlich, dass relative Wachstumsraten in der Fläche meist die der Bevölkerung übersteigen.

Hannes Taubenböck

8. Kompaktheit versus Dispersion: Messung und Bewertung von Siedlungsmustern der Erde

Aus der Vogelperspektive lässt sich synoptisch beobachten, in welch mannigfaltigen Mustern der Mensch Siedlungen auf der Erdoberfläche entweder bewusst organisiert oder wie diese sich selbst konfigurieren. Insbesondere städtische Siedlungen zeigen dabei in Abhängigkeit ihres Kulturraums räumliche Unterschiede hinsichtlich ihrer Raummuster und ihrer Dynamik. In diesem Beitrag ist es unser Ziel, räumliche Muster auf „urban footprint“ Ebene, abgeleitet aus Erdbeobachtungsdaten, quantitativ messbar und dadurch untereinander und über die Zeit hinweg vergleichbar zu machen. Dadurch soll eine Bewertung der unterschiedlichen Musterausprägungen ermöglicht werden. So zielen wir darauf ab, Aussagen über räumliche Kompaktheit (räumliche Konzentration) im Gegensatz zu räumlicher Dispersion (räumliche Dekonzentration) bei unterschiedlichen Siedlungsmustern treffen zu können.

Michael Wiesner, Hannes Taubenböck

9. Temporäre Siedlungen: Wenn aus Flüchtlingslagern Städte werden

Flüchtlingslager sind immer nur als temporäre Siedlungen geplant. Die Realität zeigt jedoch oft ein anderes Bild. Viele Flüchtlingslager bestehen über Jahrzehnte und entwickeln sich im Laufe der Zeit zu permanenten Siedlungen. Unter dem Einfluss eines hohen Bevölkerungsdrucks verändert sich dabei nicht nur die Gebäude- und Bevölkerungszahl, sondern auch die Siedlungs- und Infrastruktur. Hierbei sind oftmals deutliche Anzeichen städtischer Entwicklung erkennbar. Der Entstehung von Flüchtlingslagern liegt ein geplanter Prozess zugrunde: In Sektoren und Blöcken aufgestellte Unterkünfte dienen als Ausgangsbasis. In einem organischen Prozeß werden nun vermehrt individuelle Behausungen errichtet. Entlang der Hauptwege entstehen verschachtelte enge Gassen mit Märkten. Mit Hilfe der Fernerkundung lassen sich Informationen über derartige Veränderungen ableiten und Erkenntnisse über die Siedlungsstrukturen in Flüchtlingslagern, als ein Beispiel temporärer Siedlungen, gewinnen.

Elisabeth Schöpfer, Patrick Aravena Pelizari, Kristin Spröhnle

10. Hier spielt die Musik! Räumlich differenziertes Siedlungswachstum in deutschen Ballungsräumen

Funktionierende Städte und Stadtregionen befinden sich in einem steten Wandel. Die Dynamik allerdings, ist sehr stark von der geographischen Region auf der Erde bzw. der räumlichen Verortung im städtischen System abhängig. Großflächige Urbanisierungsprozesse haben in Deutschland vor allem zur Zeit der Industrialisierung stattgefunden. Getrieben durch Suburbanisierungsprozesse konzentriert sich heute die physische Stadtexpansion vor allem auf die Vorgärten der Städte, die Umlandregionen. Vor dem Hintergrund dieser Fakten untersucht dieser Beitrag am Beispiel von vier deutschen Metropolregionen (München, Frankfurt am Main, Stuttgart, Köln-Bonn) die raumzeitliche Entwicklung des Siedlungswachstums auf Basis von historischen und aktuellen Satelliten- und Höhendaten. Es zeigt sich, dass vor allem die Umlandregionen von München und Stuttgart viel vom Flächenwachstum der Kernstädte aufgefangen haben.

Michael Wurm, Hannes Taubenböck

11. Urbane Strukturen der Macht

Manhattens Geschäftsviertel,

Downtown

und

Midtown

, gelten bis heute als Inbegriff und Urbild von Central Business Districs (CBDs). Gerade die interne Struktur von Städten hat sich im Zuge dynamischer Urbanisierungsprozesse im 20. und 21. Jahrhundert hin zu einer immer komplexeren

Geographie

funktionsräumlicher Zentren entwickelt. Business Districts bilden dabei Polarisationskerne der urbanen Entwicklung, die bei Weitem nicht mehr nur in zentralen Lagen zu finden sind. Bislang sind deren Anordnung und Lage auf der Skala großer Millionen- und Megacities aber nur schwer zu erfassen. Der Beitrag zeigt exemplarisch, welches Potential die physische Perspektive der Erdbeobachtung zur Kartierung und Untersuchung dieser funktionsräumlichen Strukturen auf verschiedenen räumlichen Skalen besitzt. Dabei ermöglicht eine kleinräumige Untersuchung die Charakterisierung des physischen Erscheinungsbildes dieser Zentren (Morphologie) sowie eine großflächige Kartierung die Analyse ihrer Verteilung im Raum (Geographie). In den dargelegten Beispielen wird dabei deutlich, dass Business Districts keineswegs einen homogenen physischen Strukturtyp darstellen und dass die räumliche Verteilung von BDs in der kürzlich dynamisch gewachsen Megacity Istanbul polyzentralere Raummuster messbar sind als in den Megacities Paris und London.

Martin Klotz, Michael Wurm, Hannes Taubenböck

12. Das globale Gesicht urbaner Armut? Siedlungsstrukturen in Slums

„Jede Stadt der Welt, wie klein sie auch immer sein mag, ist zweigeteilt; in eine Stadt der Armen und in eine Stadt der Reichen.“

Damit hat der griechische Philosoph Platon schon vor 2500 Jahren beschrieben, was heute in den Slums dieser Welt physisch manifestiert scheint. Mit diesem Beitrag zielen wir darauf ab, die Lage sowie die morphologischen Charakteristika – in Abgrenzung zu formellen Siedlungsgebieten – von exemplarisch ausgewählten informellen Siedlungen zu erfassen und miteinander zu vergleichen. Dabei zeigen wir wie informelle Siedlungen mittels Erdbeobachtungsdaten erfasst werden und welche räumlichen Analysen und Lagecharakteristika zum Verständnis des Stadtaufbaus beitragen können. Darüber hinaus zeigt der Beitrag inwieweit sich urbane Morphologien in informellen Siedlungen auf verschiedenen Kontinenten entsprechen oder unterscheiden.

Hannes Taubenböck, Nicolas J. Kraff

13. Versiegelung – schmaler Grat zwischen Belastung und Effizienz

Der Versiegelungsgrad oder Anteil versiegelter Fläche ist ein weitverbreiteter Indikator im Umweltmonitoring. Der Versiegelungsgrad hat u.a. Einfluss auf das Stadtklima oder auf den Wasserhaushalt. Versiegelung gilt als ein Indikator für Flächeninanspruchnahme, welcher meist mit einer Zunahme des Versiegelungsgrads einhergeht. Vor diesem Hintergrund ist eine regelmäßige Kartierung wichtig, um Entwicklungen bewerten zu können. Satellitengestützte Methoden sind hierfür besonders geeignet, weil sie flächendeckend einheitliche Daten generieren. In diesem Beitrag wird anhand des Beispiels von Bayern gezeigt, wie sich die versiegelte Fläche räumlich verteilt und welche Informationen eine Versiegelungskartierung für das Umweltmonitoring bzw. die Stadt- und Raumplanung liefern kann.

Wieke Heldens, Thomas Esch

14. Die Morphologie deutscher Großstädte: Was die Dichte über die Struktur der Städte verrät

Die Großstadt Herne in Nordrhein-Westfalen weist die drittgrößte Bevölkerungsdichte von Großstädten in Deutschland auf. Dies ist vor allem auf die relativ gesehen kleine administrative Fläche des Stadtgebietes zurückzuführen. Werden als Maß zum Dichtevergleich die bebauten Flächen herangezogen, erscheint Herne gar nicht mehr so dicht. Im Gegenteil: für den Innenraum weist sie im Vergleich mit allen Großstädten in Deutschland sogar eine unterdurchschnittliche Dichte auf. In diesem Beitrag werden Bebauungsdichten als Maß zur Beschreibung der Morphologie aller 76 deutschen Großstädte herangezogen um die städtischen Strukturen miteinander zu vergleichen. Zur Berechnung der Morphologien werden dafür Grundflächenzahlen (GRZ) aus topographischen Karten und Baublockdaten des ATKIS Basis-DLM verwendet.

Michael Wurm, Hannes Taubenböck

15. Zu Stein gewordene Philosophien – die Morphologie geplanter Wohnviertel

Städte sind niemals Zufall. Selbst die scheinbare Ordnungslosigkeit einer informellen Siedlung passiert nicht einfach zufällig. Die dort resultierende physische Struktur basiert auf komplexen Gesetzmäßigkeiten eines kollektiven Systems bei gegebenen Umweltbedingungen. Die Stadtplanung hat seit jeher versucht, der scheinbaren Ordnungslosigkeit organisch wachsender Gebiete durch eine klare physische Organisation von Städten oder Stadtteilen entgegenzuwirken. Entstanden sind Konzepte, die sich in mehr oder minder strengen physischen Grundmustern niederschlagen. Dieser Beitrag versucht die Frage zu ergründen, ob diese Stadtplanungsideen und -konzepte zu einer global homogenisierten Baumorphologie und -struktur geführt haben? Um darauf eine Antwort zu finden, setzen wir Erdbeobachtungsdaten ein, um physische Morphologien und Strukturen von geplanten „Suburbs“ zu erfassen. Dabei stützen wir unsere Analyse auf zwölf exemplarische und global verteilte, geplante Wohnviertel, die teils auf den gleichen und teils auf unterschiedlichen Planungskonzepten beruhen. Das Ergebnis zeigt, dass die Idee, ein Wohngebiet geplant physisch zu realisieren, global zu vielen Ähnlichkeiten bei Gebäudestrukturen sowie Grundmustern geführt hat und partiell Strukturen reproduziert wurden, trotzdem aber keine zwei geplanten Wohnviertel in ihrem physischen Erscheinungsbild identisch sind.

Hannes Taubenböck, Juliana Kehrer, Michael Wurm

Teil C: Der Mensch in den Strukturen und gesellschaftliche Exposition

Frontmatter

16. Der Wochenrhythmus der Städte – Erfassung anthropogener Aktivitätsmuster aus dem All

Luftschadstoffe aus Verbrennungsprozessen sind Spiegel menschlicher Aktivität und Mobilität. In diesem Beitrag werden globale Satellitendaten des Luftschadstoffs Stickstoffdioxid (NO

2

) analysiert, um die raum-zeitliche Variabilität von anthropogenen Aktivitätsmustern abzuleiten. NO

2

-Wochengänge ausgewählter Städte lassen dabei eindeutig auf ihre kultur- und wirtschaftsräumliche Identität schließen. Städte mit christlicher, islamischer oder jüdischer Weltanschauung zeigen ebenso ein charakteristisches Verhalten wie Städte des Globalen Südens und Chinas mit einem gänzlich fehlendem Wochenrhythmus. Mit diesem Verfahren wird der Versuch einer globalen Klassifikation von Kultur- und Wirtschaftsräumen aller Städte mit mehr als 2 Mio. Einwohnern unternommen. Die Methode wird abschließend eingesetzt, um die überregionale Bedeutung von Städten zu quantifizieren.

Thilo Erbertseder, Christoph Bergemann, Frank Baier

17. Polyzentralität in deutschen Stadtregionen – eine integrierte Bestandsaufnahme

Der zahlenmäßige Rückgang der Arbeitsplätze in den Kernstädten westlicher Industriestaaten geht einher mit der Entstehung randstädtischer und peripherer Arbeitsplatzagglomerationen. Das Zentren-Subzentrengefüge verschiebt sich, polyzentrische Strukturen bilden sich heraus. Vor diesem Hintergrund sucht der vorliegende Beitrag Antworten auf die Frage nach dem morphologischen Verhältnis zwischen Kernstadt und Subzentren. Dazu werden vier exemplarische Stadtregionen im Hinblick auf ihre polyzentrische Raumstruktur untersucht und miteinander verglichen. Die Kombination von Daten der Fernerkundung mit denen zu sozialversicherungspflichtig Beschäftigten ermöglicht dabei eine integrierte Analyse der raumstrukturellen Prägung der jeweiligen Stadtregion. Die Ergebnisse weisen auf recht ausgeprägte Hierarchien hin; in allen Regionen dominiert die Kernstadt trotz teilweise sehr deutlich sichtbarer Subzentren im Umland. Im Vergleich zum überkommenen Zentrum sind die Subzentren jedoch wenig maßgeblich in der raumstrukturellen Prägung der einzelnen Regionen.

Angelika Krehl

18. Ich weiß, dass ich nichts weiß – Bevölkerungsschätzung in der Megacity Mumbai

Wie viele Menschen leben in Mumbai? Wie hoch ist die Bevölkerungsdichte der Stadt in den einzelnen Stadtvierteln? Wie viele Menschen leben in den Slums dieser Megacity? Die Statistiken des Zensus, der Stadt oder der Vereinten Nationen liefern uns hierauf Antworten. Oder doch nicht? Diese Studie zeigt signifikante Differenzen verschiedenster Studien zur Bevölkerungsschätzung in einer Megacity auf. Darüber hinaus werden zwei Methoden zur Dissaggregation offizieller Zahlen und zur Extrapolation selbst erhobener punktueller Bevölkerungsinformationen vorgestellt. Die Analyse beruht dabei jeweils aus multi-skaligen physischen Informationen zu Wohnflächen basierend auf Erdbeobachtungsdaten, zum einen auf einem 3-D Stadtmodell und zum anderen auf einer flächendeckenden Klassifikation nach Stadtstrukturen. Das Ergebnis lässt vermuten, dass offizielle Zahlen die Bevölkerung signifikant unterschätzen.

Hannes Taubenböck, Michael Wurm

19. Am Ende der Kernstadt – ein Versuch der Abgrenzung des Physischen durch das Subjektive

Wo beginnt eine Stadt bzw. wo hört sie auf? Selbst Übergänge zwischen einzelnen physischen Stadtzonen, unterliegen - mit Ausnahme besonders charakteristischer Stadtmorphologien wie sie in Städten wie Paris oder Köln zu finden sind – häufig der Subjektivität des Betrachters. Doch genau diese Subjektivität, nach welcher welche ein Gebäude, einen Straßenzug oder einen Stadtteil von einer Person noch zum Stadtzentrum gehört, führt bei einer anderen bereits zur Assoziation mit der der Peripherie. Auf Basis von Haushaltsbefragungen des Sozio-oekonomischen Panels und des physischen Morphologiemerkmals Dichte wird für alle Großstädte in Deutschland die Perzeption von Betrachtern und der Abgrenzung des Stadtzentrums untersucht. Es zeigt sich, dass ein Zusammenhang zwischen der physischen Dichte und der subjektiven Wahrnehmung des Zentrumsbegriffes ein Zusammenhang besteht.

Michael Wurm, Jan Goebel, Hannes Taubenböck, Gert G. Wagner

20. Dicke Luft – Stadtregionen als globale Zentren der Luftverschmutzung

In diesem Beitrag wird der anthropogene Fußabdruck der Luftverschmutzung anhand von satellitengestützten Beobachtungen des Luftschadstoffs NO2 analysiert. Die Betrachtungsebenen umfassen dabei die globale Skala, 30 Megacities und die Megaregion Perlfluss-Delta in China. Dafür werden die Pro-Kopf-Verschmutzung und NO2-Trends quantifiziert, wonach sich die Megacities wirtschaftsräumlich klassifizieren lassen. Megacities des Globalen Südens beispielsweise zeigen bei einer niedrigen Pro-Kopf-Belastung einen durchweg positiven Trend. Am Beispiel der Megaregion Perlfluss-Delta werden erstmalig Satellitendaten des Luftschadstoffs NO2 mit den räumlichen Veränderungen des Siedlungsmusters für den Zeitraum eines Jahrzehnts kombiniert. Es wird gezeigt, dass durch die Verschneidung von NO2 Trends mit dem urbanen Fußabdruck die Analyse räumlich präzisiert werden kann.

Thilo Erbertseder, Hannes Taubenböck, Julian Meyer-Arnek

21. Die Hitze in der Stadt verstehen – Wie sich die jahreszeitliche Temperaturdynamik von Städten aus dem All beobachten lässt

Bis zu 95 % der Todesopfer aus Naturkatastrophen sind auf Hitzewellen zurückzuführen. Städte sind außerordentlich betroffen, da sie sich besonders stark erwärmen und hier viele Menschen leben. Die Fernerkundung kann einen Beitrag zu ihrer thermischen Überwachung leisten. Mit Sensoren im Wellenlängenbereich des thermalen Infrarot (TIR) kann beispielsweise die Temperatur der Oberfläche gemessen werden. Neuere Methoden erlauben es mit zahlreichen Aufnahmen über längere Zeiträume genauere thermische Muster abzuleiten und die raumzeitliche Temperaturdynamik städtischer Oberflächen besser zu verstehen. In diesem Kapitel wird der Jahresgang der Oberflächentemperatur und ihrer Wärmeinsel für Städte auf fünf Kontinenten (San Fransisco, Hamburg, Windhoek, Mumbai und Canberra) untersucht.

Benjamin Bechtel

22. Stadt in Gefahr – Erdbeobachtung zur Abschätzung der Folgen von Naturgefahren

Die räumliche Lage von Städten ist schicksalhaft. Es sind die Lage in Verwerfungszonen, die geographische Nähe zu Vulkanen oder die Angrenzung an tsunamigefährdete Küsten, die existenzielle Gefahren für Städte induzieren. Mit Blick auf ein mögliches zukünftiges Schadereignis in der erdbebengefährdeten Stadt Padang in Indonesien versucht dieser Beitrag darzustellen, wie sich auf Basis von Fernerkundungsdaten die möglichen Folgen von derartigen Naturereignissen abschätzen lassen. In diesem Zusammenhang liegt der Schwerpunkt des Beitrages auf der quantitativen Darstellung der Folgen von Erdbeben: Wo sind einstürzende Gebäude im Stadtgebiet zu erwarten? Wo ist die am schlimmsten betroffene Bevölkerung lokalisiert?

Christian Geiß, Patrick Aravena Pelizari, Hannes Taubenböck

Teil D: Der Blick von oben trifft den Blick von unten

Frontmatter

23. Satellitenbilder – mehr als tausend Worte

Weihnachten 1968: Im US-Raumschiff Apollo 8 umrunden die ersten Menschen die dunkle Rückseite des Mondes. Kurz bevor sie wieder Sicht- und Funkkontakt zur Erde erhalten, dreht Astronaut Frank Borman die Raumkapsel um die Längsachse. „Gott! Seht euch dieses Bild da an“, platzt es aus ihm heraus. Hinter dem Mondhorizont schiebt sich eine mächtige blauweiße Scheibe hervor und steht schließlich mit der Aura ihrer strahlenden Atmosphäre vor dem nachtschwarzen All: die Erde. Die sonst so beherrschten Astronauten sind begeistert; sie schnappen sich ihre Kameras und fotografieren, was Menschenaugen gerade zum ersten Mal sehen: einen Aufgang ihres Planeten. Dort draußen in der Kälte des Kosmos beobachten sie aus der Ferne ihre lebensvolle Heimat, die wie ein leuchtendes Raumschiff ihre Bahn durch ein dunkel abweisendes Weltall zieht. Die Fotos der Astronauten gehen um die Welt. Sie wecken das Bewusstsein vom blauen Planeten und seiner geschlossenen Biosphäre und werden zur Chiffre für globale Umweltverantwortung.

Mit diesen ist es wie später mit anderen Aufnahmen aus dem Orbit: eine ungewohnte Perspektive auf die Erde provoziert neues Denken. Heute liefern Satellitenbilder von der Erde Einblicke in räumliche und geologische, zivilisatorische und ökologische Strukturen, die anders nicht zu erkennen sind. Sie verleiten aber auch zu weniger wissenschaftlichen Assoziationen.

Florian Hildebrand

24. Gottes Daumenkino – das Wuchern der Megacities

Wenn es einen Gott gibt, der uns von irgendwo da draußen zusieht, dann muss er längst zu einem kosmologischen Hautarzt gegangen sein und im betretenen Ton einer Beichte gesagt haben: „Es gibt da so eine unbedeutende Galaxie, in der hab ich vor einiger Zeit mal herumexperimentiert mit verschiedenen Lebensformen. Ich konnte mich ein paar Äonen lang nicht kümmern, zu beschäftigt mit Wichtigerem. Aber was soll ich sagen, jetzt hab ich mal wieder geschaut...“ Und dann würde der kosmische Demiurg dem kosmischen Dermatologen mit ratlosem Blick diese Bilder rüberreichen. Die Ausbreitung einer Pilzkrankheit? Ein Hirntumor, der sich rasend schnell an Neuronenbahnen entlangfrisst? Eine Gigathrombose? Oder die Explosion einer Druckerpatrone? Hätten andere, zukunftsfrohere Zeiten lichtere Assoziationen zu diesen Aufnahmen gehabt?

Die Bildreihen, die das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD), ein Institut des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), momentan aus Satellitendaten der letzten 38 Jahre zusammensetzt, sind monströs und gleichzeitig wunderschön und erhellend. Die obere Abfolge zeigt die Ausdehnung der indonesischen Hauptstadt Jakarta seit 1975, unten kann man Manila dabei zuschauen, wie es sich quasi über Nacht von einer idyllischen Hafenstadt in eine 16-Millionen-Metropole verwandelt. Bildreihen werden aus den multitemporalen Erdbeobachtungsdaten extrahiert, ähnlich wie bei einem gigantischen Daumenkino, um erstmals alle Megacitys der Welt in ihrem räumlichen Wachstum zu kartieren.

Alex Rühle

25. Die Ruhe vor dem Sturm – Chinas Weg in ein urbanes Zeitalter

Schließen Sie die Augen und stellen Sie sich vor, Sie stehen am helllichten Tag in der Mitte der größten Verkehrs-kreuzung, die Sie jemals gesehen haben. Insgesamt 27 Fahrspuren treffen hier aus vier Richtungen kommend aufeinander! Jede dieser Verkehrsachsen wird von breiten Boulevards und Häuserschluchten gesäumt. Unzählige, perfekt aufeinander abgestimmte Ampeln sind bereit, Massen von Autos, Radfahrern, Fußgängern und anderen Verkehrsteilnehmern zu dirigieren. Das hört sich an wie die Beschreibung einer typischen, sehr großen Stadt. Und doch ist alles ganz anders: Um Sie herum sind keine Massen. Niemand versucht, das rettende Ufer des Bürgersteigs zu erreichen, bevor die Ampel umschaltet. Kein Auto zischt gefährlich nahe an ihnen vorbei, kein Verkehr tost, kein Hupen ertönt. Abgase, die die Luft verpesten, Gerüche aus Garküchen mit exotischen Gerichten? Fehlanzeige. Einsam und allein stehen Sie auf der riesigen Kreuzung, blicken – umgeben von unheimlicher Stille – in alle Himmelsrichtungen. Weit und breit keine Menschenseele! Und trotzdem befinden uns im bevölkerungsreichsten Land der Erde, in China: auf einer monströsen Kreuzung inmitten der Großstadt Lingang.

Hannes Taubenböck

26. Die Frucht des Paradieses – Reflexion über den Besuch einer Favela in São Paulo

Was kommt einem in den Sinn, wenn man an eine Favela denkt? Wie sehr ist der persönliche Erwartungshorizont von der eigenen kulturellen Sozialisation geprägt? Kann man die „Favela an sich“ überhaupt treffend beschreiben, oder ist – wie so oft – alles nur eine Frage der Perspektive? Zwei Europäer wagen den Selbstversuch und reflektieren ihre Vorurteile und Erfahrungen mit der Begegnung einer brasilianischen Favela.

Hannes Taubenböck, Michael Wurm

27. Wenn die Erde in der Stadt bebt – ein Augenzeugenbericht

Es war ein gewöhnlicher Mittwoch im September in der Stadt Padang auf der Tropeninsel Sumatra in Indonesien. Ein Tag, wie jeder andere auch. Die Straßen bevölkert von Menschen, die ihrem normalen Rhythmus folgten. Kinder, die in der Nachmittagsschule die Schulbank drückten, um für eine bessere Zukunft vorbereitet zu sein. Männer auf Mopeds, die ihre Waren transportierten, Geschäftsleute, die in klimatisierten Konferenzräumen der Hotels ihre Besprechungen abhielten und sich Gedanken über Umsatzsteigerung ihrer Unternehmen machten. Australische Touristen, die zufrieden am Hotelpool auf die Abkühlung des nahenden Sonnenuntergangs warteten und womöglich von der nächsten Reise in das Urlaubsparadies Indonesien träumten.

Aber dieser Mittwoch sollte der letzte gewöhnliche Tag im Leben von vielen Tausend Menschen werden, die von ihrem Schicksal nichts ahnen konnten. Und dann begann die Erde zu beben, an diesem 30. September 2009, um 17:15 Uhr.

Karl-Peter Traub

28. Die Morphologie des amerikanischen Traums – ein Ausflug in die Vorstadt

Die Erdbeobachtung blickt aus der Distanz auf die Städte. Urbanisierung jedoch spielt sich tagtäglich vor unseren Augen ab. Wir haben gelernt, die Erdbeobachtung nüchtern, sachlich und wissenschaftlich einzusetzen und damit den städtischen Raum naturwissenschaftlich zu bestimmen. Während der natürliche Raum nach messbaren Werten gegliedert ist, konstituiert sich der gebaute Stadtraum aber auch aus Atmosphären in Gefühlen der Enge und der Weite sowie des ästhetischen Eindrucks. Dieser Beitrag reflektiert den in Kapitel 15 vorgestellten quantitativen, raumstrukturellen Vergleich geplanter Wohnsiedlungen am Beispiel der amerikanischen Vorstadt. Basierend auf den Erfahrungen einer Exkursion kombiniert mit einer Literaturrecherche werden Fakten und Eindrücke atmosphärisch verwoben und diskutiert.

Hannes Taubenböck, Wolfhard Geile

Teil E: Wirklichkeit und Wunsch: Die Zukunft urbaner Fernerkundung

Frontmatter

29. Urbane Fernerkundung mit Satellitenbildern: gestern – heute – morgen

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Carsten Jürgens

30. Die Vermessung der Stadt aus dem Orbit

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Richard Bamler

31. Collective Sensing: Fernerkundung, Sensorik in den Straßen, soziale Netzwerke und „die Crowd“

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Thomas Blaschke

32. Fernerkundung einer Stadt als Mensch-Umwelt-System

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Tobia Lakes

33. Über den Tellerrand hinaus – eine Fernerkundungsinfrastruktur für bessere Sozialforschung!

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Gert G. Wagner

34. Stadtentwicklung am Beispiel Indien: Empfehlungen aus planerischer Perspektive

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Manisha Jain, Jörg Knieling

35. Interdisziplinäre Raumforschung in der Stadt mit Soziologie und Erdbeobachtung

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Martina Löw

36. Urbane Fernerkundung 2.0 – Haben wir bereits alle Ziele erreicht oder stehen wir vielmehr erst am Anfang …?

Wo steht die urbane Fernerkundung heute? Ist sie bereits ein integraler Teil einer neuen, multidisziplinären urbanen Geographie? Wie muss es in der Mitte des zweiten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts mit der urbanen Fernerkundung weitergehen? Reicht es aus, immer neuere und bessere Satelliten und Sensoren zu bauen oder brauchen wir ein anderes Verständnis von räumlichen Informationen aus dem All? Renommierte Experten aus der methodischen sowie angewandten Fernerkundung sowie aus den Themenfeldern Geomatik, Stadtgeographie, Wirtschaftswissenschaften und Soziologie diskutieren Entwicklungen, Herausforderungen, Erwartungen und Visionen aus ihren fachlichen und persönlichen Blickwinkeln heraus. Diese Perspektivenwechsel formulieren indirekt eine Zukunftsagenda für die Fernerkundung in einem stadtgeographischen Kontext.

Christoph Aubrecht, Klaus Steinnocher

Teil F: Schlussbetrachtung

Frontmatter

37. Globale Urbanisierung – Perspektive aus dem All: Der Versuch eines Resümees

Die Perspektive aus dem All ist eine Perspektive aus großer Distanz. Und aus dieser Distanz ist unser Planet ein einzigartiger Anblick. Die neuen Generationen von Satelliten ermöglichen es uns, die Erde, ihre Oberfläche und ihre Atmosphäre aus neuartigen, ungewohnten Perspektiven zu betrachten. Schon heute bietet die Erdbeobachtung außerordentliche Datenschätze, und die Quantität dieser Datenbestände steigt in rasanter Geschwindigkeit an. Damit können die Prozesse des globalen Wandels auf unserem Planeten auf noch nie dagewesene Art und Weise in Raum und Zeit abgebildet und analysiert werden. Aus diesem Grund muss die Fernerkundung, getreu dem Eingangsstatement dieses Buches, im zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts

raumwissenschaftlichen Erkenntnisgewinn

für gesellschaftlichen Nutzen zu einem zentralen Thema machen.

Hannes Taubenböck, Michael Wurm, Thomas Esch, Stefan Dech

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