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Hochschule für Technik Rapperswil

Modul: GIS 2 | HS 2016
Thema: Kongresshaus-Standort Stadt Zürich
Studierende: Omar Al-Askari | Fabian Kälin
Dozent: Claudio Büchel
Datum: 22. Dezember 2016

Ausgangslage

Bestehendes Kongresshaus Zürich

Eine Kongresshauserweiterung stellt seit längerer Zeit eine aktuelle Planungsfrage in der Stadt Zürich dar. Dabei fragt sich die Stadt, ob am bestehenden Standort am General-Guisan-Quai, direkt am Zürichsee, ein Ersatzneubau bzw. ein Erweiterungsbau errichtet werden soll. Als Alternative dazu wurden im Planungsverfahren auch andere Standorte in der Stadt Zürich in Erwägung gezogen.

Aufgabe

Im Rahmen des Moduls GIS 2 sollen für eine raumplanerische Fragestellung mit ArcMap Geodaten bearbeitet und GIS-Analysekarten erstellt werden.

Übersichtsplan Stadtgebiet Zürich

Perimeter

Als Perimeter wurde das ganze Stadtgebiet von Zürich samt einem zusätzlichen Einzugsradius von 1'000m ab Stadtgrenze festgelegt.

Thema

Im Rahmen dieser Arbeit sollte der beste Standort für einen stadtzürcher Kongresshaus-Neubau eruiert werden. Hierfür war anhand von ArcGIS das gesamte Stadtgebiet von Zürich zu analysieren. Die Kriterien, anhand derer die Standortanalyse erfolgte, wurden wie folgt definiert:

- Erreichbarkeit von Hotels, Hostels, Pensionen etc

- Erreichbarkeit von Haltepunkten des Öffentlichen Verkehrs

- Nähe zu übergeordneten Strassen (Sammelstrassen, regionale Ortsverbindungsstrassen und Hauptverkehrsstrassen gemäss kommunalem Richtplan der Stadt Zürich)

- Nähe zu Anschlüssen an Hochleistungsstrassen

- Nähe zu grösseren, öffentlich zugänglichen Parkierungsanlagen für Personenwagen

- Vorhandensein von Bauzonen (ausgenommen Wohnzonen)

Arbeitsschritte

Die Arbeit wurde in zwei wesentlichen Schritten verrichtet:

1. Grundlagenaufbereitung und Erarbeitung von Themenkarten

2. Zusammenrechnen der Themenkarten zur Synthesekarte

Nachfolgend sind lediglich die bedeutenden Arbeitsschritte aufgeführt, die für das Zustandebringen der Synthesekarte entscheidend waren. Fähigkeiten wie beispielsweise das einfache Abändern von Farben oder Transparenzen von Elementen oder das Erstellen von Planlayouts mit Legenden, Nordpfeilen usw. wurden bereits in den Gruppenübungen des Kurses GIS-II vermittelt. Deshalb werden solche einfache Vorgänge in dieser Dokumentation nicht explizit erwähnt.
Wichtige GIS-Funktionen (z.B. Clip, Buffer, Select by Attributes, Euclidean Distance, Raster Calculator) sind in jedem Fall aufgeführt, jedoch ist das Vorgehen zu ihrer Anwendung nur dokumentiert, wenn diese Funktion nicht bereits in den Gruppenübungen des Kurses GIS-II behandelt worden ist.

Arbeitsschritt 1 - Grundlagenaufbereitung und Erarbeitung von Themenkarten

Übersichtsplan

Der Übersichtsplan (2015) der Stadt Zürich wurde von www.data.stadt-zuerich.ch als WMS-Service eingebettet.

Stadtgrenze von Zürich

Von der Geodatabase Server Connection des ARE wurde der Datensatz mit allen Gemeindegrenzen reingezogen, danach wurde die Grenze der Stadt Zürich selected. Anschliessend wurde diese als eine neue Feature Class exportiert und reingeladen. Diese wurde danach für das Bearbeiten weiterer Datensätze benötigt.


Bauzonen von Zürich

Von der Geodatabase Server Connection des ARE wurde der Datensatz mit allen Bauzonen der Schweiz reingezogen, danach wurden die Bauzonen der Stadt Zürich selected (Select by location > source layer: Stadtgrenze Zürich, search distance: 1000m). Anschliessend wurden diese als eine neue Feature Class exportiert und reingeladen. Aufgrund der Annahme, dass Wohnzonen für ein Kongresshaus ungeeignet sind, wurden diese in einem nächsten Schritt ausgeblendet (Definition Query).
Danach wurde versucht kleinere Bauzonen, die nur von Wohn- oder Nichtbauzonen umgeben sind, zu entfernen. Hierfür wurden alle eingeblendeten Zonen zu einem Polygon zusammengefügt (Geoprocessing > Dissolve). Dieses Polygon wurde anschliessend wieder in einzelne Flächen aufgeteilt, so dass alle Nichtwohnzonen, die sich nicht berühren, eigenen Polygone darstellen (ArcToolbox > Data Management Tools > Features > Multipart to Singlepart). Die Polygone, welche eine Fläche von unter 1000 m² aufweisen, wurden darauffolgend ausgeblendet (Definition Query).
Als nächstes ist über den ganzen Bearbeitungsperimeter eine Fläche in einer neu angelegten Feature Class gezogen und mit den Bauzonen verschnitten worden (Union). Anschliessend wurde daraus eine Rasterfläche erzeugt (ArcToolbox > Conversion Tools > To Raster> Polygon to Raster, Cellsize: 25, Value field: ORIG_FID)
Für die spätere Auswertung musste den Rasterflächen als nächstes geeignete Werte zugewiesen werden. (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclass > Reclassify, New values: Bauzonen= 10, Hintergrund= 0)


Übergeordnete Strassen

Diese Daten wurden vom Kommunalen Richtplan Verkehr der Stadt Zürich genommen. Der Richtplan stammt von den öffentlichen Daten der Stadt Zürich (data.stadt-zuerich.ch/), besteht aus einer KML-Datei und musste importiert respektive konvertiert werden (ArcToolbox > Conversion Tools > From KML > KML To Layer). Mit einer Definition Query wurden darauffolgend die übergeordneten Strassen ausgewählt (Definition Query: Folder Path LIKE ‚%Sammelstrassen‘ OR ‚Staatsstrasse‘). Das %-Zeichen bezweckte hierbei, dass auch Felder ausgewählt wurden, in denen weiterer Text vor dem Begriff Sammelstrassen steht.
Weil das Koordinatensytem der Richtplan-Daten nicht mit dem Koordinatensytem des Data Frame übereinstimmte, musste dieses angepasst werden (Export Data > Use the same coordinate system as: the data frame).
Darauffolgend wurden Rasterflächen mit den Einzugsgebieten der übergeordneten Strassen generiert. Das Einzugsbgebiet der übergeordneten Strassen beträgt in diesem Fall 150 Meter (keine grössere Entfernung als vier Bautiefen). (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Distance > Euclidean Distance, Output cell size: 25, Maximum distance: leer lassen)
Für die spätere Auswertung musste den Rasterflächen neue Werte zugewiesen werden (innerhalb 15 m = 10 Punkte, innerhalb 150 m = 1 Punkt, ausserhalb = 0 Punkte)(. (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclass > Reclassify, Classify > Classes: 11, Break Values: Hier Werte angeben, die in jeweils einer Klasse beinhaltet sein sollen (in diesem Fall 15 m-Schritte)

Anschlüsse an Hochleistungsstrassen

Vorgehen analog Übergeordnete Strassen.

Haltepunkte des Öffentlichen Verkehrs

Analog der Bauzonen ist auch dieser Datensatz über die ganze Schweiz, deshalb: (Select by location > source layer: Stadtgrenze Zürich, search distance: 1000m). Anschliessend wurden diese als eine neue Feature Class exportiert und reingeladen.
Im nächsten Schritt wurden die Haltestellen nach unterschiedlichen Kategorien als einzelne Feature Classes exportiert (Select by Attributes). Damit die Einzugsgebiete der unterschiedlichen Verkehrsträger später differenziert bewertet werden konnten. Dabei wurden die folgenden Kategorien unterschieden:
- Zürich Hauptbahnhof (Einzugsradius: 1500 m)
- Bahnhöfe mit Regionalverkehr und direkter Flughafenanbindung (Einzugsradius: 1250 m)
- S-Bahnhöfe mit direkter Flughafenanbindung (Einzugsradius: 1000 m)
- S-Bahnhöfe ohne direkte Flughafenanbindung (Einzugsradius: 1000 m)
- Tramhaltestellen mit direkter Flughafenanbindung (Einzugsradius: 200 m > entspricht ca. 3 Minuten Gehzeit)
- Tram- und Bushaltestellen (Einzugsradius: 200 m > entspricht ca. 3 Minuten Gehzeit)

Welche Haltestellen eine direkte Flughafenanbindung haben, musste manuell erhoben werden, da die Linien, die an einer Haltestelle halten, nicht im Datensatz angegeben waren.

Als nächstens wurden Rasterflächen mit den Einzugsgebieten erstellt (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Distance > Euclidean Distance, Output cell size: 25)
Für die spätere Auswertung musste den Rasterflächen neue Werte zugewiesen werden. (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclass > Reclassify, Reverse New values '(10 Punkte wenn nahe, 1 Punkt wenn weit weg) > Classify > Classes: 11, Break Values: Hier Werte angeben, die in jeweils einer Klasse beinhaltet sein sollen)



Parkhäuser

Das Shape-File mit den Parkhäuser stammt von den öffentlichen Daten der Stadt Zürich (data.stadt-zuerich.ch/). Alle mit weniger als 200 Plätzen sind für diese Aufgabe unwichtig und wurden ausgeblendet (Definition Query).
Vorgehen für Rasterflächen analog Übergeordnete Strassen (Euclidean Distance).
Für die spätere Auswertung musste den Rasterflächen neue Werte zugewiesen werden. (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclass > Reclassify, Reverse New values (10 Punkte wenn nahe, 1 Punkt wenn weit weg))


Hotels

Für die Hotels wurden die Points of Interest (Shape-File) von Open Street Map herunter geladen (www.openstreetmap.ch). Analog der Bauzonen ist auch dieser Datensatz über die ganze Schweiz, deshalb: (Select by location > source layer: Stadtgrenze Zürich, search distance: 1000m). Von den Points of Interest sind nur die Hotels, Hostels und Guesthouses wichtig, deshalb: (Definition Query).
Weil das Koordinatensytem der Open Street Map Daten nicht mit dem Koordinatensytem des Data Frame übereinstimmt, musste dieses angepasst werden (Export Data > Use the same coordinate system as: the data frame).
Vorgehen für Rasterflächen analog Übergeordnete Strassen (Euclidean Distance).
Für die spätere Auswertung musste den Rasterflächen neue Werte zugewiesen werden. (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclass > Reclassify, Reverse New values (10 Punkte wenn nahe, 1 Punkt wenn weit weg))

Arbeitsschritt 2 - Zusammenrechnen der Themenkarten zur Synthesekarte

Die Themenkarten wurden zusammengefügt indem die Werte der Pixel zusammengerechnet wurden. So konnten die Standorte mit den höchsten Werten herausgefunden werden (in der Synthesekarte rot). Daraus resultierten die geeignetsten Standorte für ein Kongresshaus in der Stadt Zürich. (Arc Tool Box > Spatial Analyst Tools > Map Algebra > Raster Calculator)

Resultat & Fazit

Inhalt
Aufgrund der dieser GIS-Auswertung zugrundeliegenden Kriterien, erweisen sich alle potentiellen Kongresshausstandorte (siehe Karte Potentielle Kongresshausstandorte unten) grundsätzlich als geeignet. Denn alle befinden sich in oder nahe an den roten / rosafarbenen, besonders geeigneten Bereichen (siehe Synthesekarte Bestlagen).
Was in der vorliegenden Synthesekarte Bestlagen nicht berücksichtigt wurde, ist wie pittoresk bzw. visuell attraktiv gegenüber einem Zürich-Besuchenden die verschiedenen Lagen sind. Weil dieses Kriterium in der stattgefundenen Diskussion zum Kongresshausstandort eine Rolle spielte und ein Hauptargument für die Beibehaltung des bestehenden Kongresshausstandorts am Zürichsee-Ufer war, möchten wir es zum Schluss doch noch in unsere Schlussfolgerungen einfliessen lassen. Denn als Kongresshausstandort würden wir den Bereich "Amtshäuser / Urania" empfehlen. Grund dafür ist, dass dies nach unserer Einschätzung der einzige Standort nebst dem bestehenden ist, der in Sachen "Pittoreskität" etwas zu bieten hat. Darüber hinaus schneidet dieser gemäss Synthesekarte Bestlagen besser ab als der bestehende, insbesondere was die ÖV-Erschliessung angeht.

Methodik

Bezüglich der Vorgehensweise mit ArcGIS hat uns positiv überrascht, dass man bereits mit 3-4 Programm-Funktionen eine Vielfalt an groben aber brauchbaren GIS-Auswertungen erarbeiten kann. Jedoch wurde uns auch schnell klar, dass wenn man genauere Auswertungen erstellen möchte, oft ein vertieftes GIS-Können erforderlich ist. Dies traf beispielsweise zu, als wir in Erwägung zogen, nicht nur für die Standortnähe zu Hotels sondern auch für die Hotelanzahl in Standortumgebung Punkte zu vergeben.


Quellen

https://www.are.admin.ch/
https://data.stadt-zuerich.ch/
http://www.openstreetmap.ch/
Google Earth
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