Original paper

Geology and a spatial decision support system for the surroundings of urban areas: An example from southern Hesse (Germany)

Hoppe, Andreas; Lang, Stefan; Lerch, Christian; Marinoni, Oswald

Abstract

Due to their limited availability, the use of natural resources like groundwater, sand, gravel, or soil often generates conflicts between different interest groups. These conflicts intensify in areas around growing cities, where space becomes increasingly valuable. As the resources mentioned are related to geological structures, the key to solving these problems is the knowledge about the subsurface. To allow the consideration of this information for land use planning, it has to be presented in such a way that everyone, whether he is a geologist or not, can understand it.An appropriate method was developed taking the Cenozoic Hanau-Seligenstadt Basin southeast of Frankfurt/Main as an example. It is based on geological maps and well profiles from the Geological Surveys of Hesse as well as Bavaria and supplemented by a river seismic survey as well as outcrop records of our own. In a first step the basin's history and its structural and sedimentary architecture were reconstructed. The geological information obtained that way was processed and stored in three dimensional datasets using the software Gocad; it represents a model of the natural resources and hazards. Using filters or other established methods to record different variables, e.g. grain size for areas providing sand and gravel, different resource maps can be created (atlas of geo-potentials).However, as other aspects such as economic and ecologic factors usually play an important role in decision processes, a Spatial Decision Support System was used, further developed, and implemented into a Geo Information System in order to allow a participatory approach of all groups interested in land use. It allows for the evaluation of various regionalized criteria by means of integrated multi-criteria evaluation methodologies.

Kurzfassung

Natürliche Ressourcen wie Grundwasser, Sand und Kies oder Boden lösen nicht selten wegen ihrer eingeschränkten Verfügbarkeit Konflikte zwischen verschiedenen Landnutzungsinteressenten aus, die insbesondere in der Umgebung von Ballungsräumen an Schärfe gewinnen. Daher scheint es notwendig ihren geowissenschaftlichen Kontext so aufzubereiten und zu vermitteln, dass er bei der Raum- und Landesplanung für alle Beteiligten, unabhängig von ihrer geowissenschaftlichen Vorbildung, verständlich wird.Um dies zu erreichen wurde ein Verfahren entwickelt, das auf der Auswertung vorhandener geowissenschaftlicher Karten und Bohrungen basiert. Als Beispielgebiet dient die Hanau-Seligenstädter Senke südöstlich von Frankfurt am Main. Ihre sedimentäre und strukturelle Architektur wurde mit Hilfe der in den Archiven der Staatlichen Geologischen Dienste Hessens und Bayerns vorhandenen Daten sowie eigener Untersuchungen rekonstruiert und anschließend mittels der Software Gocad dreidimensional visualisiert. In einem weiteren Schritt entstanden daraus thematische Karten, z.B. zu vorhandenen Sand- und Kiesvorkommen (Atlas der Geo-Potenziale).Da bei Landnutzungsentscheidungen aber auch ökonomische, ökologische und andere Faktoren eine wichtige Rolle spielen, wurde mit einem sog. Spatial Decision Support System ein Verfahren genutzt, weiter entwickelt und in ein GIS implementiert, das die Einbeziehung aller an einer Landnutzung interessierten Parteien erlaubt. Mittels multikriterieller Analyse unterschiedlich wichtbarer Faktoren lassen sich so Flächen besserer oder geringerer Eignung für eine bestimmte Nutzungsform herausfinden.

Keywords

analytic hierarchy processahpgeo-resourcesgeo-hazardsland-useconflict mapgishanauseligenstadt basinhessegermany