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Einzugsgebiet

Einzugsgebiet zeigt wie weit Menschen innerhalb einer bestimmten Reisezeit oder Entfernung, mit einem oder mehreren Verkehrsmitteln reisen können — mit erweiterten Ausgabeformen, anpassbaren Schrittgrößen und zusätzlichen Einstellungen für den öffentlichen Verkehr.

1. Erklärung​

Basierend auf festgelegten Startpunkten, maximaler Reisezeit oder Entfernung und Verkehrsmitteln visualisiert das Tool die Erreichbarkeit anhand realer Routing-Netzwerke. Die resultierenden Isochronen können mit räumlichen Datensätzen, wie Bevölkerungs- oder Infrastrukturdaten, verschnitten werden, um die Abdeckung zu bewerten und Erreichbarkeitslücken zu identifizieren.

Einzugsgebiet bietet folgende zusätzliche Funktionen:

Für alle Routing-Modi:

  • Anpassbare Schrittgrößen — jeden Isochronenschritt individuell definieren (z. B. 5, 10, 20, 30 Minuten) anstatt gleichmäßiger Abstände.
  • Punktraster-Ausgabeform — eine neue Ausgabeoption, bei der das Einzugsgebiet als Raster einzelner Punkte dargestellt wird, die jeweils den genauen Reisekostenwert anzeigen.

Nur für den öffentlichen Verkehr:

  • Maximale Anzahl an Umstiegen — begrenzt die Anzahl der ÖV-Verbindungen pro Fahrt.
  • Zugangsart und Abgangsart — konfiguriert, wie Nutzer zu ÖV-Haltestellen und von diesen weg gelangen (zu Fuß, mit dem Fahrrad, mit dem Pedelec oder mit dem Auto).
info

Die Berechnung der Einzugsgebiete ist für Zu Fuß, Fahrrad, Pedelec und Auto in über 30 europäischen Ländern verfügbar. Für Öffentliche Verkehrsmittel werden Deutschland, die Schweiz und die Region Haut-Rhin in Frankreich unterstützt. Wenn Sie Analysen außerhalb dieser Regionen benötigen, kontaktieren Sie uns gerne.

2. Anwendungsbeispiele​

  • Welche Einrichtungen sind innerhalb von 5, 10 und 20 Minuten zu Fuß erreichbar? (Mit anpassbaren Schrittgrößen entsprechend planerischer Standards.)
  • Wie verändert sich das Einzugsgebiet, wenn ÖV-Verbindungen auf einen Umstieg begrenzt werden?
  • Welche Gebiete sind innerhalb von 5, 15 und 30 Minuten mit dem Fahrrad von einem neuen Radknoten erreichbar?
  • Wie unterscheiden sich die Einzugsgebiete von Arbeitsstätten zwischen Auto und öffentlichem Verkehr, wenn Radfahrer ÖV-Haltestellen nutzen können?
  • Welcher Anteil der Bevölkerung hat einen Hausarzt innerhalb von 500 m zu Fuß?

3. Verwendung des Tools​

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Klicken Sie auf Werkzeugkasten Werkzeugkasten . Klicken Sie unter Erreichbarkeitsindikatoren auf Einzugsgebiet.

Routing & Konfiguration​

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Wählen Sie den Routentyp für Ihre Analyse aus.
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Konfigurieren Sie die Parameter für den gewählten Routentyp. Die verfügbaren Felder hängen vom Modus ab:
  • Wählen Sie, ob das Einzugsgebiet auf Basis von Zeit oder Entfernung berechnet werden soll, und setzen Sie das entsprechende Limit. Bei Wahl von Zeit können Sie auch die Geschwindigkeit konfigurieren.
  • Wählen Sie die Form des Einzugsgebiets. Bei Wahl von:
    • Polygon oder Netzwerk: können Sie Schritte und Schrittgrößen festlegen.
    • Sechseckiges Gitter: keine weitere Konfiguration erforderlich.
    • Punktraster: Sie müssen den Punktraster-Layer auswählen, auf den die Werte angewendet werden.
Hinweis

Geeignete Reisezeitlimits nach Einrichtungstyp finden Sie im Standortwerkzeug der Stadt Chemnitz.

Erweiterte Optionen​

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Optional können Sie auf Erweiterte Optionen klicken, um weitere Einstellungen vorzunehmen. Die verfügbaren Optionen hängen vom gewählten Routentyp ab:

Form der Geometrien​

(Nur für Zu Fuß, Fahrrad und Pedelec — sichtbar wenn die Form des Einzugsgebiets auf Polygon gesetzt ist)

Wählen Sie, wie die Polygone bei mehreren Startpunkten geformt werden:

  • Zusammengefasst über Startpunkte (Standard) — alle Startpunkte werden pro Schritt zu einem gemeinsamen Einzugsgebietspolygon zusammengeführt.
  • Getrennt nach Startpunkt — jeder Startpunkt erhält pro Schritt ein eigenes individuelles Einzugsgebietspolygon.

Darstellung der Schritte​

Wählen Sie, wie die Isochronen-Schritte dargestellt werden:

  • Getrennte Schritte — jeder Schritt zeigt nur das Gebiet, das zwischen diesem und dem vorherigen Schritt erreichbar ist. Zum Beispiel zeigt bei Schritten bei 5, 10 und 15 Minuten die 10-Minuten-Zone nur das Gebiet, das zwischen 5 und 10 Minuten erreichbar ist.
  • Kumulative Schritte — jeder Schritt zeigt das gesamte bis zu diesem Reisekostenwert erreichbare Gebiet. Zum Beispiel umfasst die 10-Minuten-Zone alles, was innerhalb von 10 Minuten erreichbar ist, einschließlich der 5-Minuten-Zone.

Startpunkte​

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Wählen Sie die Methode zur Startpunktauswahl: Wählen Sie Auf der Karte auswählen und klicken Sie auf die Karte, um Startpunkte zu setzen, oder wählen Sie Aus Layer auswählen und wählen Sie einen Punktlayer mit den gewünschten Startpunkten. Alle Features des Layers werden als Startpunkte verwendet.

Ergebnis-Layer​

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Legen Sie den Name der Ergebnislayer für den Ausgabe-Einzugsgebiet-Layer fest.
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Legen Sie den Name des Startpunkte-Layer für den Ausgabe-Startpunkte-Layer fest.
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Klicken Sie auf Ausführen, um die Berechnung zu starten.
Hinweis

Die Berechnungszeit variiert je nach Einstellungen. Den Fortschritt können Sie in der Statusleiste verfolgen.

Ergebnisse​

Nach Abschluss der Berechnung werden die resultierenden Layer zur Karte hinzugefügt:

  • Einzugsgebiet — die berechneten Isochronen in der gewählten Form (Polygon, Netzwerk, Sechseckiges Gitter oder Punktraster). Durch Klick auf ein Feature kann das Attribut travel_cost eingesehen werden, das die Reisezeit (Minuten) oder Entfernung (Meter) anzeigt.
  • Startpunkte — ein Punktlayer mit den ausgewählten Startpositionen (wird nur erstellt, wenn Startpunkte auf der Karte gesetzt wurden, nicht bei Verwendung eines vorhandenen Layers).

Der Ergebnislayer wird automatisch mit einer Farbskala von der kürzesten bis zur längsten Reisekostenstufe eingefärbt.

4. Technische Details​

Einzugsgebiete sind Isolinien, die Punkte verbinden, die von einem Startpunkt aus innerhalb eines Zeitintervalls (Isochronen) oder einer Entfernung (Isodistanzen) erreichbar sind. Die Berechnung nutzt das entsprechende Verkehrsnetz für den gewählten Routing-Modus.

Grenzen für Startpunkte​

Routing-ModusMaximale Startpunkte
Zu Fuß / Fahrrad / Pedelec / Auto1.000
ÖPNV100

Zeitfenster​

Für den öffentlichen Verkehr wird das Einzugsgebiet über ein Zeitfenster berechnet – definiert durch einen Wochentag sowie eine Start- und Endzeit – anstatt für eine einzelne Abfahrt. Die Engine wertet jede Abfahrtsminute innerhalb dieses Zeitfensters aus und behält die schnellste Verbindung zu jedem erreichbaren Ort. Das Ergebnis ist kein Durchschnitt über die Abfahrten, sondern der beste Fall unter ihnen, wodurch das größtmögliche Einzugsgebiet entsteht. Eine Verbindung gilt ausschließlich anhand ihrer Startzeit als innerhalb des Zeitfensters liegend, unabhängig von ihrer Endzeit oder Gesamtdauer.

Visualisierung​

Der verwendete Algorithmus zur Ableitung der Einzugsgebietsform hängt vom Routing-Modus ab:

  • Zu Fuß, Fahrrad, Pedelec und ÖPNV — die Form wird aus dem Routing-Raster mithilfe des Marching-Squares-Konturlinien-Algorithmus abgeleitet, einem Computergraphik-Algorithmus, der zweidimensionale Konturlinien aus einem rechteckigen Wertearray erzeugt (de Queiroz Neto et al. 2016). Dieser Algorithmus transformiert das Routing-Raster von einem 2D-Array in glatte Polygonkonturen für die Visualisierung und räumliche Analyse.
  • Auto — die Form wird mithilfe der DuckDB-Funktion ST_ConcaveHull abgeleitet, die sich eng um die erreichbaren Punkte legt, um das Einzugsgebiets-Polygon zu erzeugen. Es wird ein dynamisches Konkavitätsverhältnis basierend auf der Anzahl erreichter Knoten verwendet: 0,5 bei weniger als 10.000 Knoten, 0,3 bei weniger als 50.000 und 0,2 andernfalls — niedrigere Werte erzeugen engere, stärker konkave Formen bei großen Einzugsgebieten, höhere Werte glattere Konturen bei kleinen.
Marching-Squares-Illustration

Wissenschaftlicher Hintergrund​

Einzugsgebiete sind konturbasierte Maße (auch kumulierte Gelegenheiten), die für ihre interpretierbaren Ergebnisse geschätzt werden (Geurs und van Eck 2001; Albacete 2016). Sie unterscheiden nicht zwischen verschiedenen Reisezeiten innerhalb des Grenzwerts (Bertolini, le Clercq und Kapoen 2005), anders als heatmap-basierte Erreichbarkeitsindikatoren.

Hinweis

Weitere Einblicke in den Routing-Algorithmus finden Sie unter Routing.

5. Weiterführende Literatur​

Weitere Einblicke in die Einzugsgebietsberechnung und deren wissenschaftlichen Hintergrund finden Sie in dieser Publikation.

6. Referenzen​

Albacete, Xavier. 2016. "Evaluation and Improvements of Contour-Based Accessibility Measures." url: https://dspace.uef.fi/bitstream/handle/123456789/16857/urn_isbn_978-952-61-2103-1.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Bertolini, Luca, F. le Clercq, and L. Kapoen. 2005. "Sustainable Accessibility: A Conceptual Framework to Integrate Transport and Land Use Plan-Making. Two Test-Applications in the Netherlands and a Reflection on the Way Forward." Transport Policy 12 (3): 207–20. https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2005.01.006.

J. F. de Queiroz Neto, E. M. d. Santos, and C. A. Vidal. "MSKDE - Using Marching Squares to Quickly Make High Quality Crime Hotspot Maps". en. In: 2016 29th SIBGRAPI Conference on Graphics, Patterns and Images (SIBGRAPI). Sao Paulo, Brazil: IEEE, Oct. 2016, pp. 305–312. isbn: 978-1-5090-3568-7. doi: 10.1109/SIBGRAPI.2016.049. url: https://ieeexplore.ieee.org/document/7813048

https://fr.wikipedia.org/wiki/Marching_squares#/media/Fichier:Marching_Squares_Isoline.svg

Majk Shkurti, "Spatio-temporal public transport accessibility analysis and benchmarking in an interactive WebGIS", Sep 2022. url: https://www.researchgate.net/publication/365790691_Spatio-temporal_public_transport_accessibility_analysis_and_benchmarking_in_an_interactive_WebGIS

Matthew Wigginton Conway, Andrew Byrd, Marco Van Der Linden. "Evidence-Based Transit and Land Use Sketch Planning Using Interactive Accessibility Methods on Combined Schedule and Headway-Based Networks", 2017. url: https://journals.sagepub.com/doi/10.3141/2653-06

Geurs, Karst T., and Ritsema van Eck. 2001. "Accessibility Measures: Review and Applications." RIVM Report 408505 006. url: https://rivm.openrepository.com/handle/10029/259808