UMEP für QGIS – Urbane Klima- und Energieanalysen

Das UMEP-Plugin (Urban Multi-scale Environmental Predictor) ist eine Open-Source-Erweiterung für QGIS, die urbane Klima- und Energieprozesse modelliert. Es verbindet Methoden aus Stadtklimatologie, Energieanalysen und Freiraumplanung und macht sie direkt im GIS zugänglich.

Im Unterschied zu spezialisierten Tools wie DIVA oder SimScale, die sich oft nur auf einzelne Aspekte wie Tageslicht oder Strömung konzentrieren, erlaubt UMEP eine integrierte Analyse: Klima, Energie und Stadtstruktur werden in einem gemeinsamen Rahmen sichtbar und mit realen Geodaten verknüpft.


Offizielle Dokumentation: UMEP Documentation

Funktionsumfang von UMEP

  • Strahlungs- und Energieanalysen Sonneneinstrahlung, Solarenergiepotenziale (PV & Solarthermie), Wärmeflüsse
  • Urbane Klimaindikatoren Sky View Factor, Verschattungssimulation, mittlere Strahlungstemperatur (MRT)
  • Mikroklimatische Modelle Lufttemperaturverteilung, Vegetationseinfluss, Materialeigenschaften, Belüftung
  • Klimaszenarien Integration von Wetterdaten und Klimaprojektionen, Modellierung zukünftiger Hitzebelastung und Aufenthaltsqualität

Mein aktueller Fokus

Derzeit mache ich mich intensiv mit den verschiedenen Algorithmen von UMEP vertraut. Dabei erarbeite ich, wie sich die Tools nutzen lassen, um:

  • zukünftige Klimaszenarien zu simulieren
  • räumliche Kartenprodukte für Planung und Gestaltung zu erstellen
  • den Mehrwert gegenüber klassischen Simulationsumgebungen hervorzuheben: GIS-Integration, Open-Source-Charakter und interdisziplinäre Anwendungsmöglichkeiten.

Beispiele – Erste Analysen mit UMEP

1. Sky View Factor (SVF)

Darstellung der Himmelsichtbarkeit. Helle Flächen = offene Plätze, dunkle Flächen = enge Straßenschluchten.

2. Annual Roof Irradiance

Berechnung der jährlichen Sonneneinstrahlung auf Dachflächen. Grundlage für Photovoltaik- und Solarthermiepotenziale.

3. Mean Radiant Temperature (MRT)

Thermische Strahlungsbelastung im Winter. Relevanz für thermischen Komfort und Aufenthaltsqualität.

4. Shadow Simulation

Schattenwurf am 13. August 2025, 15 Uhr. Verdeutlicht Verschattung im Tages- und Jahresverlauf.

Fazit

UMEP für QGIS bietet die Möglichkeit, klimaresiliente Stadtentwicklung datenbasiert zu unterstützen. Von der Solarenergieplanung über die Analyse von Hitzestress bis hin zur Gestaltung angenehmer Freiräume – das Plugin ist ein wertvolles Werkzeug für eine nachhaltige Stadt- und Landschaftsplanung.

Relevante Datenquellen für Analysen mit UMEP

Meteorological Data

.epw Viewer

Local Climate Zones (LCZ)

Population Data

Google Earth Engine

CityGML LOD2

Ex Sirmiocar

Das Projekt „Ex Sirmiocar“ bietet eine spannende Möglichkeit, den östlichen Ortseingang von Sirmione neu zu gestalten und dabei sowohl touristische als auch urbane Anforderungen zu erfüllen. Das Projektgebiet ist die Grundstücksfläche eines ehemaligen Fahrzeughändlers. Die gründliche Analyse der bestehenden Strukturen, Topografie, Infrastruktur und Naturmerkmale bildet die Grundlage für eine Planung, die respektvoll mit der Umgebung umgeht und gleichzeitig zukunftsorientiert ist.

Projektziel

Sensible Integration eines Neubaus mit gemischter touristischer, gewerblicher und sozialer Nutzung in die bestehenden Strukturen und Landschaftsmerkmale der Umgebung. Der Fokus liegt auf der harmonischen Verbindung zwischen den neuen Architekturideen und den landschaftlichen, kulturellen sowie infrastrukturellen Gegebenheiten.

Fotografische Ortserfassung


Landschaftliche und geografische Analyse

Die Abbildung in Form eines „Landschaftsecholotes“ veranschaulicht den touristischen Charakter der Küstenregion des Gardasees unter besonderer Berücksichtigung von Sirmione, einem der wichtigsten Reiseziele. Das Gebiet zeichnet sich durch zahlreiche touristische Einrichtungen aus, darunter Campingplätze entlang der Küste sowie kulturelle und historische Stätten wie Museen und archäologische Ausgrabungen. Die Halbinsel Sirmione und ihr Stadtzentrum sind sowohl touristisch als auch historisch bedeutsam. Nördlich von Peschiera del Garda, entlang der Ostküste, befinden sich Freizeitparks, während im Westen das Projektgebiet in der Nähe von Desenzano del Garda liegt, was das touristische Angebot bereichert. Die Abbildung zeigt auch die infrastrukturelle Anbindung über die Autobahn A4 und die Mautstellen Peschiera und Sirmione sowie den nationalen Radweg AIDA, der die Mobilitätsinfrastruktur vervollständigt.

Die Abbildung zeigt die Topographie des Projektgebietes und des angrenzenden Gebietes von Sirmione. Die Küstenregion des Gardasees ist sowohl entlang des Seeufers als auch im angrenzenden Hinterland auf den ersten Kilometern durch ein nahezu ebenes Gelände gekennzeichnet. Die Höhe des Gardaseeufers beträgt ca. 70 m über dem Meeresspiegel, was den flachen Charakter der Landschaft unterstreicht. 5 km südlich des Projektgebietes ändert sich die Topographie und das Gelände steigt leicht an und wird hügelig. In diesem Bereich erreichen die Höhen 140 m über dem Meeresspiegel und markieren die Grenze zu den sanften Hügeln, die die Landschaft im südlichen Teil des Gebiets prägen. Die Abbildung zeigt einen 7 km langen Geländeausschnitt, der diesen Übergang vom Flach- zum Hügelland veranschaulicht und so einen visuellen Eindruck von der Landschaftsentwicklung in der Region vermittelt.

Paesaggio Liquido

Gardasee

Peasaggio di Transizione

Touristischer Küstenbereich

Paesaggio di Pianura

Landwirtschaftszone

Paesaggio Collinare

Hügelige Zone

Der Küstenstreifen des Gardasees ist die Nahtstelle zwischen Wasser und Land. Das Gebiet zeichnet sich durch eine flache Topographie und eine stark touristisch geprägte Landnutzung mit Stränden, Häfen und Freizeiteinrichtungen aus. Das Wasser prägt die Landschaft und schafft ein dynamisches und lebendiges Gebiet.

Dieses Gebiet erstreckt sich von der Küste bis ins Landesinnere und zeichnet sich durch eine noch überwiegend flache Topographie aus. Die Landnutzung wird von touristischen Aktivitäten wie Hotels, Campingplätzen und Erholungsgebieten dominiert, die in städtische und Wohngebiete integriert sind. Die Übergangszone fungiert als Bindeglied zwischen dem Küstenstreifen und den landwirtschaftlich genutzten Flächen im Landesinneren.

Hier geht die Landschaft in ein leicht hügeliges, landwirtschaftlich geprägtes Gebiet über. Hier herrschen Weinberge vor, deren traditionelle Anordnung das Landschaftsbild prägt. Kleine Dörfer, Bauernhöfe und Landstraßen prägen den Charakter dieses Gebietes, das sich eine starke Identität bewahrt hat, die mit der landwirtschaftlichen Produktion, insbesondere dem Weinbau, verbunden ist.

Die Hügel, die bei bis zu 140 m üNN liegen, bilden den letzten Übergang in der Landschaft. Hier ist die Topographie stärker ausgeprägt und Weinberge, Wälder und Naturflächen wechseln sich ab. Die Weinhügel bieten nicht nur eine hochwertige landwirtschaftliche Produktion, sondern auch beeindruckende Ausblicke auf den See und die darunter liegende Ebene.

Tourismus, Mobilität und Infrastruktur

Verteilung von Hotels und touristischen Unterkünften

Verteilung von Freizeit- und Sportangeboten

Die Fußgänger-Isochronen stellen die Gehzeiten vom zentralen Projektgebiet dar. Im Umkreis von 5 Minuten befinden sich die Bushaltestellen der Linie LN026 (grüne Markierungen), die eine gute Anbindung an die umliegenden Ziele bieten und auch weiter entfernte Orte erreichbar machen. In einem Umkreis von 10-15 Minuten sind lokale Sehenswürdigkeiten und kleine Geschäfte zu erreichen. Nach einem 30-minütigen Spaziergang kann ein großer Teil der Umgebung erkundet werden und in ca. 60 Minuten erreicht man die Spitze der Halbinsel Sirmione. Dies unterstreicht die gute fußläufige Erreichbarkeit der Region, die sie sowohl für Einheimische als auch für Touristen besonders attraktiv macht.

Die Fahrrad-Isochronen zeigen die Entfernungen, die vom zentralen Projektgebiet aus mit dem Fahrrad zurückgelegt werden können. Die Spitze der Halbinsel von Sirmione ist aufgrund der flachen Topographie leicht mit dem Fahrrad zu erreichen. Innerhalb von 15 Minuten können große Teile der Halbinsel erkundet werden. Darüber hinaus sind die Nachbarorte Peschiera del Garda und Desenzano del Garda in nur 30 Minuten bequem zu erreichen. Diese Isochronen verdeutlichen die hohe Mobilität und Flexibilität, die das Fahrrad in der Region bietet und unterstreichen das Potenzial für nachhaltige Mobilität in diesem Gebiet.

Die Auto-Isochronen zeigen die Entfernungen, die vom Projektgebiet aus zurückgelegt werden können. Innerhalb von 10 Minuten erreicht man die Spitze von Sirmione, die Nachbarstädte Peschiera del Garda und Desenzano del Garda sowie die Hauptverkehrsachsen wie die A4 nach Verona und Mailand. Diese Isochronen verdeutlichen die infrastrukturelle Entwicklung der Region. Sie zeigen aber auch, dass die Unterschiede zwischen Fahrrad- und Autoverkehr nicht überwältigend sind.