Anwendungsbeispiel: Visualisierung von Emissionen entlang einer Route mit openrouteservice und Daten aus Emissionsmodellen

Dieser Artikel basiert auf einem Vortrag, den Leonie Größchen (Bundesamt für Kartografie und Geodäsie, BKG) auf der FOSSGIS Konferenz 2026 in Göttingen gehalten hat.

Die Abschätzung anfallender Schadstoffemission im Straßenverkehr ist ein häufig diskutiertes Thema und eine Reduzierung bzw. Vermeidung steht seit langer Zeit im gesellschaftlichen und politischen Fokus. Eine anhaltende Herausforderung ist die räumliche Visualisierung dieser Emissionen, insbesondere die Modellierung entlang von Routen und und der Faktoren, die ihre Verteilung beeinflussen.

Auf der FOSSGIS 2026 stellte Leonie Größchen die Arbeit des BKG zur Berechnung und Darstellung von Emissionen entlang von Routen vor. Durch die Kombination von Routenplanung mit Umweltdaten des Umweltbundesamtes trägt ihre Methode zu einem besseren Verständnis der Verkehrsemissionen bei und schafft die Grundlage dafür, Emissionsdaten künftig in Routingsysteme zu integrieren.

Das Projekt und die Rolle von openrouteservice

Das Bundesamt für Kartografie und Geodäsie betreibt einen Routing-Dienst für den bundeseigenen Gebrauch, der auf openrouteservice basiert. Dieser Dienst wird durch eine Webschnittstelle erweitert, die das Routing-Modul vom Masterportal nutzt.

In diesem Zusammenhang erläuterte Leonie Größchen eine am BKG entwickelte Methode zur Berechnung von Emissionen entlang von Routen. Der Ansatz kombiniert OpenStreetMap (OSM)-Straßendaten mit Emissionsfaktoren aus dem Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) des Umweltbundesamtes.

Routen werden mit openrouteservice erstellt und in Segmente unterteilt. Für jedes Segment werden drei Hauptfaktoren berücksichtigt: Straßentyp, Steigung und Geschwindigkeit. Diese Faktoren werden analysiert und der am besten passenden Verkehrssituation im HBEFA-Datensatz zugeordnet. So lassen sich Emissionen wie CO₂ für jedes Segment detailliert abschätzen.

Karte mit Flussverlauf und Straßenverbindung sowie Tabelle mit Daten zu Wegpunkten, Steigung, Straßentyp, Länge, Dauer, Geschwindigkeit, nächster Verkehrssituation und CO₂-Emissionen
Beispiel für eine abschnittsweise Emissionsberechnung unter Berücksichtigung von Geschwindigkeit, Steigung und Straßentyp.

Die Ergebnisse werden im RoutingPlus Portal angezeigt, wo die zuvor berechneten Routenabschnitte je nach Emissionsniveau farblich gekennzeichnet werden. So können Nutzerinnen und Nutzer Abschnitte mit höheren Emissionen schnell erkennen. Neben Gesamtwerten wie CO₂- und NO₂-Emissionen werden für jeden Abschnitt detaillierte Daten angezeigt. Es ist geplant, diese Funktion in den Core des Masterportals zu integrieren.

Zuordnung von OpenStreetMap-Straßentypen zu den Kategorien des HBEFA-Emissionsmodells.

Die Ergebnisse werden im RoutingPlus Portal angezeigt, wo die zuvor berechneten Routenabschnitte je nach Emissionsniveau farblich gekennzeichnet werden. So können Nutzerinnen und Nutzer Abschnitte mit höheren Emissionen schnell erkennen. Neben Gesamtwerten wie CO₂- und NO₂-Emissionen werden für jeden Abschnitt detaillierte Daten angezeigt. Es ist geplant, diese Funktion in den Core des Masterportals zu integrieren.

Emissionsvisualisierung im RoutingPlus Portal, welche die CO₂-Werte entlang einer Route pro Segment anzeigt.

Durch die Kombination von openrouteservice mit OpenStreetMap-Daten und Emissionsmodellen des Umweltbundesamtes lassen sich Emissionen berechnen und hochauflösend visualisieren. So können Streckenabschnitte mit hohen Emissionen ermittelt werden, was die Grundlage für transparente Entscheidungen zu emissionsarmer Mobilität bildet.

Durch die Kombination von Geodaten und Umweltinformationen verdeutlicht dieses Projekt zudem, wie wichtig es ist, verschiedene Datenquellen zusammenzuführen. Auf lange Sicht können diese Methoden dazu beitragen, Routenplanungslösungen zu entwickeln, die die Auswirkungen der Fahrt auf die Umwelt berücksichtigen.

Quelle: Kombination des Openrouteservice mit Emissionsmodelldaten des Umweltbundesamtes FOSSGIS-Konferenz 2026

openrouteservice


Weitere Werkzeuge zu Verkehrsemissionen

Aus einer ergänzenden Perspektive sind auch weitere Visualisierungswerkzeuge zu Verkehrsemissionen am HeiGIT entstanden: Das Modul zur Analyse von Verkehrsemissionen Traffic Emissions auf dem Climate Action Navigator schätzt die CO₂-Emissionen des Straßenverkehrs auf Straßen- und Stadtteilebene. Anstatt Emissionswerte entlang einer bestimmten Strecke zu berechnen, visualisiert der Climate Action Navigator die Gesamtemissionen für ein bestimmtes Gebiet und zeigt auf, welche Orte am stärksten von Verkehrsemissionen betroffen sind.