Weiterentwicklung bestehender Kompetenzen mittels GIS

Ein kleines Schulprojekt mit unerwarteten Folgen

Pünktlich zum Halbjahr 2026 können wir auf einen durchaus unerwarteten bisherigen Jahresverlauf zurückblicken:

Nach der überraschenden Entwicklung unseres zweiten VDI-Moduls zwischen Neujahr und Ostern markiert das vorliegende Projekt „Bremen-Stadtkarte“ einen weiteren kleinen Meilenstein innerhalb unserer fortlaufenden Geschäftsentwicklung. Zwar handelt es sich dabei keineswegs um den Beginn unserer GIS-Aktivitäten, wohl aber um deren Wiederaufnahme, Auffrischung und konsequente Weiterentwicklung in der Anwendung und Ausführung.

Bereits im Jahr 2022 erfolgte eine professionelle Ausbildung im Umgang mit ArcGIS Pro und QGIS. Die dabei erworbenen Kenntnisse wurden anschließend als eigener Themenbereich in unserem Dienstleistungsportfolio integriert. Erste GIS-basierte Standortanalysen ergänzten dabei unsere geophysikalischen Untersuchungen und dienten als räumliche Erweiterung unserer NMR-Messungen sowie der anschließenden Datenauswertung- und Interpretation.

In den darauffolgenden Jahren blieb GIS zwar Bestandteil unseres methodischen Werkzeugkastens, rückte jedoch zeitweise in den Hintergrund. Der Schwerpunkt lag vor allem auf geophysikalischen NMR-Feldmessungen, der Interpretation von Messdaten sowie der Entwicklung statistischer Auswerteverfahren.

Erst durch das vorliegende und vergleichsweise einfache Geografieprojekt im Rahmen eines laufenden Tutoren- und Förderprogramms für Schüler:innen (K3-K12) ergab sich die Gelegenheit, erneut intensiver mit modernen Geoinformationssystemen zu arbeiten – diesmal mit einem zusätzlichen Fokus auf Bildung, Wissensvermittlung und Fachkräfteentwicklung.

Ausgangspunkt waren mehrwöchige Geografie-Übungen zum Thema „Stadtentwicklung“ einer Schülerin der 11. Jahrgangsstufe. Auf Basis einer handgezeichneten Bremen-Stadtkarte entstand schrittweise ein digitales Kartenmodell in QGIS. Verwaltungsgrenzen, Stadtteile, Beschriftungen, Farbschemata, Legenden, Maßstäbe, Nordpfeile und weitere kartographische Elemente wurden dabei systematisch digital nachgebildet.

Das Ergebnis war weit mehr als eine reproduzierte Schulunterricht-Grafik. Vielmehr entstand ein flexibles GIS-Projekt, das sich problemlos erweitern und für weiterführende Fragestellungen nutzen lässt – beispielsweise zur Untersuchung von Pendlerströmen, infrastrukturellen Zusammenhängen oder stadtplanerischen Entwicklungen.

Damit entwickelte sich das Projekt zu einem praxisnahen Wiedereinstieg in die GIS-Welt und bildete gleichzeitig die Grundlage neuer Ideen in den Bereichen Ausbildung, Schulung und professioneller Anwendung. Für Schüler:innen bietet eine solche projektorientierte Zusatzübung einen unmittelbaren Einblick in die Welt georeferenzierter Daten. Gleichzeitig vermittelt sie grundlegende Prinzipien moderner Kartographie und zeigt, wie digitale Kartenwerke heute erstellt, analysiert und weiterentwickelt werden.

Abb.1. "Bremen Stadtkarte", oben als analog-digitale Version einer Schülerin der 11. Klassenstufe im fortlaufenden Geografieunterricht. Unten nachskizziert mit QGIS zur Demonstration, wie mit GIS-Tools gearbeitet wird und was man daraus machen kann (Fortsetzung folgt.)

Vom Lernen zum Anwenden

Für uns selbst eröffnete das Projekt noch eine weitere Perspektive.

Wie bereits erwähnt: In den vergangenen Jahren lag der Schwerpunkt unserer Arbeit vor allem auf geophysikalischen Messverfahren, insbesondere auf der Nutzung innovativer NMR-Technologien zur Erkundung von Boden- und Grundwasserverhältnissen. Die dabei gewonnenen Daten können seit der VDI-Kreation geostatistisch ausgewertet und interpretiert werden. GIS ermöglicht es darüber hinaus, diese Informationen räumlich einzuordnen und in Oberflächen- sowie Untergrundmodelle zu integrieren. Damit schließt sich ein natürlicher Kreislauf:

Geophysikalische Messung → Geostatistische Auswertung → Räumliche Modellierung → Interpretation → Entscheidungsunterstützung.

Gerade die Verbindung dieser Disziplinen eröffnet immer wieder neue Möglichkeiten, komplexe geowissenschaftliche Fragestellungen anschaulich darzustellen und praxisnah zu bearbeiten.

Drei Entwicklungspfade

Aus den bisherigen Erfahrungen seit 2022 kristallisieren sich derzeit drei zentrale Anwendungsbereiche heraus:

1. Die Schüler- und Tutoriums-Version: Die Grundlagen

GIS dient hier als Werkzeug für Unterricht, Schüler:innen-Förderung und projektorientiertes Lernen. Im Vordergrund steht das Verständnis räumlicher Zusammenhänge. Die Schüler:innen lernen, wie digitale Karten aufgebaut sind, wie Geodaten organisiert werden und welche Rolle räumliche Informationen in Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft spielen. Der entscheidende Punkt dabei ist jedoch: Sie arbeiten selbst mit den Daten und erstellen eigene Kartenprojekte.

2. Das Train-the-Trainer-Modul: Fortgeschrittene Anwendungen

Bereits vorhandene Erfahrungen mit ArcGIS Pro und QGIS (oder auch in anderen professionellen Ausbildungsrichtungen) können mit den aktuell gewonnenen Erkenntnissen unmittelbar in Schulungsunterlagen, Tutorials und Wesbite-Blogbeiträge überführt werden. Dadurch entsteht ein praxisorientiertes Ausbildungsmodul für Lehrkräfte, Studierende, Selbstlerner und Interessierte, die sich in moderne Geoinformationssysteme einarbeiten möchten. Der Gedanke des „Train-the-Trainer“-Ansatzes begleitet unsere GIS-Aktivitäten bereits seit den ersten professionellen Schulungen und erhält durch das aktuelle Projekt neue Impulse. (Dieses Ausbildungskonzept hat sich auch im Bereich der geo-technischen NMR-Technologie Anwendungen bestens bewährt).

3. Professionelle GIS-Anwendungen

Der dritte Entwicklungspfad führt in Richtung professioneller und kommerzieller Anwendungen. Dabei stehen nicht einzelne Kartenprodukte im Vordergrund, sondern die Integration räumlicher Analysen in geophysikalische, umweltbezogene und infrastrukturelle Fragestellungen.

Mögliche Einsatzfelder sind:

• Auf NMR-Messungen fokussierte Standortanalysen

• Umwelt- und Lärm | EM-Störsignalbewertungen

• Allgemeine Standort- und Potenzialanalysen

• Hydrologische Untersuchungen

• Risiko- und Gefährdungsanalysen

• Infrastruktur- und Flächennutzungsbewertungen

Wie bereits bei früheren GIS-Projekten erfolgt dies gegebenenfalls in Zusammenarbeit mit erfahrenen Fachkollegen und Spezialisten, die uns seit der GIS-Ausbildung begleiten.

Von 2D-Daten zu räumlichen Modellen

Die langfristige Vision besteht darin, geophysikalische und GIS-kompatible Datensätze schrittweise zu immer leistungsfähigeren räumlichen Modellen weiterzuentwickeln:

2D-Daten → 3D-Modelle → Räumliche Analysen → Umweltbewertung → Hydrologische und Geländemodellierung

Besonders faszinierend erscheint dabei der Bereich der Hydrologie aufgrund der Nutzungsmöglichkeit innovativer NMR-Technologie.

Letztlich führt dieser Entwicklungspfad zu einer der grundlegendsten geowissenschaftlichen Fragestellungen überhaupt:

„ Wie bewegt sich Wasser im Untergrund – und wie viel, bzw. wohin...? “

Von dieser Frage aus ergeben sich direkte Verbindungen zu zahlreichen Themenfeldern:

• Bodenbeschaffenheit

• Untergrundstrukturen

• Grundwasserströmungen- bzw. Verbreitung

• Gelände- und Landschaftsentwicklung

• Risikoanalysen

• Standortpotenziale

Gerade die Kombination von GIS und geophysikalischer Methoden – in unserem Fall vor allem NMR-Technologie - eröffnet immer wieder interessante Perspektiven für zukünftige Forschungs-, Beratungs- und Entwicklungsprojekte.

Ausblick

Das Projekt „Bremen Stadtkarte“ war ursprünglich als kleine GIS-Übung im Rahmen einer Schüler:innen-Förderung, bzw. als Teil des laufenden Geografieunterrichts gedacht. Rückblickend erwies es sich jedoch als weit mehr als das:

Es markiert den Wiedereinstieg in die Welt moderner Geoinformationssysteme und eröffnet neue Perspektiven für die Verbindung von Geophysik, Datenanalyse, räumlicher Modellierung und Ausbildung ("Basics": Schule | "Advanced": Fachkräfte).

Während das Projekt zunächst vor allem der Auffrischung bestehender QGIS-Kenntnisse diente, richtet sich der Blick nun wieder auf anspruchsvollere Anwendungen. Dazu gehören Standortbewertungen, Umwelt- und Lärmanalysen, hydrologische Fragestellungen sowie die Verknüpfung geostatistischer Datenauswerte- und Interpretationsmethoden basierend auf der Nutzung von innovativen NMR-Messverfahren.

Das ursprüngliche Schulprojekt wird damit zum Ausgangspunkt einer Entwicklung, die von der Kartographie über räumliche Analysen bis hin zu Daten-gestützten Entscheidungsprozessen in Forschung, Umweltmanagement und Industrie reicht.

Oder anders formuliert: GIS lernen. GIS lehren. GIS anwenden.

Carpe H2O | GIS-Train-the-Trainer