Tagesbevölkerung im Kanton Zürich

06.07.2010 - Mitteilung

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Die räumliche Verteilung der Bevölkerung interessiert in vieler Hinsicht: vor allem für viele Zwecke der Planung und des Katastrophen- managements ist es wichtig zu wissen, wo sich die Bevölkerung aufhält. Allerdings trägt die gängige Bevölkerungsverteilung am Wohnort einen eigentlichen Zeitstempel und bildet effektiv nur die Situation nachts ab. Generiert man zusätzlich die Bevölkerungsverteilung am Tag, so ergeben sich frappierende Visualisierungen, die der nächtlichen Leere in den Grosstädten das Menschenaufkommen tagsüber gegenüberstellen.

Die Tagesbevölkerung für den Kanton Zürich haben wir anhand der Volkszählungsdaten 2000 nachgebildet. Sie setzt sich im wesentlichen aus den Berufstätigen, Schülern und Studenten sowie den nicht pendelnden Daheimbleibenden zusammen.
Ein breites Spektrum von Visualisierungen wurde erarbeitet: von 2D-Dichtekarten mit mehreren Generalisierungsstufen über eine 3D-24-Stunden-Sequenz, ein beleuchtetes 3D-Modell bis hin zum interaktiven 3D-Tool, mit dem die Berge und Täler der Tages- und Nachtbevölkerung individuell erforscht werden können.

1. Tages- und Nachtbevölkerung in den Städten

Die folgenden Grafiken von Zürich und Houston, wie auch weitere Beispiele von Städten in den USa oder Canada am Ende des Artikels zeigen deutlich die täglichen Bevölkerungsverschiebungen in die Stadtzentren hinein und die teilweise fast vollständige Entleerung nachts.

2. Dichtekarten im Strukturatlas auf GoogleMaps

Die Berechnung von Dichtekarten mittels Kernel-Density-Verfahren erzeugt Karten auf GoogleMaps-Basis, die im Strukturatlas des Kantons Zürich im Themenbereich "Bevölkerungsverteilung/Tagesbevölkerung" zu finden sind. Mittels unterschiedlich grosser Suchradien in der Density-Funktion wurden unterschiedliche Generalisierungsstufen gebildet.

Dichtekarten, 500m-Stufe
Dichtekarten Kanton Zürich, Grafik: Statistisches Amt, Strukturatlas des Kantons Zürich; Quelle: BFS, Volkszählung 2000

Nacht - Tag - Bevölkerungsverschiebung:  Die dritte Karte zeigt die "Bevölkerungsverschiebung Nacht/Tag". In rot wird deutlich, wo die täglichen Wanderungsgewinne anfallen. Grün zeigt, welche Gebiete tagsüber einen negativen Saldo aufweisen und eher als „Schlafgegenden“ zu bezeichnen sind.

3. Film: 24-Stunden-Sequenzen aus verschiedenen Blickwinkeln

Der Film zeigt in 24 h eindrücklich den morgendlichen Übergang von der nächtlichen Bevölkerungsverteilung (rosa) zu den Konzentrationen tagsüber und verdeutlicht dann auch wieder die Rückwanderungen abends. Frappierend sind die Spitzen am Tag (rot) in den Innenstädten von Zürich und Winterthur, auf der Achse Oerlikon-Glattbrugg-Kloten sowie im Limmattal. Andrerseits ist es auch spannend zu beobachten, wie sich zum Beispiel die Aussenquartiere Winterthurs oder die Wohngebiete am Zürichseeufer im Lauf des Morgens entleeren (blau).

Zürich: Tages- und Nachtbevölkerung im Film
Zürich: Tages- und Nachtbevölkerung im Film, Grafik: Statistisches Amt; Quelle: BFS, Volkszählung 2000

Legende:
rosa: Bevölkerungsverteilung in der Nacht
rot: Arbeitsplatz-Gebiete am Tag
blau: Wohn-(Schlaf)-Gebiete am Tag

Die Farbgebung wurde errechnet aus dem Verhältnis Nacht- zu Tagesbevölkerung.
Je deutlicher die Farbe, desto mehr handelt es sich um reine Arbeits- oder reine Wohngebiete.

4. Fotorealistische Darstellungen des 3D-Modells

Die folgenden Grafiken zeigen fotorealistische Bilder des 3D-Modells der Tagesbevölkerung mit unterschiedlichen Betrachtungsstandorten und Blickwinkeln und einer leicht reflektierenden Beleuchtung.

5. Interaktives Modell der Tagesbevölkerung in einem 3D-Viewer

Das verwendete 3D-Webtool ermöglicht das interaktive Drehen und Wenden, Vergrössern und Betrachten aus allen Winkeln des räumlichen Modells der Tagesbevölkerung. Die Berge und Täler der Bevölkerungsverteilung tagsüber nach den morgendlichen Pendlerströmen können so individuell erforscht und verglichen werden.

Grafik 9: Ausschnitt aus dem 3D-Viewer

6. Datengrundlagen zur Tagesbevölkerung im Kanton Zürich

Während die Nachtbevölkerung ganz einfach die Menschen an ihrem wirtschaftlichen Wohnsitz zählt, setzt sich die Tagesbevölkerung aus 2 Hauptgruppen zusammen. Einerseits sind dies die im Kanton Zürich liegenden Pendlerziele (Arbeit und Schule, Ausbildung) aller in der Schweiz wohnhaften Personen, andererseits die nicht berufs- oder ausbildungsmässig Pendelnden, nämlich die Daheimbleibenden. Zusammengefasst:

  • Berufstätige am Arbeitsort
  • Schüler und Studenten am Schulort
  • Ausserkantonale zupendelnde Berufstätige und Studenten
  • Nicht-Pendler am Wohnort
  • Nicht abbildbar sind die übrigen individuellen Bewegungen, wie zum Beispiel Einkaufsfahrten oder das Freizeitverhalten und andere Wege.

Als Quelle für die Tagesbevölkerung im Kanton Zürich diente uns einmal mehr die Volkszählung 2000. Diese Erhebung hält Informationen zum Arbeits- und Schulort fest, die gesamtschweizerisch geocodiert vorliegen.
Leider sind neuere Zahlen nicht verfügbar, da das neue Konzept der Volkszählung 2010 keine flächendeckenden Informationen zu Arbeits- und Schulorten mehr vorsieht. Es wäre aber denkbar, eine aktuellere Tagesbevölkerung zu simulieren. Dabei könnte man die Arbeitsplätze aus der Betriebszählung 2008 einfliessen lassen, müsste versuchen, eine Triage der Pendler und Nicht-Pendler am Wohnort zu machen, um die Zuhausebleibenden aus der aktuellen Registerzählung zu schätzen, und müsste eine zusätzliche Quelle für die Studierenden und Schüler finden.
Im Moment haben wir uns auf die Tagesbevölkerung 2000 beschränkt und den Fokus auf verschiedene Visualisierungsmethoden gesetzt.

7. Technisches

Für die verschiedenen Visualisierungen haben wir neben der ArcGIS-Palette von ESRI und Eigenentwicklungen auf Basis Java diverse weitere Softwareprodukte im 3D-Bereich eingesetzt. Im Speziellen sind dies StructureSynth zur Generierung der 3D-Strukturen, Sunflow fürs Rendering und JavaView für die interaktive 3D Geometrie Visualisierung. Interessierte an weiteren Details finden mehr Informationen im separaten Blog "Technisches zu den Visualisierungen der Tagesbevölkerung im Kanton Zürich".

8. Links zu weiteren Beispielen zur Tagesbevölkerung

Internationale Organisationen benötigen die räumlich-zeitliche Bevölkerungsverteilung häufig zur Beurteilung und Einschätzung der Auswirkungen und Folgen bei Gefahren und Risiken wie Erdbeben, Hurricanes oder terroristischen Bedrohungen. So wird zum Beispiel bei einem Erdbeben tagsüber die Zahl der möglichen Opfer aus solchen Datensätzen der Tagesbevölkerung geschätzt. Mit GIS-Methoden kann ermittelt werden, wie viele Menschen betroffen sind und wo sie sich befinden. Im folgenden einige weitere Beispiele.

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