2.7 Anforderungen an Simulationsmodelle für Kopplung mit einem GIS

Es stellt sich die Frage, welche Eigenschaften Simulationsmodelle mitbringen oder hinzugefügt bekommen müssen, um für die Kopplung mit GIS geeignet zu sein. Neben der symmetrisch zum letzen Abschnitt geforderten Kompatibilität soll hier noch die grundlegendere Frage nach der Notwendigkeit der Kopplung gestellt werden.
Voraussetzung für die Notwendigkeit der Kopplung eines Simulationsmodells mit einem GIS ist das Vorhandensein eines geographischen Raumbezugs, d.h. daß das Simulationsmodell geographisch raumbezogene Daten konsumiert, produziert oder innerhalb des Modells solche Daten verarbeitet werden.
Da die Kopplung mit einem GIS einen zusätzlichen Programmieraufwand bedeuten kann, muß unter dem Gesichtspunkt der Aufwandsminimierung abgewogen werden, ob das Simulationsmodell überhaupt Raumbezug besitzt und wenn ja, ob dieser Raumbezug nicht einfacher mit einer allgemeinen graphischen Benutzungsoberfläche und/oder einem allgemeinen Datenbankwerkzeug zu realisieren ist. Dieser Aufwand relativiert sich jedoch dann, wenn es nicht nur um eine Insellösung geht, d.h. nur für ein einzelnes Simulationsmodell eine spezielle Art von Raumbezug realisiert werden soll. Ist die zu realisierende Schnittstelle noch für weitere Simulationsmodelle und/oder weitere GIS verwendbar und besteht zudem der Bedarf dafür, so kann sich der Aufwand für die Kopplung insgesamt lohnen, selbst wenn er sich für ein einzelnes Simulationsmodell-GIS-Paar nicht lohnt.

In einem größeren Rahmen kann sich die Kopplung auch dann für ein Modell lohnen, wenn es keinen geographischen, sondern nur nichtgeographischen oder gar keinen Raumbezug hat. Im Hinblick auf ein Modellbanksystem können Modelle auch dann sinnvoll gekoppelt werden, wenn sie selbst ohne geographischen Raumbezug sind, dafür aber Teil eines größeren Modells sind, von dessen anderen Teilen zumindest einer geographischen Raumbezug besitzt.
Hier wäre etwa ein Waldökosystemmodell anzuführen. Ein Teilmodell wäre etwa der Umsatz von CO₂ zu O₂ und Biomasse pro kg Laub eines Laubwaldes. Dieses Laubumsatzmodell besitzt so noch gar keinen Raumbezug, kann aber durch Umrechnung von empirisch ermittelbaren Laubgewichtskennzahlen durchaus auf eine Fläche bezogen werden, etwa die Kennzahl Laubgewicht in kg/m². Somit wäre der Raumbezug über ein umfassenderes Modell, das die Laubgewichtskennzahlen verwaltet, herstellbar. Dieses Beispiel macht ein anderes Problem deutlich, das die Simulation allgemein betrifft: der Aufwand zur Erhebung vollständiger Laubgewichtsdaten, also nicht nur von gemittelten Kennzahlen, ist zu hoch oder nur für kleine Flächen zu bewältigen. Durch Ableiten der Laubgewichtskennzahlen aus geographisch raumbezogenem, erfaßtem Baumbestand für das Laubumsatzmodell ergäbe sich eine Anwendung für die Kopplung von GIS und Simulationsmodellen.
Andere Simulationsmodelle besitzen zwar einen Raumbezug, diesen jedoch in einem so kleinen Maßstab, daß sie für die in GIS üblicherweise verwendeten Maßstäbe ungeeignet sind. So beschreibt etwa Heitland in[Hei88] unter anderem Modellbausteine zur Simulation von verbrennungsmotorischen Vorgängen, die einen Raumbezug im Millimeterbereich und darunter besitzen. Sie sind jedoch dann geeignet, wenn sie als Teile eines entfernungsabhängigen Emissionsmodells verwendet werden, da verbindende Komponenten wie das Fahrzeuggetriebe aus dem Raumbezug im Millimeterbereich rasch einen für GIS relevanten Raumbezug im Meterbereich und darüber werden lassen. Heitland beschreibt selbst einen Fahrsimulator zum Test seiner Bausteine.