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NISMap

Eine Software zur Berechnung und Modellierung von nichtionisierender Strahlung von Sendeanlagen

Beschreibung

NISMap ist eine Software zur Berechnung der Immissionen von hochfrequenter nichtionisierender Strahlung (NIS). NISMap wurde 2001-2019 von der Firma ARIAS entwickelt und läuft auf Windows-PC. Ab 2020 erfolgt die Weiterentwicklung und Betreuung von NISMap durch die Firma Meteotest.

  • berechnet die elektrische Feldstärke und die Immission für Sendeanlagen
  • verwaltet die Daten von Anlagen (Antennen, Gebäude, Orte, etc.) in einer Datenbank (MS-Access)
  • stellt die Resultate interaktiv auf der Karte dar
  • produziert Feldstärke- oder Immissionskarten und als Word-Dokument formatierte Standortdatenblätter gemäss den Vorgaben des BAFU.
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Abbildung: Beispiel einer Berechnung eines Standortes mit 6 Antennen auf drei Masten auf dem Dach eines Gebäudes. Anhand der Feldstärkekarte ist es einfach, die Orte mit empfindlicher Nutzung (OMEN) zu identifizieren.

Grundversion und erweiterte Version von NISMap

Die Basisversion dient zum Berechnen von Immissionsprognosen und dem Erstellen von Standortdatenblättern gemäss Vorgabe des Bundesamtes für Umwelt (BAFU). Neben der Grundversion existiert auch eine erweiterte Version von NISMap. Die erweiterte Version bietet zusätzliche Ausbreitungs-Algorithmen und Optionen zum Berechnen von Expositionskarten für grössere Gebiete.

Anwendungen von NISMap

  • Interaktive Berechnung und Visualisierung der Imissionen in der Umgebung eines Antennenstandortes.
  • Vollzugshilfe für die NIS-Verordnung.
  • Evaluation von Antennenstandorten bezüglich NIS.
  • Erstellen und Beurteilen von Standortdatenblättern.

NISMap kann aber auch verwendet werden, um die Immissionen für ein grösseres Gebiet, zum Beispiel eine ganze Stadt, zu modellieren (NIS-Kataster). Dabei lässt sich der Einfluss der Topografie berücksichtigen: das Programm berechnet die Abschattung durch Hindernisse (und falls gewünscht sogar Beugung an Geländekanten).

Standortdatenblatt

Nismap standortdatenblatt

Für Mobilfunk- und WLL-Basisstationen wird das Standortdatenblatt gemäss der Vollzugsempfehlung zur NIS-Verordnung (NISV Schweiz) berechnet und ausgefüllt. Für andere Anlagen wird ein dazu analoges Datenblatt erstellt.

Die Abbildung zeigt die Vorschau auf ein Formular des ausgefüllten Standortdatenblatts (fiktive Daten). Aufgrund der Antennendaten berechnet NISMap die kumulierte Sendeleistung im höchstbelasteten Sektor, und daraus den Anlageperimeter. Anschliessend wird das fertige Standortdatenblatt automatisch als formatiertes Word-Dokument erstellt und ausgedruckt. Das Standortdatenblatt kann auch als XML im Format der BAKOM Datenbank gespeichert werden.

Antennendaten

Nisma diagramme

Standorte und Masten werden auf der Karte positioniert und mit Antennen bestückt oder falls bereits vorhanden direkt aus der Datenbank eingelesen.

Die benötigten Angaben zu den Standorten und Antennen werden über Datenbankmasken eingegeben. Senderichtungen können als feste Winkel oder als Winkelbereiche definiert werden. Antennendiagramme werden in einem speziellen Verzeichnis abgespeichert.

NISMap kann Antennendiagramme für verschiedene Polarisationen, Positionen und elektrische Neigungswinkel kombinieren, z.B. als Mittelwert über zwei Polarisationen und Umhüllende aller Neigungswinkel von 0° bis 10°.

Geodaten

NISMap liest und schreibt Geodaten in mehreren gängigen Formaten:

Rasterkarten

NISMap liest Landkarten und Pläne in den Formaten Bitmap, JPEG, PNG und verschiedenen Versionen von TIFF. Die Georeferenz der Karten kann aus einem GIS übernommen werden (als ESRI-Worldfile) oder von NISMap selbst berechnet werden.

Digitale Höhenmodelle

Mit einem digitalen Höhenmodell rechnet NISMap dreidimensional im Gelände.
NISMap liest digitale Höhenmodelle in den folgenden Formaten:

  • ArcInfo ASCII Grid
  • Swisstopo Matrix
  • XYZ-ASCII Tabelle

DatenExport

NISMap exportiert Resultate als

  • Bitmap
  • ArcInfo ASCII Grid
  • XYZ-ASCII Tabelle

für den Import in Grafik- oder GIS-Programme.

Gebäudedaten

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Gebäudedaten (Lage, Umriss, Höhe, Eigenschaften, etc.) werden ebenfalls in der Datenbank abgelegt.

"Neue" Gebäude werden mit der Maus auf der Karte eingezeichnet, anschliessend werden wichtige Daten wie Gebäudehöhe, für die Feldberechnung zu verwendende Höhe, Gebäudedämpfung etc. in einer Datenbankmaske eingegeben (Abbildung).

Beim Öffnen einer Karte werden, wie die Standorte, auch alle Gebäude innerhalb der Kartengrenzen aus der Datenbank geladen und angezeigt.

Gebäudedaten können auch aus einem Shapefile oder CityGML (ab Version 6) eingelesen werden.

Stadtmodell

NISMap erlaubt, innerhalb von Gebäuden rasch die für die NIS-Berechnung relevanten Orte zu finden und auf der Karte zu visualisieren. Einfacher als die manuelle Eingabe von Gebäudedaten über Maus und Tastatur ist natürlich die Verwendung schon vorhandener Daten, zum Beispiel aus einem 3D-Stadtmodell.

Das 3D-Stadtmodell des Grundbuch- und Vermessungsamts Basel enthält die exakte Topografie und sämtliche Gebäude im Kanton Basel Stadt. Diese Daten wurden in die NISMap-Datenbank des Lufthygieneamts beider Basel importiert und stehen nun dort für Berechnungen zur Verfügung.

Barfuesser
Stadtmodell: (c) Grundbuch- und Vermessungsamt Basel

Abbildung: Berechnete elektrische Feldstärke für das Gebiet um den Barfüsserplatz im Zentrum von Basel. In Gebäuden ist der Wert für die Höhe mit maximaler Feldstärke dargestellt, ausserhalb für Höhe 1.5 m.ü.Grund. Mit Ausnahme von Flachdächern sind alle Gebäudehüllen als transparent angenommen.

Berechnungsoptionen

Nismap berechnungsoptionen

Für die Feldberechnung sind mehrere Optionen möglich:

  • Es kann eine flache Topografie oder digitales Höhenmodell (im Format der Landestopografie) verwendet werden.
  • Die Maschenweite des Rechengitters ist frei wählbar.
  • Die Höhe über Grund für die Berechnung kann entweder global oder für jedes Gebäude individuell vorgegeben werden. Als Option kann auch innerhalb von einzelnen Gebäuden die Höhe mit der maximalen Feldstärke automatisch bestimmt werden.
  • Leistungsabschwächung im Antennendiagramm und Gebäudedämpfung können entweder unverändert oder, entsprechend den Regeln für das NISV-Standortdatenblatt, nur bis zu einem bestimmten Maximalwert mitberücksichtigt werden.
  • Eine weitere Option erlaubt, die Gebäudedämpfung nur innerhalb von Gebäuden anzuwenden. Dies verkürzt für gewisse Anwendungen (z.B. Suche des Maximums in Gebäuden) die Rechenzeit (der "Schatten" von Gebäuden muss dann nicht berechnet werden).

Weitere Optionen

  • Bei Verwendung eines Geländemodells kann die Höhe für neue oder "verschobene" Standorte und Gebäude automatisch durch Interpolation bestimmt werden.
  • Der Kartenausschnitt kann beliebig gezoomt oder verschoben werden. Symbole für Masten, OMEN/OKA, Antennenpfeile, Perimeter können für die Darstellung farblich frei konfiguriert werden.
  • Eingescannte Pläne können innerhalb von NISMap durch Markieren einiger Punkte mit der Maus und Angabe ihrer Koordinaten georeferenziert werden.
  • NISMap erkennt georeferenzierte Karten im ESRI "WorldFile"-Format und speichert die Georeferenz von Karten als WorldFile. NISMap akzeptiert auch WorldFiles für rotierte Karten.
  • Die Farbskala für die Ausgabe ist frei konfigurierbar. Es sind lineare und logarithmische Skalen mit einer frei wählbaren Anzahl von Farbabstufungen möglich.
  • Die farbcodierte Karte der Immissionen wird mit der topografischen Karte / dem Plan überlagert.
  • Wahlweise kann auf der Karte die Feldstärke (in [Volt/Meter]) oder die Immission (in Prozent des Immissionsgrenzwertes) angezeigt werden.


Sprachen

Sowohl die Benutzeroberfläche wie auch das Standortdatenblatt stehen in den drei Sprachen Deutsch, Französisch und Italienisch zur Verfügung, die Benutzeroberfläche zusätzlich auch noch in Englisch. Die Sprache der Benutzeroberfläche passt sich automatisch an die Länder-Einstellungen von Windows an. Unabhängig davon kann die Sprache des Standortdatenblattes für jedes Projekt separat festgelegt werden. Dabei lassen sich sogar vordefinierte Begriffe, etwa für Nutzungen, automatisch übersetzen.

  • Das Handbuch und die Online-Hilfe sind in Deutsch und Englisch verfügbar.
  • Einschränkungen der Sprachversionen: Das Installationsprogramm ist in Deutsch.

Systemvoraussetzungen

  • NISMap läuft unter allen gängigen Windows-Versionen (Windows NT4, 2000, XP, Vista, Windows 7, 8.1, 10).
  • Zu NISMap gehört eine MS-Access Datenbank. Auf dem Zielrechner muss MS-Access installiert sein (Access 2000 oder neuer).
  • Auf dem Zielsystem müssen aktuelle ODBC- und DAO-Treiber (MDAC) und der Microsoft Jet 4.0-Datenbank-Treiber installiert sein.

  • Für den Ausdruck der formatierten Standortdatenblätter muss auf dem Zielrechner MS-Word oder OpenOffice installiert sein.
  • Die Bildschirmauflösung sollte mindestens 1024 x 768 sein, damit alle Menus ganz angezeigt werden können.

Referenzen

  • Amt für Landwirtschaft und Umwelt, Kanton Obwalden
  • Amt für Umwelt, Kanton Nidwalden
  • Amt für Umwelt, Kanton Solothurn
  • Amt für Umweltschutz, Fürstentum Liechtenstein
  • Amt für Umweltschutz, Kanton Uri
  • Amt für Umweltschutz, Kanton Schwyz
  • Amt für Umweltschutz, Kanton Zug
  • Lufthygieneamt beider Basel, Liestal
  • AWEL, Abt. Lufthygiene, Zürich
  • Umweltfachstelle der Stadt St. Gallen
  • Umwelt und Energie, Kanton Luzern
  • Direction de l'environnemen, Canton de Vaud
  • Telecom Liechtenstein AG, Vaduz, Liechtenstein
  • armasuisse, Kompetenzzentrum Nichtionisierende Strahlung
  • Baudirektion des Kantons Aargau, Amt für Umwelt, Aarau
  • Bundesamt für Kommunikation BAKOM, Biel
  • Bundesamt für Umwelt BAFU, Abteilung Luftreinhaltung und NIS, Bern
  • CREAL - Centre de Recerca en Epidemiología Ambiental, Barcelona
  • Dipartimento del territorio, Divisione dell'ambiente, Bellinzona
  • Imperial College London, Department of Epidemiology and Biostatistics
  • Mamie Rundfunktechnik, Broadcast Systems, Laufen
  • Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana SUPSI, Dipartimento Tecnologie Innovative
  • STRAPAG Strahm und Partner AG, Lyss
  • University of Aarhus, Department of Public Health, Aarhus/Roskilde, Denmark
  • Utrecht University, Institute for Risk Assessment Sciences IRAS, Utrecht, Niederlande

Und das sagen unsere Kunden:

  • "NISMap ist ein starkes Tool, Gratulation!"
  • "Bei uns hat sich NISMap ...längst als unentbehrliches Werkzeug etabliert."
  • "... one of the most accurate tools currently to estimate exposure to radiofrequency EMF from
    transmitters."
  • "NISMap ist eine ganz clevere Software!"

Projekte

Strahlungskataster Basel

Kataster der hochfrequenten nichtionisierenden Strahlung für die Kantone Basel-Stadt und Basel-Landschaft, im Auftrag der Abteilung nichtionisierende Strahlung des Lufthygieneamts beider Basel. Flächendeckende Simulation der Belastung mit hochfrequenter nichtionisierender Strahlung für das Gebiet der beiden Basler Halbkantone. 2011, jährliche Aktualisierungen 2012-2019.

Kataster-basel

Simulation der Nichtionisierenden Strahlung für das Gebiet der Zentralschweizer Kantone

Das Projekt NIS-Monitoring Zentralschweiz ist eine gemeinsames Projekt der Zentralschweizer Umweltdirektionen. Das Hauptziel des NIS-Monitoring-Projekts ist es, die Bevölkerung unabhängig und fundiert über die Thematik der nichtionisierenden Strahlung zu informieren. Das Projekt besteht aus drei Teilen: Messen, Simulieren und Informieren. Dabei stehen Mobil- und Rundfunksendeanlagen im Zentrum.

Der Beitrag von ARIAS zum Projekt ist die flächendeckende Modellberechnung der hochfrequenten NIS-Belastung für das Gebiet der Kantone Uri, Schwyz, Nidwalden, Obwalden, Luzern und Zug. Berücksichtigt werden alle Sendestationen für Mobilfunk, Rundfunk (Radio und Fernsehen) und Funkruf (Telepage). Die Daten wurden gemeinsam mit den NIS-Fachstellen der Kantone in einer NISMap-Datenbank erfasst. Aktuelle Betriebsdaten werden aus einer Datenbank des BAKOM eingelesen. Das Modell berücksichtigt die Topografie und die Abschattung durch Gebäude. Die Gebäude wurden mit der Software Virtual Village 3D flächendeckend modelliert (mit Ausnahme einiger Gemeinden, für die digitale Grundrisspläne noch nicht verfügbar sind). Für die Berechnung der NIS-Belastung wird die erweiterte Version der NISMap-Software verwendet.

Esmog-messung

Support

Seit dem Sommer 2015 bis Ende 2019 wird die Software NISMap gemeinsam von ARIAS und Meteotest betreut. Ab 2020 wird Meteotest allein für die Software verantwortlich sein.

Kontakt

  • Meteotest:
    Stefan Müller, Dr. phil.-nat, Physiker
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    Tel: 031 533 54 63