Die Satellitenfernerkundung als Grundlage zur Vegetationskartierung in OL-Karten. Christian Hohl Gymnasium Oberwil Maturarbeit 2007/08

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1 Die Satellitenfernerkundung als Grundlage zur Vegetationskartierung in OL-Karten Christian Hohl Gymnasium Oberwil Maturarbeit 2007/08

2 Fernerkundungssatelliten Evisat (Europa) Spot (Frankreich) ERS (Europa) Ikonos (USA) Landsat (USA) Quickbird (USA) IRS (Indien) TerraSAR-X X (Deutschland)

3 Satellitenfernerkundung Satellit elektromagnetische Strahlung Verarbeitung / Auswertung

4 Satellitenfernerkundung Multispektralscanner Optoelektronischer Scanner (Spot) Optisch-mechanischer Scanner (Landsat( Landsat) Licht- strahlen Filter Sensoren

5 Infrarotsatellitenbild Infrarotsatellitenbild (Spot 5 Satellit) Bildkanäle: le: 1: Grün 2: Rot 3: Nahes Infrarot 4: Mittleres Infrarot 5: Panchromatisch Auflösung: 5m x 5m Aufnahmedatum: Herbst 2004

6 Infrarotsatellitenbild Echtfarbenbild (Spot 5 Satellit)

7 Infrarotsatellitenbild Rot (Spot 5 Satellit) 255 0

8 Infrarotsatellitenbild Mittleres IR (Spot 5 Satellit) 255 0

9 Fragestellung / Zielsetzung Fragestellung: Inwieweit kann man Infrarotsatellitenbilder als Kartierungshilfe (vor allem Vegetation) für f r eine OL-Karte nutzen? Zielsetzung: Mit Hilfe weniger Geländestichproben soll die gesamte Vegetation eines Waldes erfasst und differenziert auf eine Karte übertragen werden.

10 Versuchsaufbau 1. Evaluation Spot 5 / Landsat 5 - Anzahl Kanäle - Auflösung

11 Bildkanäle le 500nm Blau Grün Rot Nahes IR Unterscheidung von Laub- / Nadelwald Unterscheidung von Wald und offenem Gebiet Erkennung von Vegetation, Unterscheidung von Pflanzenarten 12000nm Mittleres IR (1) Mittleres IR (2) Thermales IR Wassergehalt in Vegetation / Boden, Unterscheidung von Vegetationstypen Panchromatisch Höhere Auflösung der Farbbilder Spot 5 Landsat 5 5m x 5m m x 30m

12 Versuchsaufbau 1. Evaluation Spot 5 / Landsat 5 - Anzahl Kanäle - Auflösung Spot 5 Satellit 2. Versuchsgelände - Aufnahmedatum der OL-Karte - verschiedenartige Vegetation - Gewässer / SümpfeS Meggerwald (2003)

13 Versuchsaufbau OL-Karte (Meggerwald) Entnahme Infrarot- satellitenbild Stichproben verschiedener Signaturen

14 Stichproben Ausschnitt OL-Karte Meggerwald Stichprobe (ca. 3 pro Signatur) Signaturen - Bodenbewuchs (offenes Gebiet) - Bodenbewuchs (Wald) - Dickicht - offenes Gebiet - Sumpf (offenes Gebiet) - Sumpf (Wald) - Wasser (Teich) - Wald (ohne Dickicht)

15 Stichproben Strahlungswerte Signaturen Grün Rot NIR Infrarotbild MIR Blau Grün Rot Echtfarbenbild

16 Versuchsaufbau OL-Karte (Meggerwald) Entnahme Stichproben verschiedener Signaturen Charakterisierung Extrapolation Infrarot- satellitenbild Vegetations- karten

17 Auswertungsverfahren GIS Bildbearbeitungsprogramm IDRISI Hard Classifiers Ordnen jeden Bildpunkt eindeutig einer Signatur zu. relative spektrale Position Bildpunkt

18 Vegetationskarten Signaturenkarte (Mindist) Bodenbewuchs (O) Bodenbewuchs (W) Dickicht Offenes Gebiet Sumpf (O) Sumpf (W) Wasser Wald

19 Vegetationskarten Signaturenkarte (Maxlike) Bodenbewuchs (O) Bodenbewuchs (W) Dickicht Offenes Gebiet Sumpf (O) Sumpf (W) Wasser Wald

20 Auswertungsverfahren GIS Bildbearbeitungsprogramm IDRISI Hard Classifiers Ordnen jeden Bildpunkt eindeutig einer Signatur zu. relative spektrale Position Bildpunkt Soft Classifiers Ordnen jedem Bildpunkt für f r jede Signatur eine Wahrscheinlichkeit zu. Für r jede Signatur eine separate Karte

21 Vegetationskarten Klassifizierungsunsicherheit

22 Vegetationskarten Dickicht (Bayclass)

23 Versuchsaufbau OL-Karte (Meggerwald) Definierung Vergleich Stichproben verschiedener Signaturen Charakterisierung Extrapolation Infrarot- satellitenbild Vegetationskarten

24 Auswertung 3 Repräsentative Kartenausschnitte a b c d e f h g

25 Auswertung Dickicht 1.0 OL-Karte Signaturenkarte Vergleichs- gebiet Dickicht Offenes Gebiet Wald

26 Ergebnis Fazit: Die Infrarotbilder von Spot 5 eignen sich nicht als Grundlage für f die Vegetations- und Gewässerkartierung auf einer OL-Karte. Gründe: - Zu kleine Bildauflösung (5m x 5m) - Bildaufnahme im Herbst statt im Frühling - Zu wenig Bildkanäle le

27 Ergebnis OL-Karte Signaturenkarte (Mindist) Offenes Gebiet Wald Dickicht Wasser

28 Ergebnis OL-Karte Signaturenkarte (Maxlike) Offenes Gebiet Wald Sumpf (O) Bodenbewuchs (O)

29 Ergebnis Fazit: Die Infrarotbilder von Spot 5 eignen sich nicht als Grundlage für f die Vegetations- und Gewässerkartierung auf einer OL-Karte. Gründe: - Zu kleine Bildauflösung (5m x 5m) - Bildaufnahme im Herbst statt im Frühling - Zu wenig Bildkanäle le

30 Ergebnis OL-Karte Signaturenkarte (Mindist) Offenes Gebiet Wald Dickicht

31 Verbesserungsvorschläge ge 1. Die Bilder sollten eine grössere Auflösung besitzen, wodurch einen genauere Wiedergabe der einzelnen Objekte möglich m wäre. 2. Die Aufnahme müsste m im Frühling erfolgen, da dann das Blätterdach der Bäume B noch nicht so dicht ist. 3. Mehr Kanäle würden w zu einer zuverlässigeren Differenzierung der Signaturen beitragen.

32 Sind Fragen aufgetaucht Christian Hohl 3A