Geographie und Raumforschung Anwendungsorientierte Geographische

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1 Anwendungsorientierte Die eröffnet neue Perspektiven!

2 Anwendungsorientierte Fragestellungen in der Geographie Projektauswah

3 Anwendungsorientierte was ist das R. Kostka (2000) definiert die Begriffe und sbild wie folgt: ist ein indirektes Erkundungsverfahren, das kontaktfrei (also auch berührungslos) durch Energieausbreitung Energieausbreitung (Strahlung) in einem Medium Daten (Information) über ein entferntes Objekt liefert. Unter den möglichen Verfahren der sind jene besonders besonders wichtig, die zur Informationsübertragung die elektromagnetische Strahlung in der Atmosphäre benutzen und und zu einer bildhaften (piktoralen) Wiedergabe der Objektsinformation (z.b. Erdoberfläche) führen. Das sbild ist die zweidimensionale, flächendeckende Mannigfaltigkeit von Bildelementen (Pixel=Picture element), die durch ein sverfahren sverfahren entstanden ist.

4 Anwendungsorientierte Tätigkeitsbereiche der Die (im Sinne einer Luft- und Satellitenbildauswertung) Satellitenbildauswertung) umfasst 3 Tätigkeitsbereiche: Luft- und Satellitenbildauswertung Messung (Photogrammetrie) Photointerpretation Digitale Bildverarbeitung

5 Anwendungsorientierte Das sbildprodukt als Informationsträger für die geographische Anschauungsmaterial Alleinige Quelle Ersatz anderer Quellen Ergänzung Kombination mit anderen Quellen

6 Anwendungsorientierte Auswahl an abgeschlossenen Projektarbeiten Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung und Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahmestellen Die Veränderungen der Grundwasserressourcen des Raumes Köflach - Voitsberg Teilbereich: Landschaftsentwicklung Visualization of Geomorphologic Features (Late Glacial Moraines) in Forested Areas by Means of Laser Scanning Einsatz von hochauflösenden Satellitenbilddaten für die Siedlungsraumanalyse Partner DIB DIB DIB IHG

7 Anwendungsorientierte Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung und Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahmestellen Zielsetzung Das Untersuchungsgebiet Verwendtete Luft- und Satellitenbilddaten Datenverarbeitung Auswertung und Klassifikation der Bilddaten Tiefen- und Volumenauswertung (Hyperspektrale ) Abschließende Bewertung der Ergebnisse

8 Anwendungsorientierte Zielsetzung Möglichkeiten des Einsatzes hochauflösender Satellitenbilddaten für die für die Erfassung und Beobachtung offener Bergbauflächen. Entwicklung von Methoden für eine multitemporale und multisensorale Klassifikation, die den operationellen Einsatz verschiedener hochauflösender Satellitendaten zur Kartierung und Beobachtung der Abbauflächen ermöglichen. Erfassung von Entwicklungsstadien aufgelassener Abbaugebiete (Verfüllungsgrad und Rekultivierungsgrad). Koordination mit der Geologischen Bundesanstalt. Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

9 Anwendungsorientierte Das Untersuchungsgebiet Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

10 Anwendungsorientierte Das Untersuchungsgebiet Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

11 Anwendungsorientierte Die Entwicklung der Schotterabbaugebiete Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

12 Anwendungsorientierte Verwendete Luft- und Satellitenbilddaten Luftbilder aus den Jahren: 1964, 1980, 1990, Satellitenbilddaten: LANDSAT-TM (1985, 1991, 1993, 1995, 1999) SPOT- P (1991) CORONA (1969) Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

13 Anwendungsorientierte Informationen zu verschiedenen Satellitenbildprodukten Sensor Kosten Auflösung km 2 km 2 pro Bild $/km 2 (US$) (Pixel) in m Landsat-MSS x ,02 Landsat-TM4/ x ,11 Landsat-TM /15 170x ,02 SPOT-XS x ,7 SPOT-PAN x ,9 KFA ,5 80x KFA x ,07 KWR x ,5 ERS ,5 100x CORONA z.b. 20x IKONOS 1 bzw. 4 11x Orthophoto 75 <1 5x Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

14 Anwendungsorientierte Datenverarbeitung Die geometrische Datenvorverarbeitung ist für eine gemeinsame Bearbeitung von verschiedenen Satellitenbilddaten sowie Luftbilddaten unterschiedlicher Jahrgänge erforderlich. Basierend auf Referenzdaten und einem digitalen Geländemodell werden die unterschiedlichen Bilddaten in eine gemeinsame Kartengeometrie entzerrt (Geokodierung). Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

15 Anwendungsorientierte Geokodierungsprozess Datenaufbereitung der Bilddaten und der digitalen Höhenmodelle Passpunktmessung Bestimmung und Optimierung der Abbildungsmodelle Geokodierung der Satellitenbilddaten sowie der Luftbilddaten Qualitätskontrolle der geokodierten Daten Grey Value Assignment Grey value interpolation (Resampling) Input Image Map-to-Image Transformation DEM Geocoded Image Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

16 Anwendungsorientierte Auswertung und Klassifikation der Bilddaten Lage und Umgrenzung Zeitliche Veränderungen Art der Schottergrube (nass, trocken) Tiefe bzw. Volumen (bei stereoskopischer Betrachtung: Luftbilder, SPOT-P, CORONA, MOMS) Folgenutzung (visuell, digital) Zeitliche Abfolge und Veränderungen Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

17 Anwendungsorientierte Einige Klassifikationsergebnisse Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

18 Anwendungsorientierte Darstellung der Entwicklung Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

19 Anwendungsorientierte Flächenstatistik Entwicklung der Landnutzung im nördlichen Leibnitzer Feld 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Waldfläche Ackerfläche Grünflächen Abbaufläche mit Vegetation Abbaufläche ohne Vegetation Wasserfläche 20% 10% 0% Jahre Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

20 Anwendungsorientierte Flächenstatistik der Schotterabbauflächen im nördlichen Leibnitzer Feld Fläche [m 2 ] Abbaufläche nass Abbaufläche trocken Luftbild 1964 Satellitenbild Corona 1969 IR-Luftbild 1980 Orthophoto 1990 Satellitenbild Spot 1991 Farb-Luftbild 1993 Zeitreihe der Datenquellen Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

21 Anwendungsorientierte Tiefen- und Volumenauswertung Für die Erstellung eines digitalen Modells einer Schottergrube ist ein ein Stereo-Luftbildpaar verwendet worden. Ziel war es eine Tiefen- und Volumenbestimmung durch eine automatische Auswertung des Stereopaars zu erreichen Image Points Set up and Optimisation Set up and Optimisation Stereo Adjustment Points Image Epipolar Resampling Greyvalue Adaption Correlation Point Intersection Vector Data Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

22 Anwendungsorientierte Tiefen- und Volumenauswertung Volumen 90492, m³ Fläche der Grube unter 285m 285m m² Anaglyphenbild Höhenmodell Fläche der Grube über 285m 1254 m² Niedrigster gemessener Punkt 274,30 m Tiefste Stelle der Grube im linken unteren Grubenbereich Höchster gemessener Punkt 288,64 m Höchster Punkt der Wälle am Rand der Grube Mittelwert 280,78 m Mittlere Grubentiefe Median 279,30 m Entspricht mittlerer Tiefe der Grubensohle Modal-Wert 279,30 m Entspricht mittlerer Tiefe der Grubensohle Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

23 Methodik Digitale Klassifikation Geographie und Raumforschung Anwendungsorientierte Abschließende Bewertung der Ergebnisse Visuelle Klassifikation sbilddatensatz Luftbilddaten und und hochauflösende Satellitenbilddaten Falschfarbenkomposite Satellitenbilddaten Fusionierte Datensätze multispektrale Satellitenbilddaten Satellitenbilddaten Einsatzmöglichkeit für Detailstudien mit vielen differenzierten Klassen für kleine Gebiete (Lokalstudien) Maßstabsbereich: 1: : erster regionaler Überblick über Lage und Verteilung der der Entnahmestellen Differenzierung in Nass- und Trockenabbau regionale Maßstabsbereich: und überregionale 1: Studien 1: Differenzierung in Nass- und Trockenabbau inkl. Vegetationsklassen Maßstabsbereich: 1: : Maßstabsbereich: 1: mit neuen, sehr hochauflösenden Daten Einsatz hochauflösender sdaten für die Erfassung Beobachtung von offenen Bergbau- bzw. Rohstoffentnahme-stellen

24 Anwendungsorientierte Auswahl an aktuellen Projektarbeiten Darstellung der Stadtentwicklung von Graz mittels historischer Luftbilddaten Luftbilddaten Der Einsatz von sbilddaten bei der Beobachtung des Wanderverhaltens und die Kolonieaggregation der asiatischen Riesenhonigbiene in Nepal. Der Einsatz von klimarelevanten sbilddaten in der Geographie Geographie

25 Anwendungsorientierte Simulation einer Thermalscanneraufnahme in Graz-West Ein Ansatz unter Zuhilfenahme von Bodenbedeckungsklassen

26 Anwendungsorientierte INHALT: 1. Aufgabenstellung 2. Arbeitsgebiet 3. Objektbasierte Klassifikation 4. Pixelbasierte Klassifikation 5. Visuelle Klassifizierung 6. Simulation Gesamtgebiet 7. Simulation Teilgebiet 1 8. Simulation Teilgebiet 2 9. Ausblick

27 Anwendungsorientierte 1. Aufgabenstellung Orthophoto 1990 Orthophoto 2000 Nutzungsklassifizierung Thermalscanneraufnahmen Simulation

28 Anwendungsorientierte

29 Anwendungsorientierte 3. Objektbasierte Klassifikation Ansatz 1: Objektbasierte Klassifikation des Orthophotos 1990 mit ecognition

30 Anwendungsorientierte 4. Pixelbasierte Klassifikation Ansatz 2: Pixelbasierte Klassifikation des Orthophotos 1990 mit Erdas Imagine

31 Anwendungsorientierte Visuelle Klassifikation Flächen mit veränderter Bodenbedeckung (nach visueller Klassifikation)

32 Anwendungsorientierte 5: Simulation Gesamtes Gebiet Thermalscanneraufnahme Beispiel Nacht (1986)

33 Anwendungsorientierte 6. Simulation Gesamtgebiet Simulation Nacht (2000)

34 Anwendungsorientierte 7. Simulation Teilgebiet 1 Orthophoto 1990 Orthophoto 2000 Nacht Morgen Mittag

35 Anwendungsorientierte 7. Teilgebiet 1 - Farbdarstellung Orthophoto 1990 Orthophoto 2000 Nacht Morgen Mittag

36 Nacht Geographie und Raumforschung Anwendungsorientierte 7. Teilgebiet 1 - Farbdarstellung Legende:

37 Morgen Geographie und Raumforschung Anwendungsorientierte 7. Teilgebiet 1 - Farbdarstellung Legende:

38 Mittag Geographie und Raumforschung Anwendungsorientierte 7. Teilgebiet 1 - Farbdarstellung Legende:

39 Anwendungsorientierte 8. Simulation Teilgebiet Nacht Morgen Mittag

40 Anwendungsorientierte 9. Ausblick Verbesserung der Ergebnisse (Simulation) unter Einbeziehung der kleinklimatische Unterschiede Geländebeschaffenheit (unter Einbeziehung eines DOM = Digitales Objektmodell) klimatischen Auswertungen 1986

41 Anwendungsorientierte Finanzieller Vorteil vor allem bei kleinräumigen Untersuchungsgebieten (wenige km²), z.b. Bauprojekte wie Industrieanlagen Modellierung des Einflusses auf - Lokalklima -Windsysteme - Schadstoffausbreitung Schlussbemerkung

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