Fernerkundung in urbanen Räumen

Transkript

1 Summeruniversität GRAZ IN SPACE 5. September 2008 in urbanen Räumen am Beispiel der Thermalbefliegung 2004 Graz Katharina Kern Institut für Geographie und Raumforschung Karl-Franzens-Universität Graz

2 Was ist? Definition der Geometrische Aufl. ist die Wissenschaft, durch berührungsfreie Messung Informationen über Objekte zu erhalten. ist ein indirektes Erkundungsverfahren das - kontaktfrei - durch Energieaustausch (Strahlung) - in einem Medium Daten (Information) - über entferntes Objekt liefert Kostka, R. (1995)

3 Einsatzbereiche der Geometrische Aufl.

4 Geographische Bilddatenverarbeitung (radiometrische und geometrische Bildverarbeitung) Geometrische Aufl. Bilddatenauswertung (Klassifikation, Analyse, etc.) RasterGIS Analysen (Verknüpfung von Raster- und Vektordaten, Statistiken, Raum-Zeitanalysen) Kartographische Darstellung (Thematische Karten, Visualisierung) Dateninterpretation

5 Wie entsteht ein sbild? - Passive Systeme benutzen ausschließlich die in der Natur vorkommende elektromagnetische Strahlung Geometrische Aufl. - Aktive Systeme enthalten eine Energiequelle, die die Erdoberfläche künstlich bestrahlt (Albertz, 2001)

6 Spektrale Auflösung Das elektromagnetische Spektrum und die Aufnahmebereiche verschiedener Sensoren Spektral. Aufl. Geometrische Aufl. (Albertz, 2001)

7 Spektrale Signaturen Spektral. Aufl. Geometrische Aufl. (Aronoff, 2005)

8 1 2 3 Spektral. Aufl. Geometrische Aufl

9 Spektral. Aufl. Geometrische Aufl. 4/3/2 7/5/2 7/6/5 10/7/5

10 Radar (Radio Detection and Ranging) Spektral. Aufl. Geometrische Aufl.

11 LIDAR (Light Detection and Ranging) Für jedes Rasterelement liegen mehrere Messwerte vor, die unterschiedliche Höhen beinhalten Spektral. Aufl. Geometrische Aufl. (DSM first echo) (DSM last echo) (

12 3D - Stadtmodell Spektral. Aufl. Geometrische Aufl. Vermessungsamt Mannheim

13 3D - Stadtmodell Spektral. Aufl. (

14 MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer) Geometrische Auflösung 250m 1km

15 Landsat 185 x 185 km 15m/30m/60m

16 ASTER 60 x 60 km 15m/30m/90m (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)

17 IKONOS 11 x 11 km 1m/4m

18 Luftbild 3 x 3 km 0,25m

19 Temporäre Auflösung

20 Graz-Thalerhof gestern und heute Corona 1968 Luftbild 1997

21 Revision der analyse Graz Thermalscanner-Befliegung 2004 Grundlage für die Raumplanung

22 Gemeinschaftsprojekt in Kooperation der Projektpartner: Karl-Franzens-Universität Graz (Institut für Geographie und Raumforschung) in Zusammenarbeit mit dem Institut für digitale Bildverarbeitung der Forschungsgesellschaft mbh JOANNEUM RESEARCH Land Steiermark (FA17C Technische Umweltkontrolle und Sicherheitswesen, Abteilungen 16 Landes und Gemeindeentwicklung) Stadt Graz (A14-Stadtplanungsamt, A10/2-Kanalbauamt, A10/6-Stadtvermessungsamt, A23-Umweltamt, A10/5-Abt. Grünraum & Gewässer)

23 Motivation Die klimaökologischen Daten aus dem Jahre 1986 sind aufgrund zum Teil massiver Veränderungen für städtebauliche Fragestellungen nur mehr bedingt aussagekräftig. Erstellung hochwertiger Basisdaten als Grundlage für eine Vielzahl städtischer Planungs-, Entscheidungs- u. Entwicklungsprozesse Aktualisierung der analyse - Erfassung Status Quo - Aufzeigen von Veränderungen...

24 Projektinhalte Ergebnisse Klima Temperatur Wind... Feinstaub Stadtschnee... Vergleichende Analysen u. Untersuchungen Maßnahmen Wissenschaftliche Empfehlungen Entscheidungsfindung im Rahmen politisch- fachlicher Beratung u. Beschlussfassung

25 in urbanen Räumen Städte sind durch heterogene, komplexe und schwer zu erfassenden Strukturen gekennzeichnet die zu untersuchenden Objekte in Städten meist deutlich kleiner (Gebäude, Straßen, Autos) als jene in ländlichen Gebieten (Felder, Seen, Waldstücke) komplexe Mischung aus künstlichen und natürlichen Oberflächen, die sich in Größe, Form und Anordnung deutlich voneinander unterscheiden Daten mit hoher geometrischer Auflösung notwendig!

26 Luftbild Visuelle Bildinterpretation

27 Auswahl an ssensoren, die über Städten zum Einsatz kommen Landsat IKONOS

28 Objektorientierte Klassifikation -Segmentierung - Klassifikation (Definiens AG, 2006) - Wissensbasis besteht aus einem Netz von Klassen - alle Klassen innerhalb des Netzes in Form von semantischen Gruppen organisiert - Fuzzy Logic Konzept ermöglicht eine Klassifikation an Hand von Objekteigenschaften (z.b.: Grauwert, Form oder Textur) und gegenseitigen Objektbeziehungen.

29 sklassifikation

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31 skarte

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33 Wozu skarten? spielt im Zusammenhang mit, Grundwasserneubildung, Oberflächenabfluss oder dem lokalem Klima eine wichtige Rolle. - zur Darstellung der aktuellen s- und Flächennutzungsinformation - zur Fortführung von Flächennutzungs- und Bauplänen - als Eingangsdaten zur Berechung des Oberflächenabflusses Die Kenntnis über die Abflusswirksamkeit von Oberflächen ist für den Ausbau bzw. die Sanierung von Abwasserkanalnetzen von zentraler Bedeutung

34 Veränderung der

35 Veränderung der ,8 ha

36 analyse Ziel der Analyse: Die Flugdaten und die daraus erstellten Oberflächentemperaturkarten und die Ergebnisse aus sonstigen stadtklimatischen Untersuchungen miteinander zu verknüpfen, um daraus eine topkarte und weiters eine Planungshinweiskarte (Klimaeignungskarte) ableiten zu können. Fesselballonsondierung Erhebung von Temperatur- und Druckverteilung zwischen 350 und 4000m über Grund Messfahrten Messung von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit Windfeldanalyse

37 Strahlungstemperaturkarte

38 Der Plabutsch bei Nacht Temperaturklassen in 2K Schritten

39 Der Plabutsch zu Mittag Temperaturklassen in 2K Schritten

40 Der Plabutsch am Morgen Temperaturklassen in 2K Schritten

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43 Danke für die Aufmerksamkeit!!!