Umweltmonitoring mit Fernerkundungsdaten
Weltraumsatelliten liefern täglich Millionen von Bildern und Daten von unserem Planeten, die u. a. Auskunft geben über Vegetationsveränderungen oder Umweltschäden.
Die Bochumer Geografin Dr. Christiane Lechtenbörger entwickelte in ihrer jetzt online veröffentlichten Dissertation ein Verfahren, um die tägliche Datenflut der Fernerkundung sinnvoll zu nutzen. Ihre Arbeit „Rechnergestützte Bilddatenanalyse im Umweltmonitoring“ liefert zudem Handlungsempfehlungen für Ministerien, Kommunen oder Ingenieurbüros für den Umgang mit handelsüblicher Fernerkundungssoftware.
Dr. Lechtenbörger geht in ihrer Dissertation ganz grundsätzliche Probleme der geografischen Bilddatenanalyse an: Wie kann ich ein fernerkundlich gestütztes Umweltmonitoring durchführen, obwohl ich auf Fernerkundungsdaten unterschiedlicher Art zurückgreifen muss, z.B. weil keine kontinuierlichen Daten der gleichen Quelle verfügbar sind? Kann ich Fernerkundungsdaten von verschiedenen Satellitensensoren sowie verschiedene Luftbilddaten jeweils kombiniert auswerten? Kann diese Auswertung mittels handelsüblicher Software erfolgen? Und: Kann ich anhand meiner eigenen Studien Handlungsempfehlungen erstellen, mit denen praktisch jeder solche Analysen durchführen kann?
Die Geografin erzielte bei allen Fragen positive Antworten. Kernstücke der von Christiane Lechtenbörger entwickelten Verfahren sind die Klassifikatordesigns für alle getesteten Fernerkundungsdaten. Unabhängig von der Qualität der Daten kann man mit den Designs eindeutig die erkundeten Klassen bestimmen und auch die Veränderungen zwischen den Aufnahmezeitpunkten unterschiedlicher Fernerkundungsdaten erkennen. Die Ergebnisse ermöglichen zudem raumbezogene Quantifizierungen, d.h. man kann die ermittelten Zahlen bestimmten Flächen (z. B. Parzellen) zuordnen. Dieses Prinzip lässt sich außerdem – mit entsprechenden Modifikationen – problemlos auf andere fernerkundliche Untersuchungen übertragen.
Für ihre Untersuchung wählte Dr. Lechtenbörger als Beispiel „Die Haard und Umgebung“ am nördlichen Rand des Ruhrgebietes. Die Gegend ist stark industriell belastet und dient heute zum Teil als Naherholungsgebiet mit allen negativen Begleiterscheinungen (Abfall etc.). Damit sind viele Umweltprobleme des Gebiets repräsentativ für andere Räume; die in der Arbeit entwickelten Verfahren sind folglich vielseitig einsetzbar.
Die vermeintlich geringe Bodenauflösung der Satellitenbilddaten war für viele Fragen irrelevant und konnte zudem durch spezielle Vorprozessierungen der Daten aufgefangen werden; im Mittelpunkt standen die spektralen Informationen der Daten. Die digitalen Luftbilddaten wurden zunächst gescannt. Anschließend mosaikierte und analysierte Dr. Lechtenbörger die Luftbilder mit der Fernerkundungssoftware ERDAS Imagine. Die hierbei entwickelten Klassifikatordesigns und Veränderungsanalysen wurden schließlich auf mögliche Fehler getestet, um dem potentiellen Nutzer eine Einschätzung der benutzten Verfahren zu erleichtern. Schließlich wurden die Kosten, die im Rahmen eines fernerkundlich gestützten Monitorings entstehen können, exemplarisch berechnet (EDV-Ausstattung, Hard– und Software, Daten, Arbeitszeiten), um dem Praktiker auch hier eine Hilfestellung anbieten zu können.
(Quelle: idw, Ruhr-Universität Bochum, 15.05.2002)
Geonet News vom 20.05.2002
