Das Ausgangsmaterial für die Erstellung der Landnutzungskarte bilden sieben Bilder des LANDSAT 5-Satelliten (Start: 1984, Außerdienststellung: 2001) (de Lange 2002, S: 371). Die Abtastungen wurden im Februar 1997 mit einer Bodenspur von 185 km durchgeführt und in den Dateien ma-1.rst bis ma-7.rst gespeichert; sie beinhalten die einzelnen Kanäle einer Szene des Großraums Mannheim. Der Satellit LANDSAT 5 verwendet sechs Spektralkanäle (Blau, Grün, Rot, nahes Infrarot, kurzwelliges Infrarot 1 u. 2) und einen Thermalkanal (fernes Infrarot) (Albertz 2001, S. 49).
Inhaltsverzeichnis
1 Datengrundlage
2 Visuelle Interpretation
3 Erstellen von Farbkomposits
4 Hauptkomponentenanalyse
5 Unüberwachte Klassifikation
6 Überwachte Klassifikation
7 Georeferenzierung
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, unter Verwendung der Software IDRISI eine georeferenzierte Landnutzungskarte für den Großraum Mannheim auf Basis von LANDSAT-5-Satellitendaten zu erstellen und dabei verschiedene Methoden der Bildverarbeitung und Klassifikation zu evaluieren.
- Grundlagen der digitalen Bildverarbeitung und Kontrastverbesserung
- Methoden zur Erstellung von Farbkomposits zur Visualisierung
- Durchführung von Hauptkomponentenanalysen zur Datenreduktion
- Vergleich zwischen unüberwachten und überwachten Klassifikationsverfahren
- Geometrische Korrektur und Georeferenzierung von Satellitenbildern
Auszug aus dem Buch
2 Visuelle Interpretation
Betrachtet man die sieben Satellitenbilder, so fällt auf, dass vier von ihnen durch Kontrastarmut gekennzeichnet sind. Auf den ersten Blick „gefallen“ nur die Bilder ma-4, ma-5 und ma-7.
Um eine Auswertung leichter, schneller und zuverlässiger zu machen, werden durch Methoden der Bildverbesserung Details betont, die in den Daten zwar enthalten, aber für das menschliche Auge wenig auffällig sind. Durch Kontrastverbesserungen kann erreicht werden, dass die Grauwertdifferenzen deutlich hervortreten (Albertz 2001, S. 106).
- Mit der Funktion Autoscaling gelingt eine Kontrastverbesserung nur bei Kanal 4, die Bilder der anderen Kanäle bleiben fast unverändert.
- Mit der Funktion Lineare Streckung (Display/Stretch/Linear) erzielt man ein ähnliches Ergebnis: der Kontrast bei Kanal 4 wird noch einmal verbessert, bei den übrigen Kanälen ist eine Verbesserung kaum sichtbar.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Datengrundlage: Vorstellung der verwendeten LANDSAT-5-Daten des Großraums Mannheim, inklusive technischer Spezifikationen der Spektralkanäle.
2 Visuelle Interpretation: Anwendung von Kontrastverbesserungsmethoden wie Autoscaling, lineare Streckung und Histogrammausgleich zur Optimierung der Bildqualität.
3 Erstellen von Farbkomposits: Beschreibung der Visualisierung durch Kombination verschiedener Aufnahmekanäle zur Erstellung von Echt- und Falschfarbenbildern.
4 Hauptkomponentenanalyse: Nutzung des Verfahrens zur statistischen Vorbereitung der Klassifikation und Identifikation der aussagekräftigsten Datenbänder.
5 Unüberwachte Klassifikation: Automatische Unterteilung der Bildelemente in Klassen ähnlicher spektraler Eigenschaften ohne Referenzdaten als Vorbereitung für weiterführende Analysen.
6 Überwachte Klassifikation: Definition von Landnutzungsklassen anhand von Trainingsgebieten und Durchführung verschiedener Klassifikationsverfahren wie minimale Abstandsentfernung und maximale Wahrscheinlichkeit.
7 Georeferenzierung: Geometrische Korrektur und Einpassung der klassifizierten Bilddaten in das Gauß-Krüger-Koordinatensystem unter Verwendung von Passpunkten.
Schlüsselwörter
Satellitenbildanalyse, LANDSAT 5, IDRISI, Landnutzungskarte, Fernerkundung, Bildverbesserung, Klassifikation, Hauptkomponentenanalyse, Georeferenzierung, Mannheim, Spektralkanäle, Trainingsgebiete, Kontrastverstärkung, Clusteranalyse, Koordinatensystem.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert den praktischen Prozess der Erstellung einer georeferenzierten Landnutzungskarte für den Großraum Mannheim mittels digitaler Satellitenbildauswertung.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Schwerpunkte liegen auf der Bildvorverarbeitung, statistischen Datenanalyse, Klassifikationsmethoden und der finalen geometrischen Georeferenzierung von Satellitendaten.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Erstellung einer aussagekräftigen Landnutzungskarte durch die Anwendung verschiedener Methoden der Satellitenbildanalyse und die anschließende Bewertung deren Eignung.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es werden Methoden der digitalen Bildverarbeitung angewandt, darunter Hauptkomponentenanalyse, Clusteranalysen, überwachte sowie unüberwachte Klassifikationsverfahren und geometrische Entzerrungen mit dem Programm IDRISI.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Aufbereitung der Daten, die visuelle Verbesserung durch verschiedene Streckungsmethoden, die Durchführung einer Hauptkomponentenanalyse und den Vergleich verschiedener Klassifikationsalgorithmen zur Identifizierung von Landnutzungsklassen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den Kernbegriffen zählen Satellitenbildanalyse, Landnutzungsklassifikation, IDRISI, Georeferenzierung und digitale Bildverarbeitung.
Warum ist die Wahl der Klassifikationsmethode im Projekt relevant?
Die Wahl der Methode beeinflusst maßgeblich die Genauigkeit der Differenzierung von Landnutzungstypen, wie etwa die Abgrenzung von Auenwald zu anderen Waldgebieten, was im Projektverlauf durch verschiedene Ansätze erprobt wird.
Welche Rolle spielt die Georeferenzierung am Ende des Prozesses?
Die Georeferenzierung ist entscheidend, um die klassifizierten Rasterdaten exakt in ein reales topographisches Koordinatensystem (Gauß-Krüger) zu überführen und somit kartographisch nutzbar zu machen.
- Quote paper
- Markus Lueske (Author), 2003, Erstellung einer georeferenzierten Landnutzungskarte für den Großraum Mannheim, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/16613
