Erstellung einer georeferenzierten Landnutzungskarte für den Grossraum Mannheim

  Erstellen einer georeferenzierten Landnutzungskarte für den Großraum Mannheim  

Inhaltsverzeichnis

1  Datengrundlage  2

2  Visuelle Interpretation  2

3  Erstellen von Farbkomposits  4

4  Hauptkomponentenanalyse  5

5  Unüberwachte Klassifikation  6

6  Überwachte Klassifikation  7

7  Georeferenzierung  12

  Abbildungsverzeichnis  

  Abb. 1: Kontrastverbesserung durch Autoscaling  

  und linearer Streckung für Kanal 4  2

  Abb. 2: Kontrastverbesserung durch lineare Streckung  

  mit Sättigung (2 ) für Kanal 4  3

  Abb. 3 Kontrastverstärkung durch Histogrammausgleich für Kanal 4  3

  Abb. 4 Histogramm des Kanals 4 nach Durchführung der Anpassung (ma4hist)  4

  Abb. 5 Echtfarbenbild (24 bit) aus der Kombination der Kanäle 1, 2 und 3  4

  Abb. 6 Falschfarbenbild (8 bit) aus der Kombination der Kanäle 4, 5 und 7  5

  Abb. 7 Clusteranalyse (broad) des Komposits ma145composite  

  mit sechs Klassen  7

  Abb. 8 Markierte Referenzflächen  8

  Abb. 9 Signaturenvergleich (Mittelwerte) (Kanäle 1,4 und 5 6 Klassen)  9

  Abb. 10 Signaturenvergleich (Minima, Maxima, Mittelwerte)  

  (Kanäle 1,4 und 5 2 Klassen)  9

  Abb. 11 Überwachte Klassifikation über minimale Abstandsentfernung (raw)  10

  Abb. 12 Überwachte Klassifikation über minimale Abstandsentfernung (normal)  10

  Abb. 13 Überwachte Klassifikation über maximale Wahrscheinlichkeit  11

  Abb. 14 Klassifikation über minimale Abstandsentfernung (mindistnormal5)  12

  Abb. 15 Georeferenziertes Satellitenbild “MannheimGK  14

  Tabellenverzeichnis  

  Tab. 1 Hauptkomponentenanalyse der Kanäle 1 bis 7  6

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Erstellen einer georeferenzierten Landnutzungskarte für den Großraum Mannheim

1 Datengrundlage

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).

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.

Abb.1: Kontrastverbesserung durch Autoscaling und linearer Streckung für Kanal 4

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- Eine lineare Streckung mit Sättigung (Display/Stretch/Linear with Saturation) von 5% hellt das Bild sehr stark auf; es geht ein Teil der Informationen verloren. Wird die Streckung mit nur 2% Sättigung durchgeführt, ist das Satellitenbild für eine visuelle Interpretation besser geeignet.

Abb. 2: Kontrastverbesserung durch lineare Streckung mit Sättigung (2%) für Kanal 4

- Mit Hilfe eines Histogrammausgleiches (Display/Stretch/Histogramm Equalization) werden die Grauwerte in Abhängigkeit von ihrer Häufigkeit gestreckt; denn ein kontrastarmes Bild ist durch die geringe Streuung um den mittleren Grauwert gekennzeichnet (Kappas 1994, S. 80). Auch diese Funktion führt zu einer Kontrastverstärkung des Bildes. Beispielhaft für die sieben Kanäle wird hier das Ergebnis für den Kanal 4 vorgestellt.

Abb. 3: Kontrastverstärkung durch Histogrammausgleich für Kanal 4

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