Die vorliegende Arbeit soll dem Leser einen Überblick verschaffen, was sich unter dem Begriff Natura 2000 verbirgt, wie das Forschungsprojekt EON2000+ in diesem Kontext einzuordnen ist, was die Inhalte des Projektes sind, welche Instrumente durch das Projekt bisher entwickelt wurden und inwiefern diese Instrumente praxistauglich sind. Dazu werden die Arbeitschritte in der Fernerkundung mittels der Software Erdas Imagine, eCognition und ArcGis exemplarisch erläutert, um im Anschluss die aus Fernerkundungsdaten abgeleiteten Indikatoren als Instrumentarium zur Evaluation von FFH-Gebieten genauer vorzustellen. Ferner soll in einer kritischen Abwägung dargestellt werden, welche Vor- und Nachteile die Fernerkundung bei der Evaluation von FFH -Gebieten aufweist.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Das europäische Schutzgebietssystem Natura 2000
2.1 FFH- und Vogelschutzrichtlinie
2.2 Monitoring und Berichterstattung
3 Forschungsprojekt „Earth Observation for Natura2000+“
3.1 Struktur und Prokektmanagment
3.2 Indikatorentwicklung
3.3 Nutzeransprüche
3.4 Informationssystem
3.5 Auswertung, Verbreitung und Dokumentation
4 Monitoring mit Methoden der Fernerkundung
4.1 Vorverarbeitung der Daten
4.1.1 Datengrundlage
4.1.2 Mosaikbildung und Entzerrung
4.1.3 Fusionierung
4.2 Segmentierung, Klassifizierung und Evaluation
4.2.1 Segmentierung mit eCognition
4.2.3 Objektorientierte Klassifikation
4.2.3 Evaluation mit ArcGIS
4.3 Indikatoren
4.3.1 Indikator „Flächenanteil“
4.3.2 Indikator „Dichte der Strukturelemente“
4.3.3 Indikator „Zustand von Waldhabitaten“
4.3.4 Indikator „Potentielles FFH Inventar“
4.3.5 Indikator „Rückgang der landwirtschaftlichen Nutzfläche“
4.3.6 Indikatoren in anderen Ländern
4.4 Vor- und Nachteile der Fernerkundung
5 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Anwendbarkeit von Fernerkundungsmethoden zur Evaluation von FFH-Gebieten im Rahmen des Forschungsprojekts EON2000+. Dabei wird analysiert, wie durch den Einsatz von Satellitendaten und spezifischen Softwarewerkzeugen Umweltindikatoren abgeleitet werden können, um das Monitoring des ökologischen Zustands in Natura 2000-Gebieten zu unterstützen und eine kritische Abwägung der Vor- und Nachteile dieser Technologie vorzunehmen.
- Monitoring von Natura 2000-Gebieten mittels Fernerkundung
- Entwicklung und Anwendung von Umweltindikatoren
- Prozess der Vorverarbeitung und Klassifizierung von Satellitendaten
- Vergleich der Fernerkundung mit terrestrischen Kartierungsmethoden
- Struktureller Aufbau eines EON-Informationssystems
Auszug aus dem Buch
4.2.1 Segmentierung mit eCognition
Im nächsten Arbeitschritt wurden die Daten mit der Software eCognition segmentiert. Die Firma Definiens Imaging GmbH entwickelte vor 4 Jahren die Bildverarbeitungssoftware eCognition zur automatischen Klassifizierung von Fernerkundungsdaten. Im Gegensatz zu anderen Bildinterpretationssoftwareprodukten geht eCognition objektorientiert vor, d.h. zur Klassifikation werden neben spektralen Merkmalen auch Textureigenschaften und Nachbarschaftsbeziehungen mit einbezogen.
Grundlage für eine Klassifikation in eCognition ist die Multiresolution Segmentation, die auf dem „Region growing“ – Verfahren beruht: Ausgehend von mehreren willkürlich gesetzten Saatpunkten im Bild werden gemäß der vordefinierten Homogenitätskriterien Größe, Farbe, Form, Kompaktheit und Glattheit noch nicht klassifizierte Pixel aus der Nachbarschaft sukzessive solange zu einem Segment hinzugefügt bis eine der Abbuchbedingungen nicht mehr erfüllt ist. Dieser Prozess wird solange fortgesetzt, bis alle Pixel einem Segment zugeordnet worden sind.
Neben diesem Grundprinzip bietet eCognition ferner die Möglichkeit einzelnen multispektralen Layern eine unterschiedliche Gewichtung bei der Segmentierung zu geben (Abbildung 9) oder die Pixel in einer N4- oder N8-Nachbarschaft segmentieren zu lassen. Auch können mehrere Ebenen bzw. Level von unterschiedlichen Segmentierungsergebnissen erzeugt werden, die bei einer späteren Klassifikation zueinander in Beziehung gesetzt werden können.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung des Ziels der Arbeit, das Forschungsprojekt EON2000+ und dessen Instrumente zur Evaluation von FFH-Gebieten in den Kontext zu setzen.
2 Das europäische Schutzgebietssystem Natura 2000: Erläuterung der rechtlichen Grundlagen der FFH- und Vogelschutzrichtlinie sowie der daraus resultierenden Monitoring- und Berichtspflichten.
3 Forschungsprojekt „Earth Observation for Natura2000+“: Darstellung der Struktur, der Nutzeranforderungen sowie der technischen Systemarchitektur des Forschungsprojekts.
4 Monitoring mit Methoden der Fernerkundung: Praktische Erläuterung der Datenvorverarbeitung, Segmentierung und Indikatorableitung anhand eines deutschen Testgebiets.
5 Zusammenfassung: Fazit über die Eignung der Fernerkundung für flächendeckendes Monitoring bei gleichzeitiger Notwendigkeit ergänzender terrestrischer Messmethoden.
Schlüsselwörter
Natura 2000, FFH-Richtlinie, Fernerkundung, Monitoring, Umweltindikatoren, EON2000+, Satellitendaten, Geoinformationssysteme, eCognition, ArcGIS, Objektorientierte Klassifikation, Naturschutz, Habitatanalyse, Flächennutzung, Biodiversität.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit untersucht das Potenzial und die Grenzen von Fernerkundungsmethoden zur Evaluation und Überwachung des ökologischen Zustands in Natura 2000-Gebieten.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themen umfassen die europäischen Schutzgebietsrichtlinien, das Forschungsprojekt EON2000+, digitale Bildverarbeitung von Satellitendaten sowie die Entwicklung von ökologischen Indikatoren.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, aufzuzeigen, wie Satellitendaten praktisch genutzt werden können, um Berichterstattungspflichten nach der FFH-Richtlinie effizient zu unterstützen.
Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?
Es werden Methoden der Fernerkundung wie die Mosaikbildung, IHS-Transformation, Multiresolution Segmentation und objektorientierte Klassifikation mittels Software wie Erdas Imagine und eCognition verwendet.
Was umfasst der Hauptteil der Arbeit?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen von Natura 2000, die Projektorganisation von EON2000+ und eine detaillierte, beispielhafte Prozessbeschreibung der Indikatorenableitung.
Welche Schlagworte charakterisieren das Dokument?
Wichtige Begriffe sind Fernerkundung, Monitoring, FFH-Gebiete, Umweltindikatoren und objektorientierte Bildanalyse.
Wie wurde die Qualität der Klassifizierung überprüft?
Die Qualität wurde mittels der Software ArcGIS durch einen Vergleich der Fernerkundungsergebnisse mit vorhandenen Biotoptypenkartierungen durch eine Overlayfunktion evaluiert.
Welches Testgebiet diente als Grundlage für die Methoden?
Als deutsches Untersuchungsgebiet wurde der Naturpark „Hoher Flaeming“ in Brandenburg verwendet.
Warum sind terrestrische Messungen trotz Fernerkundung weiterhin wichtig?
Da Fernerkundung auf indirekten spektralen Signaturen basiert, können komplexe Ökosystemzusammenhänge oder chemische Faktoren vor Ort nicht erfasst werden, weshalb Expertenprüfungen unerlässlich bleiben.
- Quote paper
- Daniel Tomowski (Author), 2005, EON2000. Monitoring mit Methoden der Fernerkundung zur Evaluation von FFH-Gebieten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/41928
