Das Projekt "Bundesweite Landnutzungskartierung mit ERS-1 SAR-Bilddaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung durchgeführt. Es ist das Ziel dieses Vorhabens, durch automatische, ueberwachte Klassifizierung von ERS-1 SARBilddaten thematische Karten der Landnutzung im Massstab 1 : 200 000 fuer das gesamte Gebiet der Bundesrepublik Deutschland herzustellen. Die derzeit existierenden operativen SAR-Systeme, wie das des ERS-1, liefern lediglich monospektrale Informationen, die keine zuverlaessige Trennung von Merkmalsklassen erlauben. Bedingt durch die witterungsunabhaengige Akquisition von SAR-Bilddaten ist es jedoch moeglich, eine multitemporale Auswertung von Daten verschiedener Aufnahmezeitpunkte durchzufuehren. Die Extraktion von Textur-Merkmalen soll eine weitere Verbesserung der Trennbarkeit erlauben. Der Forschungsschwerpunkt liegt daher in der SAR-spezifischen Extraktion von Merkmalen, die zusaetzliche Information fuer die Klassifikation bereitstellen. Die Ableitung von Merkmalen aus SAR-Bildern wird durch die systemtypische multiplikative Stoerung, verursacht durch 'Speckle', erheblich erschwert. Im vorliegenden Berichtszeitraurn wurden in erster Linie die Prozessierung und die Klassifikation der Daten vorgenommen. Die Prozessierung einer grossen Menge von Daten unter Verwendung von Standard-Hardware im Workstation-Bereich stellt erhebliche Anforderungen an die Logistik. Insbesondcre sind enorme Kapazitaeten an on-line verfuegbaren Speichermedien erforderlich, wenn mehrere Personen gleichzeitig mit der Interpretation der Daten beschaeftigt sind. Interaktive Eingriffe in die Prozessierung wurden auf ein Minimum begrenzt, um den Arbeitsaufwand in Grenzen zu halten und so das angestrebte Projektziel zu erreichen. Hierzu wurde eine weitestgehend automatisierte Prozesskette implementiert, die eine interaktive Bearbeitung nur an unvermeidbaren Stellen, wie beim Einlesen und der Interpretation der Daten vorsieht. Die wichtigste wissenschaftliche Entwicklung war die effektive Reduzierung des Speckle-Rauschens in SAR-Bilddaten. Bislang bekannte Verfahren zur adaptiven, kantenerhaltenden Speckle-Filterung stellten sich als nicht ausreichend heraus. Die Entwicklung eines neuen Verfahrens (EPOS) ergab wesentlich bessere Ergebnisse als die bekannten Algorithmen. Eine weitere Entwicklung diente einer verbesserten Extraktion von Texturmerkmalen aus SAR-Abbildungen. Die extrahierten Merkmale sind an die speziellen SAR-Signaleigenschaften angepasst und unempfindlich gegenueber Kanten im Bild. Herkoemmliche Texturmerkmale sprechen auf Kanten zwischen homogenen Gebieten sehr stark an, was in diesen Bereichen zu erheblichen Fehlklassifikationen fuehrt. Das Projekt ist abgeschlossen.
Das Projekt "Mehrfache Landnutzungsklassifizierung und Analyse der Nutzungsaenderung im Oberrheingraben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung durchgeführt. Zielsetzung des Vorhabens war die Weiterentwicklung von Fernerkundungstechnik und digitaler Klassifizierung fuer die Landoberflaechenbeschreibung, um eine wesentliche Erweiterung der Leistungsfaehigkeit der gegenwaertig als Standard kommerziell angebotenen Programmsysteme zu erreichen und die Ergebnisse fuer Fragen der angewandten Oekologie nutzbar zu machen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde eine wesentlich komplexere Datenverarbeitungskette entworfen und implementiert, die hauptsaechlich Verbesserungen bei der Rohdatenkorrektur, der Passpunktmessung, der geometrischen Entzerrung und der radiometrischen Korrektur der Bilddaten beinhaltet. Bei der Klassifizierung wurde die Beruecksichtigung der naturraeumlichen Gliederung des gesamten Untersuchungsgebiets eingefuehrt; das Klassifizierungsverfahren wurde erweitert zur Berechnung der zweit- und drittbesten Klassenentscheidung und zur Berechnung von Vertrauenswerten in die Entscheidungen und die Klassifizierungsergebnisse wurden durch Anwendung eines Relaxationsverfahrens homogenisiert und generalisiert. Mit dieser Methodik wurde eine hochaufgeloeste Landnutzungsklassifizierung erstellt fuer die Gebiete der Regionalen Ozonmodellierung Oberrhein (suedl. Oberrhein, 120 km x 120 km) und von REKLIP (Regionales Klimaprojekt, suedl. und mittl. Oberrhein). Grundlage fuer die Klassifizierung bildeten mehr als 500 Trainingsgebiete zur Eichung der verschiedenen Landnutzungen. Aus der Klassifizierung ergaben sich 245 Unterklassen, die in 16 Klassen zusammengefasst wurden. Wasserflaechen und Waelder (3 Klassen) waren mit sehr hohen Genauigkeiten von ueber 90 Prozent relativ problemlos zu erkennen. Bei Gruen-, Acker- und Brachflaechen lag die Genauigkeit bei 80 bis 90 Prozent, ebenso bei den urbanen Klassen. Zusaetzlich wurde in einer Zeitreihe die Entwicklung der Landnutzung in der Umgebung der Stadt Karlsruhe (Gebietsgroesse 21 km x 19 km) aufgezeigt anhand von Satellitenaufnahmen aus den Jahren 1975, 1984, 1987 und 1991. Zum Vergleich der einzelnen Aufnahmen wurden die unterschiedlichen Klassifizierungen zu den vier Uebersichtsklassen Wasser, Wald, besiedelte Flaeche und freies Land zusammengefasst. Die Analyse der Nutzungsaenderungen ergibt in allen Faellen eine Abnahme der freien Landflaechen vor allem zugunsten der besiedelten Flaechen, in geringem Masse auch zugunsten der Wasserflaechen. Das groesste Ausmass des Verbrauchs an freiem Land hat offensichtlich in der Zeit zwischen 1975 und 1984 stattgefunden. Die besiedelte Flaeche ist von 14,2 Prozent der Gesamtflaeche im Jahr 1975 auf 25,8 Prozent im Jahr 1991 angewachsen; dies entspricht einer Zunahme um 81 Prozent.