In diesem Projekt, das im Rahmen der vom österreichischen Bundesministerium für Wissenschaft und Verkehr finanzierten Forschungsinitiative MISSION durchgeführt wurde, wurde der Informationsgehalt neuer, hoch auflösender Satellitendaten für ausgewählte Fragestellungen des Umweltmonitoring im alpinen Raum untersucht. In Kooperation mit der Nationalparkverwaltung Hohe Tauern wurden dabei vor allem alm- und forstwirtschaftliche Problemstellungen im Nationalpark bearbeitet.
Insbesondere wurde untersucht, inwieweit verschiedene Nutzungsintensitäten im Bereich der Wälder und der bewirtschafteten Almflächen erfaßt werden können. Daran anknüpfend wurde der Frage nachgegangen, inwieweit sich natürliche Sukzessionsstadien für die stetig ansteigende Anzahl aufgelassener Almen differenzieren lassen. Ferner sollte ein Konzept für ein auf Satellitendaten basierendes Monitoringsystem entworfen werden.
Der westliche Teil des Nationalparks Hohe Tauern
im Satellitenbild (naturnahe Farben).
Da während der Laufzeit des Projektes keine höchstauflösenden, multispektralen Satellitendaten aufgenommen werden konnten, wurde ein methodischer Ansatz erarbeitet, der zunächst von einer individuellen Verarbeitung multispektraler Daten und höher auflösender panchromatischer Daten ausgeht, die Vorteile beider Datensätze aber in einem späteren Arbeitsschritt miteinander kombiniert.
Zusatzinformationen aus dem Tauern-GIS der Nationalparkverwaltung und einem DGM wurden über ein wissensbasiertes Regelwerk mit in die Auswertung integriert. Der gewählte Ansatz erlaubte sowohl eine Klassifizierung des Waldes nach Hauptbaumarten und natürlichen Altersklassen als auch der Almflächen hinsichtlich ihrer Nutzung. Durch die Einbeziehung des Regelwerkes konnten darüber hinaus Nutzungsintensitäten ausgeschieden werden.
Die Ergebnisse der Untersuchung belegen das große Potential speziell auch zukünftiger hochauflösender Satellitendaten für umweltrelevante Fragestellungen im alpinen Umfeld.
Für die Untersuchung wurden vor allem IRS-1C- (LISS und Pan), SPOT-(XS und Pan) sowie Landsat TM Archivdaten herangezogen, die mittels eines digitalen Geländemodels des BEV bis zu einer räumlichen Auflösung von 5 m x 5 m orthorektifiziert wurden.
Zusätzlich wurden thematische Informationen aus dem Tauern GIS der Nationalparkverwaltung Salzburg übernommen und in die Untersuchung integriert. Durch mehrere Feldbegehungen unter fachkundiger Unterstützung der Nationalparkverwaltung konnten repräsentative Trainingsflächen für die Computerklassifizierung erhoben werden.
Die grundlegenden Methoden und Arbeitsschritte, die im Verlauf der Studie zur Anwendung kamen, umfassen im wesentlichen folgende Arbeitsschritte:
Aufgrund der extremen topographischen Bedingungen im Untersuchungsgebiet wurden die zuvor orthorektifizierten Satellitendaten einer Beleuchtungskorrektur unter Verwendung von Minneart'schen Korrekturfaktoren unterzogen, um reliefabhängige Beleuchtungs- und Reflexionsunterschiede zu minimieren. Da für die Untersuchung, anders als geplant, keine höchstauflösenden multispektralen Daten zur Verfügung standen, wurde ein methodischer Ansatz erarbeitet, der auf der getrennten Verarbeitung räumlich hochauflösender panchromatischer Daten (Texturanalyse) und spektral hochauflösender Daten (Maximum Likelihood Klassifizierung) fußt.
Über ein wissensbasiertes Regelwerk werden die individuellen Zwischenergebnisse zusammen mit weiteren räumlich verorteten Informationen in einem weiteren Arbeitsschritt verknüpft. Diese Vorgehensweise erlaubt es, die jeweiligen Vorteile eines jeden Datensatzes optimal zu nutzen, d.h. die höhere räumliche Auflösung panchromatischer Dateb für eine bessere Lokalisierung der Klassifizierungsergebnisse heranzuziehen und darüber hinaus zusätzliche Informationen in die Untersuchung zu integrieren.
Schematische Darstellung der Auswerteschritte.
Die Ergebnisse dieser Projektstudie zeigen, daß Satellitendaten immer weiter in Bereiche vorstoßen, die bisher nur kostspieligen Luftbildbefliegungen vorbehalten waren. Insbesondere konnten verschiedene natürliche Sukzessionsstadien im Bereich aufgelassener Almen unterschieden werden. Die Klassifizierung der Waldflächen ergab eine generelle Differenzierung nach Hauptbaumarten und natürlichen Altersklassen. Die Untersuchungen konnten darüber hinaus belegen, daß sich unterschiedliche Nutzungsintensitäten sowohl im Bereich der Almen als auch im Wald mit Satellitendaten grundsätzlich aufzeigen lassen.
Klassifizierung der bewaldeten Flächen nach Hauptbaumarten
und natürlichen Altersklassen (Mitte: Detail) sowie nach
Nutzungsintensität (rechts).
Klassifizierung der Almflächen.
Es konnte gezeigt werden, daß der gewählte methodische Ansatz zu einer deutlichen Verbesserung der Klassifizierungsergebnisse beiträgt. Durch die Einbeziehung weiterer GIS- und DGM- Informationen über ein wissensbasiertes Regelwerk konnte darüber hinaus eine grobe Einteilung nach Nutzungsintensitäten vorgenommen werden. Trotz der erzielten signifikanten Verbesserungen durch die Einbeziehung panchromatischer Daten, konnte allerdings die geringe räumliche Auflösung der Landsat TM Daten nicht vollständig kompensiert werden.
Für eine flächendeckende, konsistente Klassifizierung der gegebenen Fragestellungen sind daher höchstauflösende, multispektrale Satellitendaten, wie sie in kürze zur Verfügung stehen werden, erforderlich.
JANOTH,J. (1998): Umweltmonitoring im Alpinen Raum - Einsatzmöglichkeiten für
hochauflösende Satellitendaten. In: J.STROBL und F.DOLLINGER (1998),
Angewandte Geographische
Informationsverarbeitung. Beiträge zum AGIT-Symposium Salzburg 1998.
H. Wichmann Verlag, Heidelberg.
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