WebGIS für Monitoring und Risikoanalyse von GVO, Koexistenzregelungen und Anbauplanung - GeneRisk, Umweltnatur and Umweltsozialwissenschaften - page 132

8.2.3 Nutzungskartierung anhand von Luft- und Satellitenbildern
Anlass
Die Auswertung und Klassifizierung von Satellitenbildern mit Hilfe von Methoden
der Fernerkundung ist ein weit verbreitetes Verfahren, um Landnutzungsinforma-
tionen großflächig abzuleiten. So haben Ehlers et al. ( 2003 ) auf Grundlage digitaler
hoch auflösender multispektraler Scannerdaten entlang von Unter- und Außenelbe
Biotoptypen kartiert und klassifiziert. Irrgang ( 1997 ) dokumentiert in seiner Dip-
lomarbeit, wie mit Hilfe von SPOT-Satellitenbildern (20 m Auflösung) eine multi-
temporale Flächennutzungsklassifikation erfolgen kann und geht dabei u. a. auch auf
die Detektion von Maisflächen ein. In seiner Dissertation klassifizierte Laue ( 2004 )
zur Detektion von Raps-Ackeranbauflächen Landsat-Satellitenszenen, um damit im
Rahmen des BMBF-Verbundvorhabens GenEERA eine räumliche Grundlage für
die Modellierung der potenziellen Ausbreitung von gentechnisch verändertem Raps
zu liefern (Breckling et al. 2011 ) . Das Verbundvorhaben GeneRisk baute auf diesen
Erfahrungen auf, um u. a. Ausgangsdaten für die Modellierung der potenziellen
Einkreuzung von GV-Mais in konventionelle Bestände zu liefern ( Kap. 5 ).
Hintergrund
Bei der Digitalen Bildauswertung handelt es sich um ein Computerverfahren, des-
sen Ziel es ist, Bildinhalte durch automatische Verfahren festzustellen. Ein Beispiel
hierfür ist die Klassifizierung von multispektralen Satellitenbildern (Albertz 2001 ,
S 160-161). In einer multispektralen Klassifizierung geht es prinzipiell darum, Pi-
xel gleicher oder ähnlicher Farbe in Klassen mit ähnlichen spektralen Eigenschaften
zusammenzufassen und diese in Form von thematischen Klassen auszuweisen. Die
unterschiedlichen Pixelwerte in Satellitenbildern kommen durch die unterschiedli-
chen Reflexionseigenschaften von Boden, Vegetation, Wasser usw. zustande (Bruns
et al. 2008 ) . Ähnliche Pixelfarben in einem Kanal entsprechen dabei in der Regel
gleichen Bodenreflexionsparametern. Die Gesamtheit aller Pixelwerte der zur Ver-
fügung stehenden Satellitenbildkanäle wird auf Homogenität und Gruppierbarkeit
hin untersucht, so dass als Resultat mehrere in sich möglichst homogene Klassen
entstehen. Jede dieser Klassen entspricht imOptimalfall einer bestimmten Bodenbe-
deckung. Je nach dem, ob in das Klassifikationsverfahren Referenzdaten einfließen,
ist zwischen einer „überwachten“ und einer „unüberwachten Klassifikation“ zu
unterscheiden (Albertz 2001 , S 160-170).
Bei der Klassifikation der Satellitendaten ist prinzipiell mit einigen Schwierigkei-
ten umzugehen. Insbesondere bei gering auflösenden Fernerkundungsdaten treten
Mischpixeleffekte auf: Die begrenzte Auflösung der Sensoren führt in Übergangsbe-
reichen, etwa am Rande von Städten oder an Uferzonen von Gewässern, dazu, dass
ein Aufnahmepixel mehrere Oberflächentypen repräsentiert, so dass eine eindeutige
Zuordnung von Bildpixeln zu einer Landbedeckungsklasse nicht möglich ist. Die
Klassifikation des Pixels erfolgt dann entsprechend der dominanten Landnutzung
(Bruns et al. 2008 ) .
Mit Hilfe der überwachten Klassifikation können durch das einfließende Wis-
sen des Experten meist bessere Ergebnisse erzielt werden als mit unüberwachten