Abgeschlossene Dissertationen (seit 2003)

 

Tim Wai NG (2018)

Application of object based image analysis and very high resolution satellite imagery for delineation of prosopis invasion in selected areas in Somalia and Kenya

Betreuung: Clement Atzberger

 


 

Markus IMMITZER (2017)

Mapping Tree Species, Forest Calamities and Growing Stock using High Resolution Satellite Imagery – Possibilities and Limits

Eine nachhaltige Waldbewirtschaftung und steigende Monitoringanforderungen benötigen detaillierte, verlässliche und aktuelle Informationen über Wälder. In dieser Arbeit werden optische Fernerkundungsdaten aktueller Satellitenmissionen mit hoher spektraler (5 bis 10 Kanäle) und räumlicher Auflösung (0.5 bis 30 m) für die Baumartenklassifikation, die Kalamitätenerfassung und zur Holzvorratsschätzung verwendet. Die Trennung von 10 Baumarten auf Einzelkronenniveau mit WorldView-2 (WV2) Daten erzielt eine Gesamtgenauigkeit von 82%. Die Klassifikation von automatisch generierten Segmenten, welche Baumkollektive repräsentieren, erzielen mit 88 bis 97% deutlich höhere Genauigkeiten. Der Vergleich dreier Satellitensensoren zeigt, dass neben der spektralen auch die räumliche Auflösung einen Einfluss auf die Genauigkeit hat. Die Klassifikation von 7 Baumarten erzielt mit WV2 74%, mit Sentinel-2 68% und mit Landsat-8 50% Gesamtgenauigkeit. Für eine großflächige Fichten- und Kiefernkartierung werden WV2 Ergebnisse als Referenz und Metriken aus Landsat-Zeitreihen-Daten als erklärende Variablen kombiniert. Die unabhängige Validierung der bayernweiten Anteilskarten zeigt einen Fehler von 12.1% für Kiefer und 14.2% für Fichte. Die Erfassung von Kalamitäten wird in zwei Fallstudien untersucht. Mit WV2 Daten werden die drei Klassen "gesund", "Borkenkäfer befallen aber noch grün" und "tot" auf Einzelkronenniveau mit Genauigkeiten von mehr als 70% unterschieden. Die Erfassung von Windwürfen erfolgt anhand einer Veränderungserkennung basierend auf RapidEye-Daten, die vor und kurz nach dem Ereignis aufgenommen wurden, mit einer Genauigkeit von 90%. Vegetationshöhenmodelle basierend auf WV2 Stereodaten werden für die Erstellung von Holzvorratskarten mit Inventurergebnissen kombiniert. Das beste Regressionsmodell erzielt einen Fehler von 29.5%. Die unterschiedlichen Studien unterstreichen das hohe Potential aktueller Erdbeobachtungsmissionen für die Ableitung forstlicher Parameter.

Betreuung: Clement Atzberger

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=en&ansicht_in=&menue_id_in=206&hochschulschrift_id_in=11513

 


 

Josef Pennerstorfer  (2017)

Modellierung der Phänologie des Buchdruckers (Ips typographus) unter Verwendung von GIS und Fernerkundung als wesentliche Komponente einer Borkenkäferprädisposition im Rahmen einer umfassenden Risikoanalyse

Der Buchdrucker (Ips typographus) ist in Mitteleuropa das bedeutendste Forstschutzproblem, da Massenauftreten zum großräumigen Absterben von Fichtenbeständen führen können. Dazu kam es nach Witterungsextremen und Windwurfereignissen in den vergangenen Jahren vermehrt. Die Notwendigkeit von Risikoabschätzsystemen als Entscheidungshilfe für Waldmanagementstrategien wird noch deutlicher in Anbetracht prognostizierter Temperaturanstiege. Ziel der Arbeit war es, Modelle weiterzuentwickeln, um die räumliche und zeitliche Variabilität von Phänologie und Vermehrungspotential des Buchdruckers zu prognostizieren. Zentral dabei war die Entwicklung von Globalstrahlungsmodellen (SOLMOD), welche für die Einschätzung der entwicklungsrelevanten Kambialtemperaturen erforderlich sind. Die Modellierung der Borkenkäferentwicklung erfolgte mittels PHENIPS, die Interpolation der Temperatur und Globalstrahlung mittels DAYMET und RECLIP:MORE. Die informationstechnische Aufgabenstellung bestand in der Integration in Geoinformationssysteme. Lokale Modelle (50mx50m) wurden mit Daten von lokalen Klimastationen für das Wildnisgebiet Dürrenstein und regionale Modelle (250mx250m) mit Daten der ZAMG v.a. für eine großräumige Online-Darstellung für den zentralen alpinen Bereich Österreichs entwickelt. Die Validierung erfolgte durch Beobachtungen an Fangbäumen und Daten eines Monitoringprogramms. Die lokalen Modelle ermöglichten eine exakte Prognose der einzelnen Entwicklungsabschnitte, während bei den regionalen Modellen die Gesamtentwicklung durch die akkumulierten Abweichungen zu kurz eingeschätzt wurde. Die Validierung von SOLMOD hinsichtlich Borkenkäferentwicklung zeigte nur geringe Abweichungen. Die Integration von Entwicklungsmodellen in die Prädispositionsmodellierung ermöglicht einerseits, retrospektiv Entwicklungen zu betrachten und Ursachenkomplexe von Borkenkäferkalamitäten besser zu verstehen, andererseits das Gesamtrisiko räumlich differenziert darzustellen.

Betreuung: Werner Schneider

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&ansicht_in=&menue_id_in=107&hochschulschrift_id_in=17388

 


 

Javier Esteban Portillo (2016)

Assimilation of Leaf Area Index into the crop growth models GRAMI and SAFY to monitor maize crop: a case of study in the Marchfeld region

Simple crop growth models (CGM) integrated with Leaf Area Index (LAI) retrieved from earth observation (EO) data allow monitoring crop growth at regional and plot scales. The global research objective of this study was to develop a method based on the GRAMI and SAFY crop growth models to estimate maize yield in the Marchfeld region, characterized by a restricted availability of input data. Maize yield data were collected for the seasons 2013 and 2014. The LAI was estimated by the CLAIR model from Landsat and DEIMOS data with a NRMSE of 12%. The Look up Table (LUT) and Particle Swarm optimization (PSO) methods were tested at plot and pixel scale. Ensemble Kalman Filter (EnKF) and Particle Filter (PF) were implemented at pixel scale. SAFY calibrated at plot scale by PSO achieved a better performance compared to GRAMI with an estimation error at plot scale (EEP) of 12.5% and at regional scale (EER) of 0.2%. The calibration techniques performed well in forecasting maize yield one to two months before harvesting with an EER of 3% and 7.1% respectively. The yield estimation accuracy was increased by using pixel data. The EEP was reduced to 8.3% using SAFY calibrated at pixel scale for a reduced number of free parameters. The updating at pixel scale showed a good performance. The EEP using EnKF was 9.7% and the EER 2.3%. Moreover, the time of processing was reduced by 17 times compared to the PSO calibration at plot scale. PF showed in average for both crop seasons better accuracy than EnKF. Additionally, the low computational demand of PF makes the updating of SAFY at pixel scale possible even for larger regions.

Betreuung: Clement Atzberger, Francesco Vuolo, Josef Eitzinger

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=10231



 

Bruno SCHULTZ (2016)

Land use and land cover classification in Brazil

Betreuung: Clement Atzberger


 

Sayeh Kassaw AGEGNEHU (2015)

Urban Expansion and Peri-urban Land Tenure Security in Ethiopia Cases of Bahir Dar and Debre Markos.

In dieser Studie wurden drei in Wechselbeziehung stehende Themenbereiche für peri-urbane Gebiete analysiert: Die Erfassung der städtischen Ausweitung und die damit verbundene Sicherheit an Grundbesitz, die Praktiken der Enteignung und von Kompensationszahlungen im Fall von Landnahmen für öffentliche Zwecke, und schließlich die peri-urbanen Besitzkonflikte und deren Lösungssysteme. Die Fallstudien dafür wurden in Bahir Dar und Debre Markos, zwei in der äthiopischen Region Amhara liegende Städte, durchgeführt. Der Hauptzweck dieser Untersuchungen ist die Situation über die Sicherheit an Grundbesitz in diesen stadtnahen Regionen zu erfassen und Strategieempfehlung zur Absicherung dieser auszuarbeiten. Aufgrund der multidisziplinären Ausprägung wurde für die Erfassung der städtischen Ausweitung und der Besitzsicherheit ein Bündel an qualitativen und quantitativen Methoden eingesetzt. LANDSAT-Bildern (Zeitreihen) dokumentieren, dass sich sowohl große als auch mittlere Städte sehr vergrößern. So war in Bahir Dar im letzten Jahrzehnt die Ausweitungsrate am höchsten. Während sich die Städte sehr schnell ausdehnen, stagniert gleichzeitig der Formalisierungs- und Zertifizierungsprozess von Landrechten in den peri-urbanen Regionen. Haushalte mit Zertifikaten fühlen sich naturgemäß sicherer als jene ohne Zertifikate. Zusätzlich zu den unsicheren Besitzverhältnissen zeigt sich bei den nicht zertifizierten Haushalten auch eine stark reduzierte Motivation landbezogene Investitionen vorzunehmen. Interviews mit Haushalten und mit Landadministrations-Experten haben aufgezeigt, dass in stadtnahen Bereichen die derzeitigen Kompensationszahlungen bei Exekutionen nicht angemessen sind. Angebrachte Kompensationszahlungen könnten die Bauern dazu motivieren, in andere landbezogene Aktivitäten zu investieren. Eine verstärkte Unterstützung und eine Beratung der Landwirte im Hinblick auf alternative Existenzmöglichkeiten wären von größter Bedeutung. Die Studie hat auch das Ausmaß der stadt-bedingten Besitzkonflikte erfasst. Die Ergebnisse zeigten im stadtnahen Raum ein erhöhtes Auftreten von Konflikten. In beiden Regionen hat sich die Mediation als das bestmögliche Verfahren für die Beseitigung der Konflikte erwiesen.

Betreuung: Fuchs Helmut , Mansberger Reinfried , Seher Walter

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=10351


 

Menale Wondie MULU (2015)

Spatial and temporal analysis of management impacts on ecosystem services – scenario modeling in a highland watershed of northwest Ethiopia.

Ziel der Studie war es, Ökosystemleistungen im Hochland von Äthiopien zu erfassen und Entwicklungsoptionen für zu erarbeiten, die zur Verbesserung der Lebensbedingungen von Bauern beitragen. Ein entsprechendes Instrumentarium wurde für ein ca. 1000 ha großes Einzugsgebiet exemplarisch angewendet. Mittels Recherchen, Interviews, Gruppendiskussionen, Geländeerhebungen und informellen Treffen mit Nutzungsberechtigten und Interessensgruppen wurde in einem partizipativen Prozess eine Bestandsaufnahme der Ökosystemleistungen durchgeführt. Die Entwicklung der Landschaft von 1957 bis 2013 wurde mit Luftbildern und Satellitenbildern analysiert. Die Dynamik von Landnutzungsänderungen und ihre Auswirkungen auf Ökosystemleistungen wurde unter Zuhilfenahme der DPSIR (Drivers-Pressures-States-Impacts-Responses)-Struktur modelliert.
Bereitstellende (subsistence), kulturelle/religiöse (cultural or religious), und umweltbezogene regulierende (environmental) Dienstleistungen waren die wichtigsten in Tara Gedam vorgefundenen Ökosystemleistungen. Im Zeitraum von 56 Jahren hat der Anteil an Ackerland vor allem auf Kosten von Wald zugenommen. Mit Feldversuchen konnte gezeigt werden dass der Getreideertrag pro Flächeneinheit durch geänderte Bewirtschaftung verdoppelt bis verdreifacht werden könnte.
Dadurch könnten Flächen für Brachen, Wiederbewaldung und Erosionsschutzeinrichtungen frei gestellt werden. Die Szenarien "Business as Usual" (BAU), "Transition Agriculture" (TAG), "Intensive Agriculture" (INA) und "Optimized Ecosystem Services" (OPE) wurden als Entwicklungsoptionen definiert. TAG könnte zur raschen Krisenbewältigung einer Gemeinschaft mit geringer wirtschaftlicher Leistungsfähigkeit gewählt werden. INA betont die Nahrungsmittelsicherheit, während OPE Nahrungsmittelsicherheit und Umweltschutz gleichzeitig beachtet und eine mögliche Synergie zwischen Umweltschutz und landwirtschaftlicher Entwicklung herstellt.

Betreuung: Katzensteiner Klaus, Schneider Werner, Mansberger, Reinfried 

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=107&id_in=&hochschulschrift_id_in=10236


 

Gebeyehu Belay SHIBESHI (2014)

Cadastral procedure and spatial framework for the development of an efficient land administration system for the rural lands of anrs (amhara national regional state) of Ethiopia.

In Äthiopien wird derzeit ein Landadministrations-System in zwei Entwicklungsstufen implementiert. In einem ersten Schritt des Zertifizierungsprogramms wurde die rechtliche Beziehung zwischen Grundstücken und Besitzern registriert. Der zweite Schritt – die Kartierung von Parzellen – wird in nächster Zukunft gestartet werden. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist die Entwicklung von geeigneten Methoden für die zweite Stufe des Zertifizierungsprogramms in Amhara, einer Verwaltungsregion in Äthiopien. Dies erfordert auch eine Prüfung der derzeitigen Situation. In der Arbeit wurden auch Werkzeuge entwickelt, welche die institutionelle Umsetzung, die Aufbereitung der rechtlichen Grundlagen für Kataster und Grundbuch, die die Verdichtung des Festpunktfeldes und die für die Kartierung geeigneten Vermessungsmethoden umfassen. Das Kernmodell eines rechtlichen Katasters wurde zur Beschreibung der formalen und informalen Gegebenheiten in einem Landadministrationssystem verwendet. Dieses Modell wurde für die spezifische Situation in der Amhara-Region adaptiert. Dabei konnten viele Gemeinsamkeiten zwischen formalem und informalem System festgestellt werden. In Äthiopien sind im Rahmen des fünfjährigen Wachstums- und Umsetzungsplans großmaßstäbige Kataster-Projekte vorgesehen. Da die landesweiten rechtlichen Grundlagen für Kataster und Grundbuch keine Umsetzungsrichtlinien für Kataster-Projekte beinhalten, wurde ein Werkzeug entwickelt, welches für die Entwicklung von Umsetzungsrichtlinien zur Implementierung von Katasterprojekten in ländlichen Regionen dienen kann. Kosten-effiziente Fernerkundungsmethoden und terrestrische Vermessungsverfahren wurden auf ihre Eignung zur Produktion von Katastralmappen von unterschiedlichen Besitzverhältnissen untersucht. Diese sollen die Anforderungen der Nutzer erfüllen und an das nationale Koordinatensystem gekoppelt sein. Die Studie zeigt auf, das Vertrauen, Zuverlässigkeit und Nachvollziehbarkeit für ein Katastersystem wichtiger sind als die geometrische Genauigkeit sind. The Studie behandelt vorrangig die Entwicklung von Methoden für die Amhara Region. Aber die Ergebnisse und Erkenntnisse dieser Studie können zum Großteil auch für die Entwicklung von Landadministrationen in anderen Regionen Äthiopiens und auch in anderen Staaten des Südens verwendet werden.

Betreuung: Fuchs Helmut, Mansberger Reinfried

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=10348


 

Abdou Karim OUEDRAOGO (2005)

Sorghum and millet crop production forecasting in the Province of Namentenga (Burkina Faso) by using remote sensing and crop modelling

Zusammenfassung: Verlässliche quantitative Angaben über die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel im lokalen Maßstab sind für die Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung wichtig. Das gilt insbesondere auch für afrikanische Entwicklungsländer, wo die Nahrungsmittelversorgung von vielen Faktoren kritisch abhängt, insbesondere auch von naturräumlichen Bedingungen wie Boden und Klima.
Die vorliegende Arbeit wurde in der Provinz Namentenga im Norden Burkina Fasos in Westafrika ausgeführt. Es wird eine Methode für die Vorhersage des Ertrages und für die Abschätzung der Produktion von Hirse und Sorghum auf Provinzebene entwickelt. Die Methode beruht auf einer Kombination von Ertragsmodellierung und Fernerkundung.
Es wurden die Pflanzenwachstumsmodelle CERES-Millet und CERES-Sorghum verwendet. Beide Modelle wurden mit Daten parametrisiert und bewertet, die im Jahr 2001 von DGPSA erhoben wurden (Ertragsdaten) und im Jahr 2003 im Gelände auf 20 Stichprobenfeldern erfasst wurden (Pflanzenparameter). Für die Vorhersage auf Provinzebene werden der Ertrag mit den Modellen simuliert und die Anbaufläche mit Hilfe der Fernerkundung ermittelt.
Dazu werden ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) Multispektralbilder durch überwachte Klassfikation ausgewertet. Zusätzlich wird die Beziehung zwischen der zeitlichen Entwicklung des NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) aus dem MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) NDVI-Datenprodukt und Pflanzenparametern (Trockenmasseertrag, trockene Biomasse und Blattflächenindex) mit dem Ziel der quantitativen Bestimmung des Ertrages durch Fernerkundung untersucht.
Die Resultate dieser Untersuchung zeigen, dass der simulierte Ertrag eine hohe Korrelation mit dem gemessenen Ertrag aufweist. Im Fall von Überschwemmungen und Unkrautbefall, die in den CERES-Millet und CERES-Sorghum- Modellen unter DSSAT v3.5. nicht erfasst werden, sind Modifikationen notwendig. Es konnte gezeigt werden, dass trotz der Komplexität der Farmsysteme und der Anbaustrukturen ASTER Multispektralbilder für eine verlässliche Abschätzung der Anbauflächen geeignet sind. Damit ergibt sich eine deutliche Verbesserung gegenüber der traditionellen Methode der Abschätzung der pflanzlichen Produktion auf der Basis von statistischen Daten aus der Volkszählung.

Betreuung: Werner Schneider

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=4817


 

Abebe Haile SOLOMON. (2005)

Bridging the land rights demarcation gap in Ethiopia - usefulness of high resolution satellite image (HRSI) data

In Äthiopien ist Grund und Boden mit zahlreichen Problemen behaftet, wie z.B. Unsicherheit der Eigentumsrechte, Degradierung, Fragmentierung. Es gibt allen Grund anzunehmen, dass diese Probleme weiterhin andauern und damit die Landwirtschaft und die Verringerung der Armut behindern: Die Bevölkerung wächst in einem alarmierenden Grad; Staatseigentum von Land und die bestehende Praxis der Zuteilung von Landnutzungsrechten schrecken die Landbevölkerung von der Durchführung nachhaltiger Schutzmaßnahmen ab. Ebenso waren Unterstützungssysteme und Werkzeuge für den Bodenschutz, wie eine effektive Landadministration, lange Zeit unproduktiv oder wurden überhaupt vernachlässigt.
In letzter Zeit sind die Verfassung eines rechtlichen Rahmenwerkes und die Errichtung von Landadministrations-Behörden Zeugen einer angehenden Veränderung. Die Landadministrations-Behörden treffen Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit von Landbesitz. Trotz dieser Maßnahmen ist das Land aber aufgrund unentschlossener und unkoordinierter Politik noch weiterhin mit denselben, alten Herausforderungen konfrontiert.
In Äthiopien loten derzeitige Initiativen zum Aufbau eines Landadministrationssystems verschiedene Möglichkeiten der Erfassung des räumlichen Bezugs von Eigentumsrechten aus. In dieser Arbeit wird die Verwendbarkeit von hochauflösenden Satellitenbildern (HRSI) zur geometrischen Abgrenzung von Eigentumsrechten analysiert. Diese Untersuchung wird auch durch eine Fallstudie im Bezirk Dera (Amhararegion) unterstützt, mit dem Ergebnis, dass sich hochauflösende Satellitenbilder aufgrund ungünstiger Bodenbedingungen im Untersuchungsgebiet (keine oder nur schwach erkennbare physische Evidenz von Grundstücksgrenzen in der Natur) nur bedingt für die Abgrenzung von Eigentumsrechten eignen. Diese Erkenntnis gilt auch für Landesteile mit ähnlichen Feldbedingungen. Abschließend zeigt die Forschungsarbeit einen Weg auf, welcher - gemeinsam mit anderen den Landsektor betreffenden Investitionsempfehlungen - als Mittel zur Erfassung von Landinformation und zur Reformierung von Landrechten gesehen werden kann

Betreuung: Werner Schneider, Reinfried Mansberger

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=5096


 

Ali FARZANEH (2005)

Land cover mapping employing fusion of remotely sensed high-spatial-resolution pan and medium-spatial-resolution multispectral images in the region of Sari (Iran)

Die Kartierung der Landbedeckung auf der Basis von Satellitenbildern ist eine erfolgversprechende Technik sowohl für Erstkartierungen als auch für die Kartennachführung und das Monitoring.
In dieser Arbeit wurde eine Methode für die Verschmelzung von Bildern des indischen Erdbeobachtungssatelliten IRS-1C/D und des US-amerikanischen Erdbeobachtungssatelliten Landsat-TM entwickelt, um die Vorteile beider Sensoren bei der Herstellung einer Landbedeckungskarte auszunützen. Die Methode wurde am Beispiel eines Untersuchungsgebietes in der Sari-Region im Iran entwickelt, in einer Region, in der vor allem industriell genutzte Wälder sowie ein fragiles, mediterranes Öko-System vorkommen, wobei auch sozioökonomischer Druck auf die Landschaft gegeben ist.

Betreuung: Werner Schneider, Helmut Fuchs

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=4569


 

Kurt FRIEDL (2004)

Computergestützte Modellierung von Sedimenttransport in alpinen Einzugsgebieten unter Anwendung Geografischer Informationssysteme

Ziel der Untersuchung ist die Prüfung der Frage, ob die derzeitigen physikalischen Modelle zur Ermittlung von Fließgeschwindigkeiten und sohlgebundenem Feststofftransport in Wildbächen in Verbindung mit einem 1D mathematisch-numerischen Modell geeignet sind, Abflusshöhen und Feststofftransport zu ermitteln. Zur Beschreibung eines Wildbaches wird ein Gerinnenmodell hergestellt, welches in seiner Genauigkeit der terrestrischen Vermessung entspricht. Dieses Modell bildet die Basis für die eindimensionale Ausbreitung einer kinematisch beschriebenen Hochwasserwelle, die sohlgebundenen Feststofftransport in einem abstrahierten Rechteck- oder Parabelgerinne induziert. Eine Anwendung des Modells in drei Beispieleinzugsgebieten zeigt einerseits vergleichbare Ergebnisse mit anderen numerischen Modellen. Andererseits wird die starke Variation der Modellantworten bei ähnlichen, d.h. gering variierenden Eingangsgrößen durch die Sensitivität des Gesamtmodells bezüglich dieser Größen aufgezeigt. Dieses Verhalten zeigen auch reale Wildbäche

Betreuung: Helmut Fuchs

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=4732


 

Tatjana KOUKAL (2004)

Nonparametric assessment of forest attributes by combination of field data of the Austrian forest inventory and remote sensing data

In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode präsentiert, welche die flächenhafte Kartierung von Waldparametern und die Gewinnung regionaler statistischer Information durch die Kombination von terrestrischen Stichprobendaten und Satellitenbildern ermöglicht. Stichprobendaten der Österreichischen Waldinventur (ÖWI) sowie Landsat-TM- Daten bilden die Datengrundlage. Die Methode beruht auf dem k-nearest-neighbour-Verfahren, einem nichtparametrischen Klassifikationsverfahren. Für jedes Bildelement (Pixel) werden basierend auf spektralen Ähnlichkeiten jene Waldparameter geschätzt, die im Rahmen der ÖWI erhoben werden. Zusätzlich zur Spektralinformation können auch räumliche Informationen berücksichtigt werden.
Die Österreichische Waldinventur basiert auf einem terrestrischen Stichprobenverfahren. Die Genauigkeit der Aussagen über den Wald für ein gegebenes Gebiet hängt von der Anzahl an Probeflächen innerhalb dieses Gebiets ab. In Gebieten, die nur eine geringe Anzahl an Probeflächen enthalten, können Informationen über den Wald nicht mit ausreichender Genauigkeit gewonnen werden. Dadurch ist die Einsetzbarkeit der gewonnenen Ergebnisse etwa für regionale Planungs- und Monitoringaufgaben stark beeinträchtigt.
Der Vorteil des präsentierten Ansatzes besteht darin, dass alle Probeflächen, die von einem Landsat-Bild abgedeckt werden, für die Auswertung eines gegebenen Gebiets herangezogen werden können. Dadurch wird die Verlässlichkeit der Ergebnisse insbesondere für kleine Gebiete erhöht. Zusätzlich werden Waldinformationen in Form von Karten gewonnen, die einerseits der Visualisierung dienen und andererseits in GIS-Analysen eingesetzt werden können.
Die Eignung des Verfahrens wird in zwei Testgebieten (Niederösterreich, Tirol) demonstriert. Es wird untersucht, welche der terrestrisch erhobenen Waldmerkmale (z.B. Waldfläche, Bestandestypen, Baumartenverteilung, Volumen, Wuchsklassenverteilung) mit welcher Zuverlässigkeit aus Satellitenbilddaten abgeleitet werden können

Betreuung: Werner Schneider

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=206&id_in=&hochschulschrift_id_in=4585

Download Dissertation: Nonparametric Assessment of Forest Attributes by Combination of Field Data of the Austrian Forest Inventory and Remote Sensing Data


 

Joachim STEINWENDNER (2003)

Graphen-basierte Subpixelsegmentierung von optischen Satellitenbilddaten

Die automatische Interpretation von Satellitenbilddaten gewinnt in Zeiten von Terabytes an Bilddaten und immer komplexeren Fernerkundungsaufgaben mehr und mehr an Bedeutung. Diese Arbeit bedient sich dreier Wissenschaftsbereiche - Fernerkundung, Bildverstehen und Graphentheorie - zur Lösung von typischen Problemen der automatischen Klassifikation von Satellitenbilddaten. Konventionelle pixelbasierte Klassifikationsverfahren zeigen Schwächen in Fällen von Mischpixeln. Ein neu entwickeltes Optimierungsverfahren für die räumliche Subpixelanalyse verringert signifikant das Mischpixel-Problem. Ein weiteres Problem pixelbasierter Methoden ist, dass für die Klassifikation von Objekten nicht nur spektrale Signaturen, sondern auch die Objektform ein wesentliches Bestimmungsmerkmal ist. Dafür wurde ein Bildsegmentierungsverfahren zur Objektextraktion unter Ausnutzung der Subpixelresultate entwickelt. Eine wichtige Information zur Objektklassifikation sind die Nachbarschaftsbeziehungen, die hervorragend durch Graphen abgebildet werden können. Die entwickelte Bildsegmentierung basiert daher auf graphentheoretischen Methoden zur Bestimmung der Topologie der Objekte.

Betreuung: Werner Schneider