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Anwendungsmöglichkeiten von Sentinel-Daten für ein Monitoring im Umwelt- und Naturschutz in Wien

Projektleitung
Immitzer Markus, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.07.2020-30.06.2023
Programm:
Austrian Space Applications Programme (ASAP) - Kooperative F&E-Projekte - Industrielle Forschung
Art der Forschung
Angewandte Forschung
Projektpartner
Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW) , Seckendorff-Gudent Weg 8, 1131 Wien, Österreich.
Funktion des Projektpartners: Partner
georaum GmbH, Wohlfahrtsschalg 1, 3283 St. Anton/ Jessnitz, Österreich.
Funktion des Projektpartners: Partner
Magistrat der Stadt Wien, Abteilung für Stadtvermessung - MA 41, Muthgasse 62, 1190 Wien, Österreich.
Funktion des Projektpartners: Partner
Magistrat der Stadt Wien, Wiener Umweltschutzabteilung - MA 22, Dresdnerstraße 45, 1200 Wien, Österreich.
Funktion des Projektpartners: Partner
Mitarbeiter/innen
Maxwald Melanie, Projektmitarbeiter/in
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Geomatik
Gefördert durch
FFG - Forschungsförderungsgesellschaft, Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Auf Grundlage des Wiener Naturschutzgesetzes wurde Ende der 1980er-Jahre im Auftrag der Wiener Umweltschutzabteilung - MA 22 eine detaillierte Biotopkartierung durchgeführt. Dabei wurden etwa 40 % der Fläche Wiens erfasst, allerdings nur 2 % des dicht bebauten Stadtgebietes. Diese Kartierung bildet immer noch die Grundlage der derzeit „aktuellen“ Biotoptypenkartierung (2005-2011) und des flächendeckenden Grünraum-Monitorings (2005). Eine Aktualisierung dieser Erhebungen ist für die Erfüllung der wechselnden Anforderungen an den städtisch dominierten Naturschutz und der gesetzlichen nationalen und internationalen Monitoring- und Berichtspflichten nötig.
Wien hat seit den 1970er-Jahren eine umfangreiche Datensammlung aufgebaut, und setzt aktuellste Verfahren zur Gewinnung von Geobasisdaten wie jährliche Bildflüge und regelmäßige Laserscanning-Befliegungen ein. Aktuell in Bearbeitung bzw. Vorbereitung sind Mobile Mapping Aufnahmen, Schrägluftbildbefliegungen und eine Befliegung mit einem Single-Photon-LiDAR-System. Durch die Vielfalt an vorhandenen räumlich hochauflösenden Daten sowie Limitierungen in der räumlichen und zeitlichen Auflösung von Satellitendaten war es für die Stadt Wien bisher nicht von Interesse, Satellitenbilder einzusetzen.
Im Rahmen von Copernicus stehen jedoch erstmals Satellitendaten zur Verfügung, die auf Grund ihrer hohen zeitlichen Auflösung und der großen Anzahl an Spektralkanälen, ein beachtliches Potential für das Monitoring von Grünräumen und Biotoptypen aufweisen. Die Sentinel-1 Mission bietet erstmalig eine Kombination zwischen einer hohen räumlichen Auflösung im Interferometric Wide Swath Aufnahmemodus (IW) und einer hohen zeitlichen Abdeckung von bis zu vier Aufnahmen alle 12 Tage in Kreuz-Polarisation im C-Band. Die Sentinel-2 Satelliten liefern alle 5 Tage Multispektraldaten in 10 Kanälen mit räumlichen Auflösungen von 10 bzw. 20 m.
Im Rahmen des Projektes SeMoNa22 werden für Testgebiete verteilt über das Wiener Stadtgebiet (2015-2020) mehrere Indikatoren abgeleitet und für eine objekt-orientierte Biotoptypenkartierung sowie Charakterisierung des Grünraums verwendet:
• Sentinel-1-Daten (→ Zeitserien über die jährliche Veränderung der Rückstreueigenschaften der Vegetation, Phenologie),
• Sentinel-2-Daten (→ multispektrale Zeitserien über Parameter zur Biotopklassifizierung / Vegetationsindizes),
• hochaufgelöste Erdbeobachtungsdaten (Airborne Laser Scanning (ALS) , Image Matching, Orthophoto → Abgrenzung von Biotoptypen mittels 3D Segmentierung).
Die übergeordnete Zielsetzung in diese Machbarkeitsstudie ist, effiziente und effektive Wege zu erforschen, ob, wie und inwieweit die erarbeiteten Daten Grundlage und integrativer Teil des städtischen Naturschutz-Monitorings sein können. Dafür werden Kombinationen von verschiedenen Erdbeobachtungsdaten (flugzeug- und satelliten-getragene bzw. terrestrische Sensoren) und vorhandenen Sachinformationen und Felderhebungsdaten (Artenkartierungen, Bodenparameter, Meteorologie), mittels pixel- und segmentorientierten Methoden der Fernerkundung bzw. Bildverarbeitung untersucht.

Schlagworte
Botanik; Naturschutz; Fernerkundung; Photogrammetrie;
Biotopkartierung; Fernerkundung; Natura 2000; Naturschutz;
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