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Large-Area Characterization of Urban Morphology: Mapping Built-Up Height and Density with the TanDEM-X Mission and Sentinel-2

Geiß, Christian und Leichtle, Tobias und Wurm, Michael und Aravena Pelizari, Patrick und Standfuß, Ines und Zhu, Xiao Xiang und So, Emily und Siedentop, Stefan und Esch, Thomas und Taubenböck, Hannes (2019) Large-Area Characterization of Urban Morphology: Mapping Built-Up Height and Density with the TanDEM-X Mission and Sentinel-2. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 12 (8), Seiten 2912-2927. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/JSTARS.2019.2917755. ISSN 1939-1404.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8745682

Kurzfassung

In this paper, we establish a novel multistep procedure for morphologic characterization of built environments in terms of built-up height and density. We rely on elevation measurements from the TanDEM-X mission (TDM) and multispectral Sentinel-2 imagery. These earth observation systems feature a notable tradeoff between a fairly high spatial resolution and largearea coverage and, thus, allow for spatially continuous analysis of built environments around the globe. To this purpose, we follow an automated workflow that foresees the distinction of “built-up” and “non-built-up” areas by relying on the so-called Global Urban Footprint processor. This information is deployed within a tailored filtering procedure for the TDM digital surface model data to extract elevation information for built-up areas. Subsequently, the intra-urban land cover is mapped under consideration of Sentinel2 imagery and serves as basis to compute built-up heights and densities. These two measures are finally combined for a morphologic characterization of the built environment on an ordinal scale of measurement. Empirical validation efforts are provided based on comparative analysis with respect to more than 3.2 million individual building geometries and affiliated height measurements from cadastral data sources. The datasets cover the settlement areas of the capital cities and other major cities in Germany, England, and the Netherlands. The experimental results underline the capability for a morphologic characterization of built environments with viable accuracies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134801/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Large-Area Characterization of Urban Morphology: Mapping Built-Up Height and Density with the TanDEM-X Mission and Sentinel-2
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Geiß, ChristianChristian.Geiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7961-8553NICHT SPEZIFIZIERT
Leichtle, Tobiastobias.leichtle (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0852-4437NICHT SPEZIFIZIERT
Wurm, Michaelmichael.wurm (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5967-1894NICHT SPEZIFIZIERT
Aravena Pelizari, PatrickPatrick.AravenaPelizari (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0984-4675NICHT SPEZIFIZIERT
Standfuß, InesInes.Standfuss (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, Xiao Xiangxiao.zhu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
So, EmilyUniversity of Cambridge, Cambridge, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siedentop, StefanILS DortmundNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Esch, ThomasThomas.Esch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5868-9045NICHT SPEZIFIZIERT
Taubenböck, HannesHannes.Taubenboeck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4360-9126NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2019
Erschienen in:IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.1109/JSTARS.2019.2917755
Seitenbereich:Seiten 2912-2927
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1939-1404
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Built-up density estimation, built-up height estimation, Sentinel-2, TanDEM-X, urban morphology.
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Fernerkundung u. Geoforschung, R - Sicherheitsrelevante Erdbeobachtung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Georisiken und zivile Sicherheit
Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Geiß, Christian
Hinterlegt am:19 Mai 2020 17:40
Letzte Änderung:31 Okt 2023 13:59

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