Ableitung und Analyse von großflächigen Informationen zur urbane Struktur mit Methoden der Fernerkundung

Kurzfassung

Jede Stadt besitzt ein einzigartiges Erscheinungsbild, welches durch die Einflüsse des Menschen geformt und geprägt wird. Das charakteristische Bild einer Stadt wird vor allem durch ihre physische Struktur repräsentiert und stellt deshalb eine relevante Grundlage zum Verständnis der Zusammenhänge und der Veränderungen im urbanen Raum dar. Zur städtischen Struktur werden konkrete physische Komponenten gezählt, wie beispielsweise Gebäude, Verkehrsflächen, Grünflächen, Freiflächen etc. Ein etabliertes Verfahren zur Ableitung dieser Elemente stellt die Fernerkundung dar. Die Beschreibung der physischen Struktur des Raumes erfolgt auf der Grundlage von aktuellen, flächendeckenden, hochaufgelösten, optischen Satellitenbilddaten, welche in Verbindung mit weiteren Geodaten eine Erfassung der Landbedeckung und der Bebauung ermöglichen. Dadurch können auch kleinräumige Elemente der urbanen Struktur erfasst werden. Die Informationen werden anhand eines objektbasierten Bildanalyseansatzes aus den Satellitenbildern abgeleitet, wobei dieser Prozess weitgehend automatisiert erfolgt. Darüber hinaus wird für die physische Charakterisierung des städtischen Raumes die vertikale Komponente aus einem digitalen Geländemodell (DOM) extrahiert und für die Bestimmung der Höhe der Gebäude eingesetzt. Aus der Landbedeckung werden physisch-stadträumliche Kontextmerkmale abgeleitet, welche die Analyse und einen quantitativen Vergleich der Stadtstruktur erlauben. Hierzu werden die physischen Komponenten der Städte anhand des Landschaftsstrukturmaßes "Dichte" quantitativ beschrieben. Konkret dient die Dichte zur Ableitung der physisch-stadträumlichen Merkmale (Versiegelungs-, Vegetations- und Gebäudedichte in 2D und 3D), welche auf der Grundlage von definierten räumlichen Bezugsebenen ermittelt werden und eine quantitative Beschreibung der städtischen Struktur ermöglichen. Zusätzlich erlauben die Merkmale anhand von neu entwickelten Ansätzen eine Einordnung der Städte in Gruppen, welche miteinander verglichen werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass der objektbasierte Bildanalyseansatz, unter der Verwendung von hochaufgelösten, optischen Fernerkundungsdaten, eine geeignete Methode zur Charakterisierung und Analyse von kleinräumigen urbanen Struktur darstellt. Die Resultate führen zusätzlich zu der Erkenntnis, dass die entwickelten Ansätze für die Stadtstrukturanalyse, welche die Gruppierung der Städte anhand ihrer Dichtewerte und die Ableitung gruppencharakteristischer Merkmale umfassen, ein geeignetes Konzept für einen quantitativen Vergleich der Städte darstellen.