Forschung der Landschaftsvielf\u00e4ltigkeit mit Fernerkundungstechnologie<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
1. Einf\u00fchrung<\/strong><\/span><\/p>\n \u00a0<\/p>\n In den ersten vier Monaten (01.10.2012-15.02.2013) meines DBU-MOE Stipendiums hatte ich zwei Ziele: an meinem eigenem Forschungsthema zu arbeiten und auch in die Projekte meines Gastgeber-Institutes einbezogen zu werden.<\/p>\n Als Ingenieur f\u00fcr Landschaftplanung bin ich Gastwissenschaftler an der Professur f\u00fcr Landschaftsplanung und Landschaftsgestaltung an der Universit\u00e4t Rostock. Mein Betreuer ist Prof. Dr. Ing. Holger Behm. Hier, unter seiner Anleitung, erforsche ich die Landschaftvielfalt mit Fernerkundungstechnologien, und arbeite an Projekten, die in der Mecklenburg-Vorpommerschen Landschaft sehr wichtig sind: die K\u00fcstendynamik an der Ostsee und die Gr\u00fcnfl\u00e4chenumwandlung in Rostock und im Ballungsraum Rostock.<\/p>\n In diesem Semester habe ich auch Vorlesungen \u00fcber die Fernerkundungswissenschaften f\u00fcr Landschaftsmodellierungen f\u00fcr M.Sc. Studenten im Zuge des Wahlpflichtmoduls “Landschaftsforschung und Umweltplanung” gehalten. Dar\u00fcber hinaus habe ich ein innovatives Konzept f\u00fcr den Europ\u00e4ischen Wettbewerb Farming by Satellite entwickelt.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n 2. Eigenes Forschungstema: Erforschung der Landschaftsdiversit\u00e4t mit Fernerkundungstechnologien<\/span><\/strong><\/p>\n 2.1. Ziele<\/span><\/em><\/strong> Die Landschaftsdiversit\u00e4t ist ein globaler abgenommener Wert, der erhalten und kultiviert werden soll. Die Methode und die Werkzeuge fehlen, die die Landschaftsdiversit\u00e4t operativ messen k\u00f6nnten. Meine Forschung zielt auf die Definierung einer Methode und die Entwicklung eines Werkzeuges, mit der die Landschaftsdiversit\u00e4t analysiert wird, und mit der Karten der Landschaftsdiversit\u00e4t im globalen, im regionalen und im lokalen Ma\u00dfstab konstruiert werden. 2.2. Methode<\/strong><\/em><\/span><\/p>\n 2.2.1. Ma\u00dfst\u00e4be<\/strong> 2.2.2. ILD, TLD<\/strong> ILD: Inter-scale Landscape Diversity:<\/em> ILD zeigt die \u00e4hnlichkeit der kleineren Teile einer Region zu der gesamten dazugeh\u00f6rigen Ma\u00dfstabsregion bis das Ma\u00df der Teile das Ma\u00df der h\u00f6her aufl\u00f6senden Teile erreicht. Die Ma\u00dfst\u00e4be der Teile sind die Sub-Ma\u00dfst\u00e4be (SS: sub-scales). ILD beschreibt die Anzahl und das Ma\u00df der nicht vergleichbaren Teile eines Sub-Ma\u00dfstabs. Die Sub-Ma\u00dfst\u00e4be der Teile sind beschrieben mit denselben Input-Daten der gesamten Region, deswegen sind sie \u0084Sub\u0093-Ma\u00dfst\u00e4be.<\/p>\n Die Summe der verschiedenen Ma\u00dfst\u00e4be der ILDs bildet den TLD (Through-s cale Landscape Diversity). W\u00e4hrend meiner Forschung benutze ich sieben Sub-Ma\u00dfst\u00e4be in jedem Ma\u00dfstab.<\/p>\n 2.2.3. Programm<\/strong> Die Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen wurden mit unterschiedlicher Genauigkeit definiert. Der d-Koeffizient (d-coefficient) beschreibt wie exakt wir die \u00c4hnlichkeit messen. Dieser Koeffizient ist ein Multiplikator der Streuung des erwarteten Wertes der n\u00e4chstgr\u00f6\u00dferen Region. W\u00e4hrend der Testmessungen habe ich den d-coefficent von 0,1 bis 5 ge\u00e4ndert (0,1 d-coefficient beschreibt eine sehr exakte Analyse (erwartungsgem\u00e4\u00df alle Teile sehr ungleich), w\u00e4hrend beim 5 d-coefficient vereinfacht alle Teile sehr \u00e4hnlich sind).<\/p>\n Die Anzahl der Fl\u00e4chen in der Region mit einem d-coefficient ist ein ILD Punkt. Von der Folge der ILD Punkte wird die ILD Kurve generiert.<\/p>\n 2.2.4. Die Testgebiete<\/strong> Um diese Ziele zu realisieren, habe ich MODIS Fernerkundungsdaten (500 m Aufl\u00f6sung; 4-Band: R-G-B-N; Zeit-Intervall: 11.07.2011 \u0096 21.08.2011) benutzt. Ich habe in jedem geographisch analogen Gebiet 4-4 Testgebiete ausgegrenzt. Zudem habe ich 30 Kontrollgebiete bestimmt. Die Gr\u00f6\u00dfe der Test- und Kontrollgebiete war 128-mal 128 Pixel, damit war die konkrete Oberfl\u00e4che 64\u00a0km gro\u00df.<\/p>\n 2.3. Ergebnisse<\/span><\/strong><\/em> ILD=(ILDpix)\/(ILDsize)<\/em><\/p>\n \u00a0ILDpix<\/em>: die Nummer der Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen-Pixel;<\/p>\n ILDsize<\/em>: die durchschnittliche Gr\u00f6\u00dfe der Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen.<\/p>\n ln(ILDpix)=b0+b1*(d-coeff)<\/em><\/p>\n b0: Intensit\u00e4t der LD (Landschaftsdiversit\u00e4t)<\/em>: die Konstant Anzahl beschreibt wie viele Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen-Pixel jemand in der Region mindestens beobachten kann;<\/p>\n b1: Sensitivit\u00e4t der Intensit\u00e4t der LD<\/em>: der Multiplikator Faktor beschreibt wie leicht der Observator die Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen beobachten kann.<\/p>\n ln(ILDsize)=b3+b4\/(d-coeff)<\/em><\/p>\n b3: Gr\u00f6\u00dfe der Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen:<\/em> die Konstant Nummer beschreibt wie gro\u00df die Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen in der Region sind.<\/p>\n b4: Sensitivit\u00e4t der Gr\u00f6\u00dfe der Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen:<\/em> der Multiplikator Faktor beschreibt wie leicht der Observator die unterschiedliche Gr\u00f6\u00dfe der Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen observieren kann.<\/p>\n W\u00e4hrend des Vergleichs der Test- und Kontrollgebiete, bildet sich nur ein sehr geringer Trend zwischen den geographisch analogen Regionen ab:<\/p>\n In dem Ungarischen Test-Gebiet gibt es mehr, aber daf\u00fcr kleinere Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen. Das Ungarische Gebiet ist sensitiv f\u00fcr die Anzahl der Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen (wenn man ein besserer Observator ist, kann mehr Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen erkennen), das Mecklenburg-Vorpommersche ist sensitiv f\u00fcr die Gr\u00f6\u00dfe der Fl\u00e4chen (wenn man ein besserer Observator ist, kann man gr\u00f6\u00dfere Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen erkennen )<\/em><\/p>\n \u00a0<\/p>\n 3. Erforschung der K\u00fcstendynamik in Mecklenburg-Vorpommern und Erforschung der Gr\u00fcnfl\u00e4chenumwandlung in Rostock und im Ballungsraum Rostock<\/span><\/strong><\/p>\n Innerhalb meines Stipendiums habe ich an der Erforschung der K\u00fcstendynamik in Mecklenburg-Vorpommern gearbeitet. F\u00fcr diese Aufgabe habe ich Zeitreichene (1990-2000-2010) Grundkarten \u00fcber die \u00c4nderung der Green Surface Intensity (GSI) angefertigt.<\/p>\n Diese Grundkarten sind auch passend f\u00fcr die Messung der Gr\u00fcnflachenver\u00e4nderung in Rostock und im Ballungsraum Rostock.<\/p>\n Die Ausgrenzung der Beispiel-Gebiete wurde mit Hilfe der \u00c4mter f\u00fcr Raumordnung und Landesplanung vorgenommen.<\/p>\n Das Ergebnis wird eine Prognose-Karte \u00fcber die \u00c4nderung der K\u00fcsten-Linie sowie Strukturkarten \u00fcber die Rostocker Gr\u00fcnfl\u00e4chen. Diese sind nutzbar f\u00fcr:<\/p>\n \u00a0<\/p>\n 4. Weitere Aktivit\u00e4ten<\/span><\/strong> Ich habe auch ein innovatives Konzept f\u00fcr den Europ\u00e4ischen Wettbewerb Farming by Satellite entwickelt. Mein NETIN Konzept hat das Ziel die Gefahr eines Sandsturmes in der N\u00e4he der Autobahn mit Global Navigation Satellite System (GNSS) – Technologie zu melden.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n 5. Diskussion<\/strong><\/span><\/p>\n In den vergangenen 4 Monaten habe ich mich in die Arbeit des Fachgebietes integriert. Ich konnte meine eigene Forschung vorantreiben, wurde aber auch in die lokalen Projekte und den Unterricht einbezogen.<\/p>\n Mein Forschungsthema wandelte sich in dieser Zeit etwas ab: statt die lokale Qualit\u00e4t der Landschaftsdiversit\u00e4t (LD) habe ich die territorialen Systeme der LD gemessen. Dazu benutzte ich HR- (Hohe Aufl\u00f6sung) und LR- (Niedrige Aufl\u00f6sung) Fernerkundungsdaten statt VHR \u0096Daten (sehr hohe Aufl\u00f6sung).<\/p>\n Die Entwickelte Methode hat drei gro\u00dfe Vorteile:<\/p>\n Die Entwicklung des LD-Werkzeugs war erfolgreich, aber die Berechnungsdauer des Programms soll reduziert werden. Die Programm-Outputs sind klar, und sie k\u00f6nnen logische interpretiert werden. Die gewonnenen LD Parameter haben einen konkreten Wert. Das Programm ist von Vorteil f\u00fcr LD-Kartierung.<\/p>\n Die Klima-LD-Trend Hypothese wurde nicht best\u00e4tigt. Das hatte zwei Gr\u00fcnde:<\/p>\n Weitere Untersuchungen sollen folgen. S2 Testmessungen und ein S1 LV-Karte sollen fertigt gestellt werden. Die S1 LV-Karte soll mit GIS-Indexen verglichen werden (Validation).<\/p>\n Die Grundkarten f\u00fcr die K\u00fcstendynamik und Gr\u00fcnfl\u00e4chenanalyse sind bereits fertig. Die Untersuchung in den \u00c4mtern f\u00fcr Raumordnung und Landesplanung l\u00e4uft fort. 6. Ver\u00f6ffentlichungen<\/strong><\/span><\/p>\n In diesen vier Monaten habe ich zwei Ver\u00f6ffentlichungen gemacht. Die erste ist \u00fcber die Ergebnisse einer vorherigen Forschung, die zweite beschreibt ein Konzept f\u00fcr mein Stipendium Forschungsthema:<\/p>\n \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Forschung der Landschaftsvielf\u00e4ltigkeit mit Fernerkundungstechnologie \u00a0 1. 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Das Europ\u00e4ische Landschafts\u00fcbereinkommen fordert, dass Landschaften gebietlich definiert, analysiert und beobachtet werden. Dieses Ziel braucht Methoden und Werkzeuge, die die Landschaften im globalen, regionalen und lokalen Ma\u00dfstab objektiv und vergleichbar analysieren k\u00f6nnen.<\/p>\n
Diese Landschaftsdiversit\u00e4tskarten werden benutzt:<\/p>\n\n
Die vorrangige Intention der Forschung ist, dass das entwickelte Werkzeug in allen Ma\u00dfst\u00e4ben nutzbar sein soll, sowohl in globalen, regionalen als auch in lokalen Skalen.<\/p>\n
W\u00e4hrend meiner Forschung habe ich die ILD in allen Ma\u00dfst\u00e4ben gemessen. \u00a0<\/p>\n
Ich habe eine Software entwickelt, die misst, wie \u00e4hnlich die Teile zur gesamten Region sind, wenn man die \u00c4hnlichkeit mit unterschiedlicher Genauigkeit misst. Dieses Werkzeug definiert die Teile, die der Gesamtheit nicht \u00e4hneln \u0096 diese Teile sind die Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen. Das Programm z\u00e4hlt auch wie h\u00e4ufig und wie gro\u00df die Diversit\u00e4tsfl\u00e4chen in einer Region sind. Aus diesen Informationen wurde die ILD-Kurve erstellt.<\/p>\n
Nach der Entwicklung des ILD-messenden Werkzeugs, hatte ich w\u00e4hrend des Testprozesses weitere Ziele:<\/p>\n\n
Die Regressionsanalyse der IDL-Kurven – wie erwartet, hat das entwickelte Werkzeug einen logischen Output produziert \u0096 lieferte folgende Ergebnisse:<\/p>\n\n
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In diesem Semester habe ich vier Vorlesungen \u00fcber die Fernerkundungswissenschaften f\u00fcr Landschaftsmodellierung f\u00fcr M.Sc. Studenten in der Fassung des Wahlpflichtmoduls “Landschaftsforschung und Umweltplanung” gehalten.<\/p>\n\n
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Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakult\u00e4t
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