Seillinienplanung: Genauigkeit der Einzelbaumdetektion mit drohnengenerierten Luftbildern

Mit Drohnen erhobene Informationen haben das Potenzial, die Planung und Absteckung von Seillinien zu vereinfachen. Voraussetzung dafür ist, dass 1) die Stammfusskoordinaten potenzieller Stützen- und Ankerbäume und 2) deren Brusthöhendurchmesser (BHD) im aus den Drohnendaten gewonnenen Oberflächenmodell genügend genau ermittelt werden können. Um die erzielbaren Genauigkeiten zu analysieren, wurden zwei Schweizer Marteloskope mit der Drohne eBee Classic von senseFly auf einer Höhe von 180 m beflogen und Luftbilder mit einer Kamera von Sony mit einer Auflösung von 18.2 Megapixel hergestellt. In dem daraus abgeleiteten normalisierten Oberflächenmodell (nDOM) wurden die lokalen Maxima (Baumspitzen) mit der Einzelbaumdetektionssoftware «FINT» bestimmt. Für diese wurden die Koordinaten und der Brusthöhendurchmesser abgeleitet. Die Detektionsrate lag bei beiden Marteloskopen bei 65%. Die Koordinaten wichen im Durchschnitt weniger als 1.4 m von den terrestrisch ermittelten Stammfusskoordinaten ab. Die vorherrschenden und herrschenden Bäume konnten noch genauer lokalisiert werden. Der BHD liess sich im Durchschnitt auf 5 cm genau bestimmen. Ein Praxistest mit neun Seillinien zeigte, dass die ermittelten Koordinaten genügend genau waren, um die im nDOM bestimmten Stützenbäume für die forsttechnische Realisierung der Seillinien zu verwenden. Eine Geländebegehung ist weiterhin erforderlich, um die Verwurzelung und mögliche Schäden der potenziellen Stützenbäume zu überprüfen.Les informations recueillies par les drones peuvent simplifier la planification et le tracé des lignes de câble. Pour cela, la condition est que 1) les coordonnées des potentiels arbres-pylônes et arbres d'ancrage à leur pied et 2) leur diamètre à hauteur de poitrine (DHP) puissent être déterminés avec une précision suffisante dans le modèle de surface obtenu à partir des données de drone. Afin d'analyser les précisions atteignables, un drone eBee Classic a volé à 180 m au-dessus de deux marteloscopes suisses et a réalisé des photos aériennes avec une caméra Sony, d'une résolution de 18.2 mégapixels. Dans le modèle de surface normalisé (nDOM) obtenu grâce à elles, les maxima locaux (cimes des arbres) ont été déterminés avec le logiciel de détection des arbres «FINT». Leurs coordonnées et diamètre à hauteur de poitrine ont ensuite été dérivés. Le taux de détection est d'environ 65% dans les deux marteloscopes. Les coordonnées varient en moyenne de 1,4 m par rapport à celles relevées sur le terrain, au pied des arbres. Les arbres prédominants et dominants sont localisés plus précisément. Le DHP est déterminé avec une précision de 5 cm en moyenne. Un test pratique sur neuf lignes de câble a montré que les coordonnées ainsi déterminées étaient suffisamment précises pour utiliser les arbres-pylônes déterminés dans nDOM lors de la réalisation technique des lignes de câble. Une inspection du site reste nécessaire pour vérifier l'enracinement et l'absence de dégâts des arbres-pylônes potentiels.Information collected with drones has the potential to simplify the planning and marking of skylines. The prerequisite for this is that 1) the tree coordinates of potential intermediate support and anchor trees and 2) their diameter at breast height (DBH) can be determined with sufficient accuracy in the surface model obtained from the drone data. To analyse the achievable accuracies, two Swiss marteloscopes were surveyed with a senseFly eBee Classic drone at a height of 180 m and aerial photos were taken with a Sony camera with a resolution of 18.2 megapixels. In the resulting normalised surface model (nDOM) the local maxima (treetops) were determined with the single-tree detection software “FINT”. For these treetops the coordinates and the DBH were determined. The detection rate for both marteloscopes was 65%. On average, the coordinates deviated less than 1.4 m from the terrestrial reference tree coordinates. The predominant and dominant trees could be located even more precisely. The DBH was determined with an average accuracy of 5 cm. A practical test with nine skylines showed that the coordinates were accurate enough to use the support trees determined in the nDOM for the technical realisation of the skylines. However, an on-site inspection is still necessary to check the potential intermediate support trees for damages, invisible in the aerial view

Automatische auflösungsabhängige Anpassung von Bildanalyse-Objektmodellen am Beispiel Straßen

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Application of Remote Sensing and GIS Methods for the Automatic Extraction of Single Trees Based on Digital Aerial Images and Elevation Models

The paper gives a short overview about the existing data base and extraction methods for single tree detection. Forest remote sensing has a long tradition and a variety of methods for single tree extraction have already been developed. Most studies and methods focus either on the analysis of satellite images or airborne laser data and on the extraction of coniferous trees. The automatic detection of deciduous trees is still a great challenge. This paper describes different methods of single tree extraction with focus on the automatic extraction of deciduous trees from aerial imagery. Single trees can be extracted by using aerial true-ortho images and photogrammetrically produced digital surface models as input data and a combination of remote sensing methods and GIS analyses with completeness and correctness over 80 percent. The presented method enables the extraction of tree tops as well as tree-crowns for deciduous trees. For the automatically extracted singles trees important attributes like exact position or average crown diameter are calculated and added to the tree objects. The extracted trees can be used for the modeling of trees in virtual environments or for forest area inventories

Analyse von Laserscannerdaten mit digitalen Bildverarbeitungsmethoden

Das Laserscanning stellt ein leistungsfähiges Verfahren zur topographischen Geländeerfassung bzw. zur Herstellung aktueller Digitaler Höhenmodelle (DHM) dar. Die Beschäftigung mit dem Laserscanning hat im wesentlichen folgende Zielsetzungen: Zum einen soll für Wald- und Küstengebiete, in denen photogrammetrische Geländeaufnahmen schwierig oder nicht möglich sind, eine unmittelbare Erfassung der Geländeoberfläche ermöglicht werden. Zum anderen läßt sich bei diesem weitestgehend automatisierten Meßverfahren mit einer vollständig digitalen Auswertung der Meßdaten eine schnelle Lösung mit geringem Personalaufwand erzielen. Insbesondere die steigende Nachfrage nach aktuellen Digitalen Höhenmodellen erfordert Aufnahmeverfahren, die die notwendigen Höhenpunkte mit hinreichender Genauigkeit auch für große Flächen und für schwierige Waldgebiete in angemessener Zeit liefern können. Die mit Flugzeuglaserscannern gewonnenen Daten stellen zunächst unstrukturierte und unregelmäßig verteilte Punkthaufen dar, die einer intensiven Nachbearbeitung bedürfen. Zur Nachbearbeitung von Laserpunkten ergibt sich als erste Aufgabe eine Separation der gewünschten Laserpunkte auf der Geländeoberfläche (Bodenpunkte) von den nicht verwertbaren Punkten (Nichtbodenpunkte). Eine weitere Aufgabe ist die Extraktion von Strukturlinien aus Laserscannerdaten bzw. aus allgemeinen DHM-Daten. Beim Erkennen und Trennen der Bodenpunkte von den für den DHM-Aufbau nicht relevanten Punkten werden Verfahren untersucht, die auf mathematischer Morphologie und robuster Parameterschätzung basieren. Mit der Einführung der morphologischen Operation wird die Geländeoberfläche näherungsweise geschätzt. Dadurch werden dann Bodenpunkt- und Nichtbodenpunkthypothesen gebildet. Die anschließende Aufgabe besteht in der Modellierung der Geländeoberfläche und Hypothesentests. Dabei werden robuste Schätzmodelle entwickelt und untersucht. Die verwendeten Modelle werden in verschiedenen Testgebieten mit zahlreichen Abbildungen verifiziert. Das hier entwickelte Verfahren zur Extraktion von Strukturlinien basiert auf dem Canny-Operator der Bildverarbeitungsmethoden und auf Krümmungstheorie. Das entwickelte und realisierte Verfahren besitzt hohe Erweiterbarkeit und Übertragbarkeit. Es erlaubt auf einfache Weise Erweiterungen für andere Anwendungsgebiete. Dies wird anhand von zahlreichen Beispielen und Abbildungen dargestellt. Die Genauigkeit der Extraktion von Strukturlinien wird durch die Bestimmung der Subpixelposition gesteigert. Insgesamt zeigt die Arbeit zur Extraktion von Strukturlinien, dass durch die Einführung von digitalen Bildverarbeitungsmethoden in vielen Anwendungsgebieten gute Ergebnisse erzielt werden können, ohne objektspezifisches Wissen einsetzen zu müssen. Die Arbeiten könnten durch eine Optimierung der Algorithmen und Programme sowie in einer kompletten Implementierung unter UNIX oder WINDOWS erweitert werden. Eine weitere Aufgabe besteht in der Integration von Wissen, beispielsweise von Fernerkundungdaten oder Informationen der topographischen Karte.Laserscanning is a sophisticated method for topographic mapping. It serves for the generation of digital elevation models (DEM). The following issues are of main interest for the scientific investigation of laserscanning: a) topographic immediate survey of ground in areas where photogrammetric methods fail or are difficult and not possible (e.g. coastal areas and forests) and b) implementation of a processing chain for the raw data which is automatic to a large extent. As a response to the increasing demand for DEM it is anticipated to provide final products in a short time with low personal costs and with a sufficient accuracy even for large areas. Airborne laser scanner raw data are unstructured and irregular points which need intensive post processing. The first step is the separation of valuable points which lie on the ground surface (ground points) from outlyers which are located above it (non-ground points). Another task is the extraction of structure lines from laser scanner or other DEM data. Methods, based on mathematical morphology and robust parameter estimation, are explored for the detection of ground points and for the separation of ground points from non-ground points. For a first approximation the shape of the surface is estimated with the help of a morphological operator. As a result it is possible to postulate hypotheses for ground points and non-ground points. The following task is the modeling of the ground surface and hypothesis tests. Models, based on robust parameter estimation, are developed and studied. The developed models are verified in relation with different test areas. The presented and developed method for the extraction of structure lines bases on the Canny-Operator and on the differential geometry of curves. This operator was initially developed for image processing and is now used in a new context. The developed and implemented methodology is open for further extension and compatibility. It is hence possible to use it in other fields of application. The accuracy of the extraction of structure lines increases due to the determination of sub-pixel positions. The presented work shows that image processing methods yield good results for the extraction of structure lines without the need of specific knowledge of objects. Future work could focus on the optimization of algorithms and programs and on a complete implementation with UNIX or Windows. Another task would be the integration of external knowledge, e.g. from remote sensing or topographic maps

Übertragbarkeit der objektbasierten Analyse bei der Gewinnung von GIS-Daten aus Satellitenbildern mittlerer Auflösung

Der Bedarf an aktuellen GIS-Daten für großflächige Bereiche, wie z.B. ganze Länder, wächst ständig. Satellitenbilder haben sich als Datenquelle für GIS-Daten etabliert, da sie zeitnah und weltweit verfügbar sind. Im Bereich der Entwicklung von wirtschaftlichen Verfahren zur Datengewinnung aus Satellitenbildern werden objektbasierte Bildanalysemethoden immer wichtiger. Die Ausführungen der vorliegenden Arbeit konzentrieren sich auf die Übertragbarkeit der objektbasierten Analyse von Fernerkundungsdaten. In einem ersten Schritt werden die Modelle für die objektbasierte Analyse aufgestellt. Nachfolgend werden diese Modelle in möglichst allgemein gültige Regelsätze überführt. Die Übertragbarkeit der Regelsätze wird in zahlreichen praktischen Experimenten nachgewiesen. Es werden Satellitenbilddaten mittlerer Auflösung (IRS) verwendet und zwei beispielhafte Regionen in Nordalgerien klassifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass trotz zahlreicher Einflussfaktoren die Übertragbarkeit der Regelsätze gegeben ist und der Prozess der objektbasierten Bildanalyse deutlich verkürzt werden kann

Gebäudetypisierung basierend auf UltraCamX Daten für die Bestimmung der Attraktivitätsmerkmale der Wohnstandorte

This thesis examines the possibilities of an automatized object-based image analysis (OBIA) to classify urban buildings by means of high resolution areal images taken by the UltraCam X system. It was analyzed whether without any flanking data from other sources valid building properties and structures including their heights can be extracted by these studies. For this purpose two target areas in Berlin were chosen, representing a high and typical variability of urban buildings. The discussion of the extracted results includes a detailed analysis of building areas and building heights. The building heights were related to the number of building floors and a classification of nine building classes of different heights was performed. One essential step for this process was the availability of a normalized digital surface model (nDSM). On the basis of this model it is possible to derive information about the object’s height. The high resolution of the areal date enabled to retrieve finer geometric structures, like balconies in a limited way. Special problems that occurred during in the framework of segmentation and classification are discussed and assessed in detail. An accuracy assessment reveals in very satisfactory results indicating the valuable extraction of geometric building parameters. Furthermore, it has been shown that important neighboring characteristics like vegetation and close distances to water bodies could be extracted. They include elevated, ground and Roof greening provinces. In the second part of this thesis an analysis of these parameters in respect to their evaluability for an attractiveness assessment have been investigated. In this case too, no reference data of residential location attractiveness were available and neither should been used for the analysis. Applicable attributes of attractiveness were derived only basing on an extensive literature research of generic relationships between measurable building properties and properties of their close environment. They include relations between building densities (amount of building development), volume of building development, homogeneity of top level building height structure and others. Within this Research area there are not many publications to refer on. Therefore, the automated object-based image analysis of areal images only to extract features of building attractiveness of urban residential locations is an innovative field of research and application. Thus, a particular value of this work is a successful review of general interrelations of the extracted building properties and of their close environment against the background of attractiveness parameters. Properties like building densities, volume and area of buildings, mean building heights within building cells have been investigated in one of the study areas in respect of their spatial variations. For this purpose the study area was divided into sub units of traffic cells enabling to analyze the fine structure of ccurring variations of the extracted properties. By simultaneous use of derived environmental features (vegetation, water) the character of attractiveness features and variations of them have been extracted an analyzed. These results were subjected to a critical review as well. This approach is promising for the notified implementation of the urban building’s attractiveness analysis, for the assessment of the attractiveness of urban residential locations, and for intermodal urban traffic concepts. The outlook of resulting future prospects shows that with inclusion of additional analysis variables further potentials for attractiveness studies can be opened. The value added by this method consists of both, the possibility of a contemporary large area data acquisition at high spatial resolution and the automated supply of the information required. Wherever these issues are the primary driver of application, this approach permits a highly valid basis for the analyses of urban residential locations, their attractiveness and their transport links

Landcover and landuse changes in the Nigerian Chad BasinQualitative and quantitative geographic analyses by evaluation of multi-temporal and multi-sensoral remote sensing data in the context of a regional geographic information system

Die Dissertation wurde im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten interdisziplinären Sonderforschungsbereiches 268 "Kultur- und Sprachentwicklung im Natrurraum Westafrikanische Savanne" angefertigt. Dabei war die Kartierung und Analyse von Landbedeckungs- und Landnutzungsveränderungen in einem Ausschnitt des nigerianischen Tschadbeckens Zielsetzung vorliegender Arbeit. Trotz eines recht großen allgemeinen Interesses am Tschadsee, dem größten See Westafrikas, fällt es schwer, topographische und thematische Information über diese Region zu erlangen. Viele Zusammenhänge bezüglich seiner Vergangenheit und seiner zukünftigen Entwicklung sind bis heute nicht geklärt. Soweit Daten zur Landbedeckung und Landnutzung bereits verfügbar waren, wurden sie aufbereitet und im Rahmen des regionalen geographischen Informationssystems FirGIS strukturiert gegliedert aufgenommen. Als hauptsächliche Datenquelle wurde jedoch auf Fernerkundungsdaten der Region zurückgegriffen. Sie liefern meist die einzige großflächig vorhandene, aktuelle und vor allem multitemporale Information über das Untersuchungsgebiet. Die Auswertung der Fernerkundungsdaten erfolgte mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung. Aktuelle und historische Luftbilder wurden visuell interpretiert und anschließend vektoriell digitalisiert. Satellitenszenen wurden vorwiegend digital direkt im Rasterdatenmodell bearbeitet. Nach der Datenaufbereitung mit verschiedenen Techniken der Bildverarbeitung erfolgte die Auswertung mittels digitaler Klassifizierung. Weitere wichtige Bearbeitungsschritte bei der Ergebnisfindung waren unterschiedliche multitemporale Darstellungsweisen, die Berechnung von Vegetationsindizes sowie Verschneidungstechniken zur Aufdeckung von Veränderungen. Die Auswertung aller Daten erfolgte nach einem einheitlichen mehrstufigen Klassifizierungssystem, das für die Verhältnisse im Tschadbecken entwickelt wurde. Die aus den Fernerkundungsdaten abgeleiteten Ergebnisse gliedern sich nach vier verschiedenen Dimensionen der Zeit. Die Ausgangsbasis bildet eine digitale aktuelle Kartierung der Landbedeckung und Landnutzung eines mehr als 3500 km² großen Ausschnittes des nigerianischen Tschadbeckens im Maßstab 1 : 25 000. Aufbauend auf der aktuellen Landnutzungskartierung wurde für einen etwa 1100 km² großen zentralen Teilausschnitt aus dem Gesamtuntersuchungsgebiet das dynamische Verhalten der Landbedeckungs- und Landnutzungseinheiten im Jahresverlauf untersucht. Dazu konnten fünf SPOT-XS-Satellitenszenen der Vegetationsperiode 1995/96 herangezogen werden. Als Zusammenfassung aus den phänologischen Analysen aller im Untersuchungsgebiet auftretenden Objekte und ihrem entsprechenden unterschiedlichen Spektralverhalten zu verschiedenen Zeitpunkten wurde eine detaillierte Landbedeckungs- und Landnutzungskartierung der Saison 1995/96 angefertigt. Sie ging aus einer komplexen hierarchischen Satellitenbildklassifizierung mit differenzierten Zuweisungsregeln hervor. Mit den Erfahrungen aus der Untersuchung zur saisonalen Dynamik wurden in einem weiteren Schritt alle für das Teiluntersuchungsgebiet zur Verfügung stehenden Satellitenszenen ausgewertet, um Erkenntnisse über interannuelle Unterschiede der zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Satellitenszenen zu gewinnen und deren Ursachen aufzudecken. Als ideale Grundlage wurden multitemporale Vegetationsindizes verglichen, Veränderungskarten abgeleitet und Niederschlagsdaten zur Interpretation hinzugezogen. Eine 24jährige Zeitreihe der klassifizierten Vegetationsindizes ermöglicht eine zusammenfassende Interpretation. Die Auswertung historischer Luftbilder von 1957 und der Vergleich mit den Luftbildern von 1990 ermöglichte schließlich die Beurteilung langfristiger Entwicklungen im engeren Untersuchungsgebiet. Die Ergebnisse sind in Form einer historischen Karte, als Veränderungskarten und quantitativ festgehalten. Ein wichtiges Ergebnis der vorliegenden Arbeit besteht in der Strukturierung aller verwendeten Grundlagendaten zum Thema Landbedeckung und Landnutzung im Tschadbecken einschließlich seiner Nachbargebiete innerhalb des regionalen geographischen Informationssystemes FirGIS. In ihm sind neben den Ausgangsdaten alle Ergebnisse und die zum Thema gehörigen Zusatzinformationen enthalten. Es ermöglicht damit eine zukünftige Fortschreibung durch thematische, räumliche oder zeitliche Ausdehnung. Das Geoinformationssystem FirGIS bietet außerdem die Möglichkeit, bereits vorhandene wie auch zukünftige Information anderen Interessenten vor allem auch vor Ort zur Verfügung zu stellen.The mapping and analysis of landcover and landuse changes in a part of the Nigerian Chad Basin was the target of this thesis. In spite of a considerable general interest in Lake Chad, the biggest lake of West Africa, it is difficult to obtain topographical and thematic information about this region. Until today, many interrelations regarding the past and the future of the lake remain unclear. One reason for this is the comparatively poor data situation. Most of the maps and data, particularly landuse information, are not up-to-date. As far as data or maps of landcover and landuse were already available, they were structured and integrated into the regional geographic information system FirGIS. However, remote sensing data was used as main source for the evaluations. Image data gathered from airplanes or satellites provide the only extensively available multi-temporal up-to-date information of the research area. The analysis of the different remote sensing data was carried out by methods of digital image interpretation, on the one hand by visual interpretation and on the other hand - to a larger portion - by automatic digital procedures. The procedures in detail depended on the question and particularly on the data base structure. Current and historical aerial photographs were visually interpreted and then digitised using the vector data model. In most cases digital pre-processing, such as geographic rectification, contrast enhancement and mosaicing, were applied. Satellite scenes, however, were predominantly processed directly in digital form using the raster data model. In addition to the data preparation by digital image interpretation techniques the evaluations were carried out by means of digital classification. Further important steps of investigation that have been applied include different visualisation techniques of multi-temporal data, the computing of vegetation indices as well as different geoprocessing techniques for change detection. One main conclusion in respect to methodology particularly when using multi-temporal data is that automatic procedures by themselves do not provide satisfying results. Instead, semi-automatic evaluations, which include additional visual interpretations, considerably improved the quality of the results. In addition, such an approach favours the common evaluation of data of different remote sensing platforms, such as aerial photographs and satellite scenes, as well as the comparison of atmospherically non-corrected satellite scenes of different recording dates. The classification of all data was carried out using a common multi-level classification scheme, which was specifically adapted to the conditions in the Chad Basin. The results derived from the remote sensing data were for presentation purposes subdivided according to four dimensions of time. Attachment 1 Starting with a current detailed digital map of landcover and landuse, a 3500 km² subset of the Nigerian Chad Basin is presented. The map originates in aerial photographs of a scale of 1 : 25 000 and is enclosed in this thesis as a hardcopy. The main criterion regarding landcover is the distribution of the sediments: About 40% of the investigation area is covered by sandy sediments, the remaining larger part by clayey sediments. Few small expanses of water cover less than 1%. Built-up areas - predominantly settlements - also take up about 1% of the research area. They are mainly located on the sandy substratum. Agriculturally productive land occupies 53% of the total area and can be found both on the sandy and on the clayey areas. On the latter, both, traditional dry season cultivation (12%) as well as large area irrigation cultivation (22%) are practised. The sandy sediments are used for the traditional rainy season cultivation (18%). However, only one third of the rainy season land is currently under use, whereas the larger part is left as fallow. Further agricultural activity, such as rice cultivation, river irrigation and the cultivation following the seasonally receding Lake Chad (1% all together) is practised on both of the two substrata. Only little more than a quarter of the investigation area (27%) is covered by a mainly sparse tree cover. Though the sand areas show a clearly denser tree cover (41%) than the clay areas (14%). Besides the two-dimensional elements also linear elements such as roads, pathes, rivers, non-perennial rivers and channels were mapped in detail. Figure 45 Based on the current landuse map the dynamic seasonal behaviour of the various landcover and landuse units in an approximately 1100 km² central subset of the research area was examined. For this purpose five SPOT-XS satellite scenes of the vegetation period 1995/96 were consulted. As was expected, the most essential seasonally variable influences were the factors water and vegetation. In addition bush fires which are set at different times of the year, strongly influence the spectral response. As a summary for the phenological analyses of all different objects and their corresponding spectral behaviour at different times of the year, a detailed landcover and landuse classification of the season 1995/96 was developed. The presented results were obtained from a complex hierarchical satellite image classification with differentiated assignment rules. Compared to the map made from aerial photographs, the strength of the satellite image classification lies in the mapping of two-dimensional elements like sediments, farming areas and vegetation. For these object classes a higher differentiation due to the multi-spectral information contained in the different satellite scenes is possible and therefore better results in automatic processes are delivered. The comparison of the results obtained from the two examinations, however, revealed only restricted comparability due to the different data sources and the resulting divergent approach and data model used. Figure 6 With the experiences from the examination of the seasonal dynamics, in a further step, all satellite scenes available for the research area were evaluated in order to obtain knowledge about the inter-annual differences represented in the satellite scenes recorded at different times as well as about their causes. These evaluations concentrated on vegetation changes. As an ideal basis multi-temporal vegetation indices were employed for comparison and for derivation of change detection maps and precipitation data were consulted for the interpretation. Only in rare cases inter-annual differences could be looked at isolatedly. More often, inter-annual and seasonal alterations as well as long-term oscillations are combined in the satellite scenes. Nevertheless, a summarizing interpretation in form of a time series over 24 years derived from classified vegetation indices is presented. This time series can be subdivided in three periods: During the 1970s a weak general decrease in vegetation cover has to be recorded; there are no obvious differences between the low-rainfall period at the beginning of the decade and the period at the end of the decade with rainfall at or above average. These could be symptoms for anthropogenous causes for the vegetation reduction. A clear break is represented by the satellite scenes of the 1980s. They show extremely low vegetation cover at this very low-rainfall decade. The satellite scenes of the 1990s give the impression of recently more humid conditions, which however can only be verified for the end of the decade (without satellite cover), when precipitation conditions were increasing again. Figure 52Finally, the evaluations of historical aerial photographs of 1957 enabled the analysis of long-term developments in the investigation area. The results are presented in form of a historical map (enclosed as hardcopy in this thesis), as different change maps and quantitatively in form of diagrams. As far as land cover is concerned, expanses of open water decreased to a fifth of the area of 1957 in the current maps. A drastic fall was also observed for the vegetation cover (decrease of 37% within 33 years). In this case, primarily the vegetation cover with a high (by approximately 76%) and a medium density (by approximately 42%) was decimated. The area used by man has extended clearly. In 1957 an area of 70% of the investigation area was without anthropogenous use, whereas in 1990 it decreased to 31%. The settlement area has doubled in this period; taking into account the modern plants of the irrigation project, the area is even five times greater than in 1957. Unlike for the settlements, the area used for agriculture was not extended considerably, except for the large irrigation project. The currently used area for the traditional rainy season cultivation takes 6% of the total area at both times. Only the extent of the fallow land has been tripled. The dry season acreage has been reduced by a third. Instead, the extensive irrigation cultivation, which operated succesfully only during few years, has effectively gained area. Attachment 2An important result of this thesis is the integration of all used data and information on landcover and landuse in the Chad Basin including its neighbouring areas within the regional geographic information system FirGIS. The information system contains all base data as well as all results and additional information relating to the topics mentioned above. Therefore, a future continuation by thematic, spatial or temporal extension is easily possible. In addition, the geographic information system FirGIS offers the possibility to make already obtained data as well as information gathered in future available for all interested parties especially in the research area itself

Erfassung von Sturmschäden mit Hilfe von modernen Radar-Fernerkundungssystemen

Der Orkan Lothar verursachte an Weihnachten 1999 sehr große Schäden innerhalb des Waldes in Baden-Württemberg, Frankreich und der Schweiz. Meteorologische Untersuchungen legen nahe, dass solche Ereignisse in Zukunft mit höherer Wahrscheinlichkeit auftreten als vor ca. 1950. Wichtigste Aufgabe der Forstbehörden nach einer großräumigen Sturmkatastrophe ist die Erfassung des Schadausmaßes und die Lokalisation der Schäden, damit die wichtigsten Maßnahmen der Sturmschadensbewältigung umgehend geplant und durchgeführt werden können.Die vorliegende Arbeit untersucht das Anwendungspotential zurzeit verfügbarer und in naher Zukunft zur Verfügung stehender Radarsysteme für die Kartierung der Sturmflächen innerhalb des Waldes.Für die Erfassung der Sturmflächen werden zwei Untersuchungsgebiete ausgewählt, für die teilweise bereits im Jahr 2000 digitale FoGIS Daten der Landesforstverwaltung Baden-Württemberg zur Verfügung standen und die gleichzeitig hohe Sturmschäden, verursacht durch den Orkan Lothar, zu vermelden hatten. Währen das Untersuchungsgebiet 1 mit den Forstbezirken Ettenheim, Kenzingen und Lahr ein eher bewegtes Relief aufweist, ist das Untersuchungsgebiet 2 im Rheintal in der Nähe der Stadt Offenburg sehr flach.Untersucht werden die satellitengetragenen Systeme ERS-1 und ERS-2 und Daten des kanadischen Satelliten Radarsat 1. Für die Auswertung der ERS-1 und ERS-2 Daten stehen Kohärenzdaten von vor und kurz nach dem Sturm zur Verfügung...thesi