Tagungsband Fachseminar 2004 - WSA Bremerhaven
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Wasser- und Schifffahrtsamt Bremerhaven Fachseminar "14m-Ausbau – Auswirkungen auf die Umwelt" Teil D: Vegetation im Deichvorland Methodik zur digitalen Aufbereitung von Unterlagen zur Ausdehnung von Röhrichten Auf Basis der vorhandenen Originalkarten (eingemessene Stromkarten sowie Topographische Karten) wurde in einem GIS (Geo-Informations-System; i.e. ESRI ArcView 8.2) ein Projekt erstellt, in dem alle verwendeten Karten und Luftbilder als sogenannte Layer übereinander gelegt werden konnten. Nach erfolgter Entzerrung und Georeferenzierung ließen sich somit auch völlig unterschiedliche Karten und Maßstäbe deckungsgleich positionieren und für eine flächenhafte Vergleichsanalyse verwenden. Das Kartenmaterial mit den entsprechend abgegrenzten Röhrichtbereichen wurde dazu eingescannt, anschließend unter Esri ArcView 8.2 bzw. WASY WGeo 3.0a plus georeferenziert und zu einer Luftbildkarte gekachelt (Imagemosaik mit Blattschnittkatalog). Mit Hilfe der Digitalisierungstools von ArcView 3.1 (wg. höherer Performance) wurden die zuvor analog abgegrenzten Röhrichtbereiche in einem Maßstab von > 1: 1000 On-Screen flächenhaft abdigitalisiert. Z.T wurden die Abgrenzungslinien separat eingescannt, im .tif-Format gespeichert und mit Adobe Streamline zu .dxf-Dateien vektorisiert. Diese .dxf-Dateien wurden anschließend in Arcview 8.2 geladen, an die korrekte Position transformiert und dann zu den gewünschten Polygonen umgewandelt. Diese Vorgehensweise ist etwas eleganter, erfordert jedoch viele einzelne Arbeitsschritte und bringt dadurch keinen zeitlichen Vorteil. Zur Landseite wurde als Referenz die aktuelle, wasserseitige Sommerdeichlinie (gemäß DGK 5000) herangezogen. Die quantitative und sofern möglich auch qualitative Entwicklung bzw. Veränderung der Röhrichtbestände wurde dann über Flächenberechnungen in ArcView ausgewertet und bilanziert. Zusätzlich wurden in ArcView 3.1 mit Hilfe von Themenverschneidungen und -subtraktionen die Differenzflächen (Röhrichtzuwachs bzw. –verlust) ermittelt. Verwendete Geräte: • A0+ - Farbscanner: HP Designjet 815 MFP • A0-Scanner: Houston Instruments LDS 4000 • A3 Farbscanner: Mustek Paragon 1200A3 Pro mit Durchlichteinheit TAA3 • A3+ Drucker: Epson Stylus Photo 1290 Software: • ArcView 3.1 (Digitalisierung und Flächenanalysen) • ArcView 8.1.2 (Georeferenzierungen, Layout und Druck) • Adobe Photoshop 7.0 (Bildbearbeitung) • WASY WGeo 3.0a plus (Georeferenzierungen, Luftbildkachelung, Imagekatalog) Scanverfahren: SW-Luftbilder: Eingescannt mit 256 Graustufen, Auflösung 200 dpi, Speicherung als .tif (unkomprimiert). Durch eine höhere Auflösung hätte noch genauere Detailwiedergabe erreicht werden können, aber die Dateigrößen würden sich nicht mehr praxisnah verwenden lassen (Speicherbedarf, Geschwindigkeit des Bildaufbaus, etc.). Die Helligkeit wurde etwas erhöht, um auch in den dunklen 29
Wasser- und Schifffahrtsamt Bremerhaven Fachseminar "14m-Ausbau – Auswirkungen auf die Umwelt" Teil D: Vegetation im Deichvorland Bereichen gute Scanergebnisse zu erzielen. Stromkarten: Eingescannt mit 300 dpi, interpoliert auf 500 dpi, Helligkeit etwas reduziert. CIR-Luftbilder: Eingescannt mit Durchlicht (350 dpi), Kontraste leicht erhöht und Lichtwerte optimiert (Adobe Photoshop 7.0). Georeferenzierung: Die Georeferenzierungen wurden überwiegend mit ArcView 8.2 durchgeführt. Als Referenz wurden die vom WSA Bremerhaven gelieferten und bereits georeferenzierten DGK5-Karten verwendet. Der mittlere RMS (Fehler) lag i.a. unter 0,2 für die Stromkarten und unter 1 bei den Luftbildern. Das Georeferenzieren der Luftbilder gestaltete sich z.T. als etwas knifflig wegen der erforderlichen Entzerrung, die zu den Seiten hin manchmal auch noch unterschiedlich ausfiel. Für eine optimale Durchführung benötigte man dann mindestens 8 (z.T. wesentlich mehr) Passpunkte. Abgrenzung der Röhrichtbereiche (quantitativ und qualitativ): Auf die Luftbilder wurden transparente Folien gelegt und mit Klebefilm befestigt. Dann wurden die Grenzen der Röhrichtbestände mit anlösender Tusche in Strichstärke 0,13 mm eingetragen und soweit es möglich war, typenspezifisch erfasst. Diese Karten, zusammen mit der Kartierung auf der glasklaren Folie wurden anschließend gescannt und die Grenzen der Kartierung per Hand nachdigitalisiert. Im GIS wurden die auf diese Weise differenzierten Röhrichtbestände flächendeckend für das Gesamtgebiet und für alle Untersuchungsjahre als Shape-Dateien (Layer) dargestellt. Auf Basis dieser Röhrichtlayer der einzelnen Untersuchungsjahre erfolgte dann die Herausarbeitung der Röhricht- und Uferveränderungen im Gesamtzeitraum. Die Erkennung der Röhrichttypen auf den CIR-Bildern (vgl. SCHNEIDER 1974) erfolgte dabei auf Grund der Erfahrung langjähriger Luftbild-Interpretationen (RINGOT 1985) und wurde anhand von Kartierungsdaten, Ortskenntnissen und Feldbegehungen der Mitarbeiter abgesichert. Erstellung der Flächenbilanzen und Darstellung der Differenzflächen Mit Hilfe der Geoverarbeitungs-Tools von ArcView 3.1 wurden die abgegrenzten Flächenbereiche der einzelnen Untersuchungsjahre miteinander verschnitten und über Themenanalyse voneinander subtrahiert. Da in dieser Untersuchung nur die uferseitigen Röhrichtveränderungen betrachtet werden sollten, wurden die Veränderungen der Grünlandbereiche (i. A. deichnahe Flächen), Gehölze sowie vegetationsfreien Flächen vernachlässigt und dementsprechend aus der Bewertung herausgenommen. 30
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Wasser- und Schifffahrtsamt <strong>Bremerhaven</strong><br />
<strong>Fachseminar</strong> "14m-Ausbau – Auswirkungen auf die Umwelt"<br />
Teil D: Vegetation im Deichvorland<br />
Bereichen gute Scanergebnisse zu erzielen.<br />
Stromkarten: Eingescannt mit 300 dpi, interpoliert auf 500 dpi, Helligkeit etwas reduziert.<br />
CIR-Luftbilder: Eingescannt mit Durchlicht (350 dpi), Kontraste leicht erhöht und Lichtwerte optimiert<br />
(Adobe Photoshop 7.0).<br />
Georeferenzierung:<br />
Die Georeferenzierungen wurden überwiegend mit ArcView 8.2 durchgeführt. Als Referenz wurden<br />
die vom <strong>WSA</strong> <strong>Bremerhaven</strong> gelieferten und bereits georeferenzierten DGK5-Karten verwendet. Der<br />
mittlere RMS (Fehler) lag i.a. unter 0,2 für die Stromkarten und unter 1 bei den Luftbildern. Das Georeferenzieren<br />
der Luftbilder gestaltete sich z.T. als etwas knifflig wegen der erforderlichen Entzerrung,<br />
die zu den Seiten hin manchmal auch noch unterschiedlich ausfiel. Für eine optimale Durchführung<br />
benötigte man dann mindestens 8 (z.T. wesentlich mehr) Passpunkte.<br />
Abgrenzung der Röhrichtbereiche (quantitativ und qualitativ):<br />
Auf die Luftbilder wurden transparente Folien gelegt und mit Klebefilm befestigt. Dann wurden die<br />
Grenzen der Röhrichtbestände mit anlösender Tusche in Strichstärke 0,13 mm eingetragen und<br />
soweit es möglich war, typenspezifisch erfasst.<br />
Diese Karten, zusammen mit der Kartierung auf der glasklaren Folie wurden anschließend gescannt<br />
und die Grenzen der Kartierung per Hand nachdigitalisiert.<br />
Im GIS wurden die auf diese Weise differenzierten Röhrichtbestände flächendeckend für das Gesamtgebiet<br />
und für alle Untersuchungsjahre als Shape-Dateien (Layer) dargestellt. Auf Basis dieser<br />
Röhrichtlayer der einzelnen Untersuchungsjahre erfolgte dann die Herausarbeitung der Röhricht- und<br />
Uferveränderungen im Gesamtzeitraum.<br />
Die Erkennung der Röhrichttypen auf den CIR-Bildern (vgl. SCHNEIDER 1974) erfolgte dabei auf<br />
Grund der Erfahrung langjähriger Luftbild-Interpretationen (RINGOT 1985) und wurde anhand von<br />
Kartierungsdaten, Ortskenntnissen und Feldbegehungen der Mitarbeiter abgesichert.<br />
Erstellung der Flächenbilanzen und Darstellung der Differenzflächen<br />
Mit Hilfe der Geoverarbeitungs-Tools von ArcView 3.1 wurden die abgegrenzten Flächenbereiche der<br />
einzelnen Untersuchungsjahre miteinander verschnitten und über Themenanalyse voneinander subtrahiert.<br />
Da in dieser Untersuchung nur die uferseitigen Röhrichtveränderungen betrachtet werden<br />
sollten, wurden die Veränderungen der Grünlandbereiche (i. A. deichnahe Flächen), Gehölze sowie<br />
vegetationsfreien Flächen vernachlässigt und dementsprechend aus der Bewertung herausgenommen.<br />
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