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Umweltatlas Berlin

01.02 Versiegelung (Ausgabe 2007)

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Regelbasierte Klassifizierung

In der regelbasierten Klassifizierung wurden die Ergebnisse der spektralen Klassifizierung mit ISU-Daten (Flächentypen) verknüpft und Versiegelungsgrade auf Pixelebene abgeleitet. Einen schematischen Überblick gibt Abbildung 4.

Abbildung 4
[Ca. 64 KB groß.]

Abb. 4: Schema der regelbasierten Klassifizierung

Es erfolgte die Zuweisung der Klassen und der NDVI-Kategorien zu Versiegelungsgraden. Eine zuverlässige Abgrenzung von vollständig vegetationsfreien und vollständig vegetationsbedeckten Flächen wurde in den NDVI-Kategorien 1 und 12 (niedrigste bzw. höchste NDVI-Werte) erzielt. Entsprechende Schwellenwerte wurden automatisiert mittels Referenzflächen abgeleitet.

  • NDVI-Kategorie 12 "Vegetation - sicher".
    Im Regelwerk wurden entsprechende Flächen als 0 % versiegelt eingestuft. Dies galt für alle Flächentyp-Kategorien.
  • NDVI-Kategorie 1 "vegetationsfrei - sicher".
    Vegetationsfreie Flächen wurden erst dann als 100 % versiegelt betrachtet, wenn diese weder als "Sand" noch als "Gleisschotter" erfasst wurden.

Der Wertebereich zwischen den genannten NDVI-Grenzen ist mittels Intervallskalierung in weitere 10 NDVI-Kategorien "Vegetation - unsicher" aufgesplittet. Diese mussten in Abhängigkeit von Flächentyp-Kategorien bzw. Flächentypen unterschiedlich interpretiert werden, um eine zuverlässige Zuordnung von Vegetations- und Versiegelungsgrad zu erreichen. Es wurden daher insgesamt 3 Zuweisungsvarianten festgelegt (Tabelle 3). Für jede NDVI- und Versiegelungs-Kategorie wurde der mittlere Prozentwert als Umrechnungsfaktor festgelegt (5 %, 15 %, ..., 95 %).
Es flossen Empfehlungen aus der Konzeptstudie, Auswertungsergebnisse von Haag 2006 sowie Erkenntnisse aus Luftbildinterpretationen und Geländebegehungen ein. Auch Ergebnisse aus der Verfahrensvalidierung (vgl. Validierung) wurden zur iterativen Verfahrensoptimierung berücksichtigt.

  NDVI (Kategorien und Vegetationsgrad)  
Kat 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
% 0 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 100
Versie-
gelungs-
grad
% 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A Zuwei-
sungs-
variante
% 100 95 85 75 65 55 45 35 25 15 5 0 B
% 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 0 C
Umrechnungsfaktoren für Berechnung der Pixelwerte:
Versiegelungsgrad 100 % = 1,00; 95 % = 0,95 usw.


Tab. 3: Zuweisungsvarianten: Vegetationsgrad - Versiegelungsgrad

Die Zuweisungsvarianten wurden auf bestimmte Flächentypen abgestimmt, die von der räumlichen Verzahnung und den Nachbarschaften verschiedener Oberflächenmaterialien und Objektarten geprägt sind.

  • Zuweisungsvariante A: Vegetation und unversiegelte vegetationsfreie Flächen.
    Zwischenstufen des Vegetationsgrads (5 % - 95 %) wurden als Mischsignaturen von Vegetation und anderen unversiegelten Oberflächenbedeckungsarten interpretiert. Entsprechende Flächen wurden somit als unversiegelt eingestuft.
    Beispiele: Brachfläche, Wald, Landwirtschaft.
  • Zuweisungsvariante B: Vegetation und versiegelte vegetationsfreie Flächen.
    Die charakteristischen Oberflächenmaterialien ließen einen geringeren Anteil vegetationsfreier unversiegelter Bereiche erwarten. Zwischenstufen des Vegetationsgrades wurden daher als Mischsignaturen von Vegetation und versiegelten Oberflächen interpretiert. Der stufenweise Anstieg des Vegetationsgrads je Kategorie entsprach somit einem adäquaten Abfall des Versiegelungsgrads.
    Beispiele: Kleingartenanlage, Verkehrsflächen, Blockrandbebauung.
  • Zuweisungsvariante C: Vegetation und versiegelte vegetationsfreie Flächen - Flächentyp "Flughafen".
    Eine Vielfalt versiegelter Oberflächen charakterisierte diesen Flächentyp. Einige Materialien wie z.B. Beton zeigten starke spektrale Überschneidungen mit Sand und offenem Boden. Entsprechende Blöcke geben zumeist Rollbahnen, Abstellflächen usw. innerhalb eines Flughafengeländes, Grünflächen waren zumeist als separate Blöcke abgegrenzt. Um eine sichere Separierung zu erreichen, hatte sich bewährt, Flächen mit geringem Vegetationsgrad (NDVI-Kategorien 2 bis 6) als vollständig versiegelt einzustufen.

Das Ergebnis der regelbasierten Klassifizierung der unbebauten Blockflächen entsprach zugleich dem Endergebnis der Satellitenbildklassifizierung. Die unbebaut versiegelte Fläche wurde in der Klassifizierung mit den 12 Versiegelungsgrad-Kategorien, einer Schatten-Klasse sowie einer Gleisschotter-Klasse beschrieben.

In Abbildung 5 ist das Ergebnis der Satellitenbildauswertung und die Kartierungsergebnisse der bebaut versiegelten Flächen dargestellt. Beide Datensätze wurden zusammengeführt und abschließend die Versiegelungsgrade berechnet (vgl. Berechnung der Versiegelungsgrade).

Abbildung 5
[Ca. 189 KB groß.]

Abb. 5: Ergebnis der regelbasierten Klassifizierung

Das im FIS-Broker als Karte Versiegelung 2005 RasterdatenRasterkarte veröffentlichte Ergebnis zeigt die Verteilung der Versiegelung innerhalb des Blocks. Ebenso wird der Einfluss des Schattens in den verschiedenen Blöcken sichtbar (die Karte 01.02 stellt dagegen den mittleren Versiegelungsgrad pro Blockfläche dar).

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