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Hamburg, Carl von Ossietzky

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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-42708
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2009/4270/


Extrapolation von Landschaftsveränderungen anhand der Kombination multitemporaler Untersuchungen von Landbedeckungsklassen mit einem moving-window-Ansatz

Extrapolation of land cover change using a combination of multi-temporal analysis of land cover classes and a moving window approach

Köhler, Raul

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SWD-Schlagwörter: Extrapolation , Landschaftsstruktur , Landschaftsentwicklung , Geoinformationssystem , Luftbildauswertung
Freie Schlagwörter (Englisch): moving window , land cover change
Basisklassifikation: 43.03 , 43.31
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Köhl, Michael (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 29.06.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 21.08.2009
Kurzfassung auf Deutsch: Der Bedarf an naturräumlichen Ressourcen ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen, was sich u. a. in der Dynamik der Flächennutzung widerspiegelt. Der Wandel von Landbedeckung und Landnutzung ist ein Indikator für großflächige Veränderungen von Ökosystemen. Um natürliche Prozesse besser verstehen zu können und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten zu kontrollieren, sind Informationen über den Zustand der Umwelt und über die Veränderungen dieses Zustandes erforderlich.
In neun Testgebieten wurden Landbedeckungsveränderungen im Zeitraum 1950 bis 2000 mittels der Interpretation historischer Luftbilder untersucht. Die Analyse der Flächenveränderungen auf Basis von modifizierten CORINE-Land-Cover-Klassifizierungsregeln wurde durch Indikatoren erweitert, welche die Zusammensetzung der Landschaft quantitativ beschreiben. Neben Flächenbudgets und klassischen Landschaftsstrukturmaßen kamen dabei Häufigkeitsuntersuchungen zum Einsatz, die die Landschaftsveränderungen in Abhängigkeit von Reliefparametern, Distanzen und der Nachbarschaft von Landbedeckungspatches betrachteten. Da die großflächige Untersuchung von Landbedeckung mit dem Anspruch an einen hohen Detaillierungsgrad aufwendig und kostenintensiv ist, wurde die Möglichkeit der Extrapolation von Landschaftsveränderungen mittels eines moving-window-Ansatzes getestet. Auf die Nutzung von externen Daten und prozess-basierten Modellierungsregeln wurde bewusst verzichtet, um ein Werkzeug für die Extrapolation von Landschaftsveränderungen zu schaffen, das ausschließlich auf quantitative, räumliche Landbedeckungsinformationen angewiesen ist.
Im Mittel veränderten sich 26,12% (1950 bis 1990) bzw. 10,24% (1990 bis 2000) der Landbedeckung der Transekte. Flächenverluste wurden vor allem bei den Landbedeckungsklassen nicht bewässertes Ackerland und Abbauflächen beobachtet. Flächenzunahmen konnten die Klassen Weideland, Laub- und Mischwälder sowie bebaute Flächen verzeichnen. Bebaute Flächen entstanden in beiden Untersuchungszeiträumen vorwiegend aus landwirtschaftlichen Klassen, wohingegen sich die naturnahen Flächen aus Wäldern und anderen semi-natürlichen Gebieten entwickelten.
Die Untersuchungen der Landschaftsstruktur zeigten, dass die Landschaftsveränderung nur mit Hilfe mehrerer Strukturmaße umfassend quantifiziert werden kann. Dabei muss die Art der statistischen Zusammenfassung der einzelnen Indizes beachtet werden, um realistische Trends abzuleiten.
In beiden Untersuchungsperioden waren neue Siedlungsflächen, Abbauflächen sowie Laub- und Nadelwälder vorrangig Erweiterungen bereits bestehender Flächen. Neue Industriegebiete waren vorwiegend Erschließungen ohne direkt benachbarte Industrie- und Gewerbeflächen. Verlagerungen von Flächen in benachbarte Gebiete waren nur bei Ackerland und Weiden ausgeprägt.
Naturschutzgebiete stellten in den Transekten eine Restriktion für die Zunahme von bebauten Flächen dar. Obwohl die meisten Schutzgebiete erst in den 90er Jahren ausgewiesen wurden, ähnelten sich die Landbedeckungsänderungstypen vor und nach der Schutzgebietsausweisung. Bei Nutzung eines digitalen Geländemodells (DGM20) konnte in vorliegender Arbeit kein nennenswerter Einfluss des Reliefs auf die Gesamtveränderung der Flächenanteile, die Landschaftsstrukturmaße sowie den Hemerobie-Index beobachtet werden.
Durch die Nutzung des entwickelten Extrapolationsmodells kann eine kostenintensive Vollaufnahme der Landbedeckung vom Zielzeitpunkt vermieden werden bzw. werden Ergebnisse geliefert, die aufgrund finanzieller oder politischer Einschränkungen ansonsten nicht verfügbar sind. Stärken des Modells liegen in der Quantifizierung und Lokalisierung von Landschaftsveränderungen. Die in der Landschaftsökologie verbreitete Theorie, dass die Neigung eines Landschafts-Patches sich zu verändern mit der Form und Komplexität des Patches zusammenhängt, konnte mit Hilfe der erweiterten Validierungsanalyse des Extrapolationsmodells bestätigt werden.

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