Heft 3/1998

Kurzfassung
Das Internet hat sich als weltumspannendes Kommunikationsmedium etabliert, wovon auch die Erdbeobachtung wesentlich profitiert. Um die Möglichkeiten des netzwerkbasierten Zugriffs auf Daten zu nutzen wurde im WWW ein Informations- und Datenbearbeitungssystem für die Fernerkundung geschaffen. Die Programmiersprache Java ermöglichte dabei nicht nur die Implementierung einer plattformunabhängigen graphischen Benutzeroberfläche, sondern hat auch Vorteile bezüglich Wartung und universeller Verwendbarkeit des Codes. Das im Rahmen des österreichischen MISSION-Projektes realisierte System demonstriert die internebasierte Kooperation zwischen räumlich dislozierten Partnern bei der Verarbeitung und Anwendung von Fernerkundungsdaten.

Abstract
The internet has established as a world-wide communication medium, what is also beneficial to earth observation. For utilizing the possibilities of network-based access to data, a remote sensing oriented system for information and datahandling has been established within the WWW. Employing the programming language Java not only made possible the implementation of a platform-independent graphical user-interface, but also had advantages in respect to maintaice and universal use of the code. The system has been implemented in the framework of the Austrian MISSION project and demonstrates internet-based cooperation on processing and application of remote sensing data between spatially dispersed partners.

Kurzfassung
Kenntnisse über die Verteilung von Biotopen des alpinen Raumes sind aus ökologischer Sicht von großer Bedeutung. Da es jedoch über dem Dauersiedlungsraum nur vereinzelte, kleinräumige Kartierungen gibt, wurde eine mehrphasige Methode zur Biotopkartierung für den Bereich über dem Dauersiedlungsraum entwickelt. Durch den kombinierten Einsatz von Satellitenbilddaten, Luftbildern und terrestrischen Erhebungsmethoden für eine mehrphasige Inventur können dabei die Vorteile der verschiedenen Inventurinstrumente bzw. Verfahren optimal genutzt werden.

Abstract
Knowledge of the distribution of alpine biotopes is of great importance from an ecological point of view. However, only small and isolated alpine areas have been mapped up to now above permanent settlements. A multiphase approach to mapping alpine biotopes is presented that takes advantage of the combined use of satellite imagery, airphotos, and ground survey techniques for inventory purposes.

Kurzfassung
Die Erfassung und regelmäßige Aktualisierung des Ist-Zustandes der Landnutzung stellen eine essentielle Grundlage für raumplanerische Tätigkeiten dar. Der Einsatz der Fernerkundung mit räumlich hochaufgelösten Bilddaten eröffnet für die angesprochene Fragestellung neue Möglichkeiten. Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurde untersucht, inwieweit die Erfassung und in Folge auch die Aktualisierung bestehender Nutzungskartierungen mit Hilfe aktueller Fernerkundungsdaten realisierbar ist. Die Arbeiten erfolgten in Kooperation mit der oberösterreichischen Landesregierung / Abteilung Raumordnung. Das Projekt war Teil der österreichischen Projektinitiative MISSION.

Abstract
Acquisition and update of land-use information represents an essential input to regional planning activities. The use of high resolution remote sensing data offers a new dimension for this purpose. The presented project analyses the question, to what extent acquisition and updating of land-use maps is possible by means of remotely sensed imagery. The study was performed in cooperation with the Department of Regional Planning, State Government of Upper Austria (Oberösterreichische Landesregierung). The project is part of the Austrian project-initiative MISSION.

Kurzfassung
Die neue Generation hochauflösender Satellitenbilddaten eröffnet zusätzliche Einsatzmöglichkeiten der Fernerkundung in der Forstwirtschaft, da erstmalig Bilddaten im Auflösungsbereich von einzelnen Baumkronen verfügbar sind. Das forstliche Teilprojekt des MISSION-Programmes geht von der Überlegung aus, daß sich der aus Fernerkundungsbilddaten zu deckende Informationsbedarf der Forstwirtschaft auf eine relativ kleine Anzahl von "forstlichen Primärdaten" (wie z. B. Baumart, Wuchsklasse usw.) zurückführen läßt. Ziel des Projektes war es, diese "forstlichen Primärdaten" aus den hochauflösenden Bilddaten mit neuen Auswertemethoden zu extrahieren und gemeinsam mit forstlichen Praktikern operationelle Anwendungsmethoden zu entwickeln.

Abstract
The new generation of high-spatial resolution satellite image data opens up new application opportunities in forestry: for the first time, satellite data are available with a pixel size below the size of a single tree crown. Any forest information to be mapped from remotely sensed images can be traced back to a relatively small number of so-called "primary forest data" such as tree species, age classes etc. The project concerning forestry applications within the MISSION-programme is based on this "primary data" concept. There are two main objectives: Firstly, to extract "primary data" from high-resolution satellite data with new image analysis methods, and secondly to develop methods for operational applications of the primary data together with partners from the Austrian forestry.

Kurzfassung
Verfahren für den Einsatz satellitengetragener Erdbeobachtung zur Modellierung und Vorhersage des Abflusses in hochalpinen Einzugsgebieten wurden entwickelt und im Einzugsgebiet Schlegeis (Zillertal) während zwei Abflußperioden erprobt. Wesentliche hydrologische Eingangsgrößen von Seite der Fernerkundung sind digitale Schneekarten, die aus Aufnahmen abbildender Radarsysteme (SAR) und optischer Sensoren abgeleitet werden. Testläufe zur Kurzfristprognose täglicher Abflüsse zeigen für die Periode der Schneeschmelze gute Ergebnisse, da sich die wesentlichen Eingangsdaten für das hydrologische Modell, Schneeflächen aus Satellitendaten und Lufttemperatur aus numerischen meteorologischen Vorhersagen, gut abschätzen lassen.

Abstract
Methods for the application of satellite data for modelling and forecasting the runoff in alpine drainage basins were investigated and tested in the drainage basin Schlegeis, Zillertal, in the Austrian Alps during two runoff seasons. Digital snow maps, derived from synthetic aperture radar and optical sensors, are the basic hydrological input data for the runoff calculations. Model runs show good results for runoff simulations during spring and summer. The quality of the short-term forecasts of daily runoff is good during the snowmelt period, because the main model input data, snow distribution from satellite data and air temperature from numerical meteorological forecasts, are accurate.

Kurzfassung
Für das Digitale Landschaftsmodell (DLM) des BEV wird aus hochauflösenden panchromatischen Satellitenbildern (IRS-1C-pan und SPOT-pan) und multispektrale Aufnahmen (Landsat TM) eine Ebene mit Bodenbedeckungsflächen abgeleitet. Texturanalyse und Schwellwertverfahren, multispektrale Klassifizierung mit erster und zweiter Wahrscheinlichkeitsdichte und bereits vorhandene DLM Daten werden in einem Regelsystem miteider verbunden. Für die endgültige Klassenzuordnungen werden auch noch Sicherheitscodes vergeben. Das Ergebnis ist ein Landnutzungsdatensatz mit 15 m x 15 m Auflösung und einer Genauigkeit von ca. 93%.

Abstract
Diverse remotely sensed data sets from the satelitte sensors Landsat Thematic Mapper, IRS-1C-pan and SPOT-pan have been utilized for a landuse classification to be added to the Digital Landscape Model (DLM) of the BEV. The results of a texture analysis, greyvalue thresholding, multispectral classifications with first and second probability density, as well as already existing data are combined in a rule based system. The resulting landuse-layer has classes with associated reliability categories and a 15 m x 15 m ground resolution. A quality assessment proved that 93% of the pixels are identical to classes of a visual reference classification.

Kurzfassung
Für Fragestellungen des Umweltmonitoring im alpinen Raum wurde der Informationsgehalt hochauflösender Satellitendaten untersucht. Im Vordergrund standen alm- und forstwirtschaftliche Problemstellungen. Dabei wurde die Differenzierbarkeit der bewirtschafteten Almflächen und Wälder sowie die Erfaßbarkeit verschiedener Nutzungsintensitäten analysiert. Weiters wurde die Differenzierbarkeit natürlicher Sukzessionsstadien aufgelassener Almen untersucht. Die eingesetzten Verfahren umfassen Beleuchtungskorrektur, Texturanalyse, Maximum Likelihood Klassifizierung und regelbasierte Postklassifizierung. Die Ergebnisse zeigen, daß hochauflösende Satellitendaten für umweltrelevante Fragestellungen im alpinen Umfeld eine wichtige zusätzliche Informationsquelle darstellen.

Abstract
High resolution satellite data have been analysed concerning their information content for selected problems in environmental monitoring in alpine regions. Special attention has been laid upon the differentiation of alpine pastures and forests. The methods used include illumination correction, texture analysis, Maximum Likelihood classification and rule based classification approaches. The results demonstrate the high potential of high resolution data for environmental studies in alpine regions.

Kurzfassung
Die Identifizierung von Strukturen und Lithologien bildet eine wichtige Grundlage im Rahmen hydrogeologischer Arbeiten. Im vorliegenden Projekt wurde die Eignung unterschiedlicher Fernerkundungsdaten im Hinblick auf diese Fragestellung getestet und beurteilt. Dabei erwies sich für die Strukturanalyse das digitale Geländehöhenmodell in Kombination mit aerogeophysikalischen Daten als am geeignetsten, während die lithologische Differenzierung unter den in Österreich gegebenen klimatischen Bedingungen eine Kombination unterschiedlicher Daten erfordert. Das Projekt war Teil der österreichischen Projektinitiative MISSION.

Abstract
The identification of structures and lithologies forms an important basis for hydrogeological activities. In the present project the applicability of different remote sensing data for this problem was evaluated. For structural analysis the digital elevation model in combination with aerogeophysical data is most appropriate. For lithological discrimination under Austrian climate conditions a combination of different data is indispensable. This project is part of the Austrian project-initiative MISSION.

Kurzfassung
In diesem Artikel wird ein Ansatz zur automatischen Extraktion von Straßen aus digitalen Luftbildern präsentiert. Der Ansatz beruht auf der Verwendung verschiedener Auflösungsstufen des Luftbildes. Die Straßen werden als Netz modelliert, das aus Kreuzungen und aus Verbindungen zwischen diesen Kreuzungen besteht. Für verschiedene sogente "globale Kontexte", d.h. offene Landschaft, Wald und Siedlung, werden Relationen zwischen Hintergrundobjekten, wie Gebäuden oder Bäumen, und Straßenobjekten, wie Straßenabschnitten, modelliert. Die Relationen, wie z.B. der Schattenwurf von Gebäude auf Straßenabschnitt, bestimmen sogente "lokale Kontexte". Die automatische Unterteilung des Luftbildes in globale Kontexte dient dazu, die Extraktion auf die erfolgversprechendsten Regionen zu fokussieren und ermöglicht Aussagen darüber, in welchen Bereichen des Luftbildes das Ergebnis am zuverlässigsten ist. Für die Straßenextraktion werden Kanten im ursprünglichen Bild hoher Auflösung (0.2 - 0.5 m) und Linien in einem auflösungsreduzierten Bild extrahiert. Unter Verwendung beider Auflösungsstufen und expliziten Wissens über Straßen werden Hypothesen für Straßenabschnitte generiert. Diese werden in einem iterativen Verfahren zu langen Verbindungen gruppiert. Neben reinen Gruppierungsverfahren werden zum Schließen von Lücken auch Wissen über den lokalen Kontext und sogente "Ribbon-Snakes" genutzt. Die Vernetzung der Straßen erfolgt durch die Extraktion von Kreuzungen. Die dargestellten Beispiele und die Ergebnisse einer Evaluierung auf Grundlage manuell erfaßter Referenzdaten zeigen die Leistungsfähigkeit des Verfahrens.

Abstract
This paper presents an approach for the automatic extraction of roads from digital aerial imagery. The approach makes use of several versions of the aerial image having different resolutions. Roads are modeled as a network of intersections and links between these intersections. For different so-called "global contexts", i.e., rural, forest, and urban area, the model describes relations between background objects, e.g., buildings or trees, and road objects, e.g., road-segments. The relations, e.g., the casting of a shadow from a tree on a road-segment, determine so-called "local contexts". The automatic segmentation of the aerial imagery into different global contexts is used to focus the extraction to the most promising regions and additionally allows to predict in which parts of the image the results are most reliable. For the actual extraction of the roads edges are extracted in the original high resolution image (0.2 - 0.5 m) and lines in an image of reduced resolution. Using both resolution levels and explicit knowledge about roads, hypotheses for road-segments are generated. They are grouped iteratively to larger segments. In addition to grouping algorithms also knowledge about the local context and so-called "Ribbon-Snakes" are used to bridge gaps. To construct the road network, finally intersections are extracted. The given examples and the results of an evaluation based on manually plotted reference data indicate the potential of the approach.