Heft 2/2001

Kurzfassung
Das Wissen um die aktuelle Schneelage ist weltweit von großem Interesse (Stichwort: Klimaüberwachung, Wasserversorgung, etc.). In diesem Zusammenhang ist auch die Klassifizierung von Schnee aus Satellitenaufnahmen seit Jahren von wissenschaftlichem Interesse. Für die Wiener Wasserwerke wurde ein Pilotprojekt gestartet, mit dem die Schneeschmelze in den Quellgebieten modelliert werden soll. Die Schneeklassifizierung dient der Kalibrierung dieses Modells. Hier wird ein Überblick über die Problematik gegeben und vorgestellt, wie im konkreten Fall vorgegangen wurde. Zunächst gibt es eine Einführung über die Eigenschaften des Schnee und seiner Erscheinungsform in Bildern der optischen Sensoren und der Mikrowellensysteme. Dann wird genauer auf den verwendeten Klassifizierungsvorgang, der im wesentlichen aus einer unüberwachten Klassifizierung mit Beleuchtungsberücksichtigung bzw. einer Ratio-Bildung aus zeitlichen Bildfolgen besteht. Die Beschreibung der Vorgehensweise wird mit Beispielen unterlegt.

Abstract
Knowledge about current snowcover is of great interest world-wide (cue: monitoring climate change, water supply, etc). In this context classification of snow from satellites has been of scientific interest for years. The Vienna Water Supply Authority has initiated a pilot project which focuses on modelling snowmelt in the areas of fresh water springs. The classification of snow is used for calibration purposes of the model. In this article an overview of the problem is presented describing the procedure within the project. A first part is dedicated to snow properties and appearance of snow in images from optical and microwave sensors followed by a more detailed description of the classification approach, that is based on an unsupervised classification taking into account illumination and on a ratio calculation of temporal image sequences, respectively. The text is complemented by examples.

Kurzfassung
Die Zunahme des atmosphärischen Kohlendioxids (CO2) und anderer Treibhausgase wie Methan (CH4) oder Distickstoffoxid (N2O) führt zu einer Erwärmung des Klimas. Dies könnte eine Reihe schwerwiegender Umweltprobleme verursachen, wie eine Zunahme an Stürmen, Überschwemmungen, Dürren und anderer Naturkatastrophen. Während Politiker in langwierigen Verhandlungen um rechtlich verbindliche Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasen ringen, ist der globale Kohlenstoffkreislauf ins Zentrum der wissenschaftlichen Diskussion gerückt. Doch fehlen oft geeignete Geodaten für die Quantifizierung von Kohlenstoffflüssen. Anhand dreier Beispiele wird in diesem Artikel das Potenzial der Radarfernerkundung zur Erfassung CO2-relevanter Parameter dargestellt und dabei auftretende Probleme diskutiert.

Abstract
The increase of carbondioxid (CO2) and other greenhouse gases like methane (CH4) or nitrous oxide (N2O) in the atmosphere has caused global warming. There is emerging evidence that because of this phenomenon the frequency of storms, floods, droughts and other natural disasters is increasing. While politicians discuss legally binding measures to reduce the emission of greenhouse gases, scientists have started to explore the meachanisms of the global carbon cycle in greater detail. But often the magnitude of carbon fluxes and carbon pools is not sufficiently well known due to the lack of environmental data. In this article the potential and limitation of radar remote sensing for measuring geophysical parameters of relevance to the global carbon cycle is discussed based on three pilot studies: forest mapping with SAR interferometry, soil moisture monitoring and freeze/thaw mapping with scatterometer data.

Kurzfassung
In diesem Aufsatz werden die Probleme diskutiert, die entstehen, wenn eine Aerotriangulation (nach der Bündelblockmethode) im System der Landesvermessung durchgeführt wird. Es sind dies die Erdkrümmung (P1), der Unterschied zwischen Lage- und Höhenmaßstab (P2) und die Änderung des Lagemaßstabes im Projektgebiet (P3). Problem P1 kann sehr gut durch die sogente Erdkrümmungskorrektur gelöst werden. Während der Einfluss von P2 und P3 bei der konventionellen Aerotriangulation über Pass- und Verknüpfungspunkte (sog. Indirekte Georeferenzierung) in Lage und Höhe unwesentlich ist, kann er bei der direkten Georeferenzierung (über GPS/INS) in der Höhe nicht vernachlässigt werden.

Abstract
This paper deals with the problems that arise when an aerial-triangulation (with the bundle-method) is performed in the national coordinate system. These problems are the earth curvature (P1), the different scales in planimetry and height (P2), the variation of the scale in planimetry across the area of a given project (P3). Problem P1 may be solved by the so-called correction of the earth curvature. Whereas P2 and P3 have negligible effects in planimetry and height when performing a conventional aerial-triangulation using control- and tie-points (so-called indirect georeferencing), their effect in height is not negligible when performing direct georeferencing (using GPS/INS).

Kurzfassung
Laser-Scanning ist eine Aufnahmetechnik zur Erfassung topographischer Daten und ist für viele Anwendungsbereiche interessant. In diesem Artikel wird neben einer kurzen Beschreibung der Aufnahmetechnik (mit dem Schwerpunkt Distanzmessung) auf die Filterung und Klassifizierung von Laser-Scanner-Daten zur Erstellung eines digitalen Geländemodells (DGMs) im Stadtgebiet eingegangen. Die hierfür entwickelte Methode - die hierarchische iterative robuste lineare Prädiktion - wird vorgestellt. Dieser vom Groben ins Feine arbeitende Algorithmus bewirkt neben einer Verringerung der Rechenzeit eine Stärkung in der Robustheit der Auswertung. Anhand eines Projekts im Stadtgebiet von Wien (3. Bezirk) wird auf die Genauigkeit des mit dieser Methode berechneten DGMs eingegangen. Den Abschluss bildet ein kurzer Ausblick auf zukünftige Anwendungsmöglichkeiten von Laser-Scanner-Daten.

Abstract
Laser scanning is a widely used technique for obtaining topographic information for a lot of interesting applications. Following the introduction, we will describe in this article the measurement system in section 2. The emphasis is laid on the distance measurement of this data acquisition method. Next, the data of a small laser scanning project in the 3rd district of Vienna are presented. Using the data of this project, the filtering and classification of laser scanner data for the determination of a digital terrain model (DTM) with iterative robust linear prediction in a hierarchical fashion are explained (section 4). This coarse-to-fine approach makes the method more robust and decreases computation time. The final DTM describes the ground, trees, cars, houses and other urban objects are eliminated. The results for the test data set are shown, an accuracy analysis in included. Finally, a short outlook treats future applications of laser scanning.

Kurzfassung
In einem fünfjährigen Forschungsprojekt des Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (1995 - 2000) mit dem Titel "Geoinformationssysteme und EDV-Kartographie" wurde das duale Prinzip in der Kartographie konsequent und professionell angewandt, allerdings nicht in der üblichen Form von inhaltlich unterschiedlichen, eider ergänzenden Produkten, sondern gleicher Produkte für unterschiedliche Transportvehikel einzusetzen. Damit erhält auch das elektronische Medium eine Kartengraphik, welche jener des Printmediums entspricht. Im interaktiven multimedialen Informationssystem "GeoInfo-Austria" wird der Rastergraphik der Kartenbilder die Skelettgeometrie der Vektoren unterlegt, welche - für den Nutzer nicht sichtbar - das Karten-User-Interface darstellt, über welches alle von der Karte ausgehenden Interaktionen laufen. Für Interaktionen, welche über die DB laufen, bilden Funktions-Buttons und spezielle Interaktionsfenster das User-Interface. Die so erzielten kartographischen Visualisierungen sind in einem topographischen Kartenhintergrund eingebettet und selbst wieder interaktiv angelegt, so daß der Nutzer durch entsprechende Interaktionen bis zu den Primärmodelldaten gelangen kann. "GeoInfo-Austria" verfügt auch über andere mediale Komponenten wie zum Beispiel Text, Bilder, Statistiken, aber auch Toninformationen, welche durch Anklicken von hot spots abgerufen werden können. Selbst einfache Kartogramme nach nutzerspezifischen Vorstellungen können mit "GeoInfo-Austria" kreiert werden, wobei allerdings nur die in der Datenbank vorgehaltenen Daten benutzt werden können.

Abstract
The topic of this paper is a report on a five year research program (1995 - 2000) of the Scientific Research Fund of Austria (FWF) entitled "Geoinformation systems and computer-assisted cartography". In this scientific project the so called dual principle of atlas cartography was consistently and professionally applied but not in the usual way of products differing in contents or supplementing each other but in that of the same products were used for different information vehicles. Because only the database is used for print media as well as for the electronic medium, maps are represented even on the electronic medium in an adequate graphical outfit. In the interactive cartographic information system "GeoInfo-Austria" these symbolized maps in raster mode are underlayed by the skeleton geometry in vector mode which is - not visible for the interacting user - the user interface for all interactions starting from maps. Database queries can be visualized using buttons or retrieval masks with specific functions as user interfaces. The cartographic visualization result is embedded in topographical background and these maps or cartograms are interactive too, so the user of the system can recourse to the primary data. "GeoInfo-Austria" offers additional media components such as texts, pictures, statistics and sound by clicking hot spots in the map. Users can create simple cartograms relating to the topics of their own choice by using the data of the "GeoInfo-Austria" database.

Kurzfassung
Eine das ganze Staatsgebiet umfassende Landnutzungskartierung in thematisch differenzierter Form liegt als digitales Datenset vor, das "Rauminformationssystem Österreich". Dieses enthält im Mittleren Maßstab und z.T. erstmals die räumliche Verteilung und Struktur von bestimmten Nutzungs- bzw. Oberflächentypen. Darüber wird in Verbindung mit einem Ausschnitt aus dem Datenset (Farbkarte als Beilage) berichtet. Das Produkt wurde am Institut für Geographie der Universität Klagenfurt erarbeitet (Arbeitsgruppe Prof. Seger).

Abstract
A landuse and landcover dataset for the entire territory of AUSTRIA is available at the Department of Geography and Regional Studies, Klagenfurt University, Carinthia. The system of land use units is represented at an outline of the data set (color map). The geometrical resolution as well as the accuracy of the delineation of the land use patches is more detailed than in any other comparable data sets. A number of land use categories are shown for the first time, such as, e.g., different classes of forests (defined by the percentage of deciduous trees versus coniferous trees) or the differentation between arable land and grassland areas.

Kurzfassung
Die Vermessung von Abbaustätten mit Hilfe von hochauflösenden Fernerkundungsdaten wird am Beispiel einer Kiesgrube im Wiener Becken demonstriert. Über drei Jahre hinweg werden die Abbaufortschritte in Fläche und Volumen bestimmt. Geocodierte Luftbilder und IKONOS-Satellitendaten dienen als Grundlage zur Planimetrierung im geographischen Informationssystem (GIS). Zusammen mit Abbautiefen, die einerseits aus Vermessungsplänen entnommen, andererseits aus Schattenlängen berechnet sind, werden Abbauvolumen ermittelt. Der Vergleich mit Firmegaben zeigt gute Übereinstimmung zwischen tatsächlichen und mittels Fernerkundung abgeleiteten Daten. Die Abweichungen betragen =1% für längere Zeitintervalle und 6% für kurze Zeitabschnitte.

Abstract
Air photos and satellite data with high ground resolution have been used to determine area and volume of a gravel pit over the last three years. The images are imported into a geographic information system (GIS) to measure the surface area. Information about depth comes from geodetic surveys as well as from calculations using the length of shadows of the pit walls. Comparison with data provided by the gravel pit owner shows good agreement between real and modelled volumes. Deviations amount to =1% for long time periods and 6% for short intervals.

Kurzfassung
In ein und demselben Testgebiet wird eine topografische Aufnahme mittels konventioneller und codierter Messmethode angewendet. In einem direkten Vergleich können damit Vor- und Nachteile besser quantifiziert werden. Ziel ist es, einen weitgehend kontrollierten und automatischen Datenfluss zu nutzen und besonderes Augenmerk auf Wirtschaftlichkeit und Produktivität zu legen.

Abstract
The todays possibilities of modern surveying instruments and techniques made possible a new way to carry out standard surveying tasks. With this new way the ultimate aim to establish a controlled and automatic digital data flow from the field to the office (from the original observations to the ready drawing) can be realized. Still there is little experience and a comparison of the up to now used method based on manually drawn field sketches with the new one that makes use of specific measuring codes can hardly be found in literature. For a selected test field the differences of both methods are investigated especially focussing on economical aspects and the productivity of the outdoor work. There is shown that the new technique is very practicable and has some advantages compared to the conventional method.