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Heft 3-4/2001
Heft 3-4/2001
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Die automatische Erkennung konzeptioneller Modelle in Satellitenbildern mit Methoden der Objekterkennung
Kurzfassung
Die an der ZAMG für meteorologische Zielsetzungen adaptierten Objekterkennungsverfahren liefern dem Meteorologen ein wichtiges Hilfsmittel für den Bereich der Kurzfristprognosen. Eine Reihe von Wolkenstrukturen wie z.B. konvektive Wolkenzellen, gekrümmte Wolkenbänder, Faserstrukturen, S-förmige Wolkenränder und streifenförmige trockene Bereiche im Wasserdampfbild können automatisch erkannt werden. Die Kombination der Information aus Satellitenbildern und von numerischen Prognosedaten bildet die Grundlage der automatischen Analyse einer Reihe von konzeptionellen Modellen. Das vorgestellte System ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Wellenentwicklungen, der Entstehung von Gewitterzellen oder der rapiden Zyklogenese.
Abstract
Pattern recognition methods employed at ZAMG, provide a fast tool to the meteorologist in the domain of the very short range forecasting. The developed algorithms allow to automatically detect a number of image structures like cloud cells, curved cloud bands, cloud fibres, S-shaped cloud borders and water vapour structures can be detected automatically. The combination of information from the satellite imagery and numerical model output is the basis for the automatic detection of a number of conceptual models. Early indications can be given, for instance, for wave developments, for rapidly developing thunderstorms and for rapid cyclogenesis events.
Die an der ZAMG für meteorologische Zielsetzungen adaptierten Objekterkennungsverfahren liefern dem Meteorologen ein wichtiges Hilfsmittel für den Bereich der Kurzfristprognosen. Eine Reihe von Wolkenstrukturen wie z.B. konvektive Wolkenzellen, gekrümmte Wolkenbänder, Faserstrukturen, S-förmige Wolkenränder und streifenförmige trockene Bereiche im Wasserdampfbild können automatisch erkannt werden. Die Kombination der Information aus Satellitenbildern und von numerischen Prognosedaten bildet die Grundlage der automatischen Analyse einer Reihe von konzeptionellen Modellen. Das vorgestellte System ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Wellenentwicklungen, der Entstehung von Gewitterzellen oder der rapiden Zyklogenese.
Abstract
Pattern recognition methods employed at ZAMG, provide a fast tool to the meteorologist in the domain of the very short range forecasting. The developed algorithms allow to automatically detect a number of image structures like cloud cells, curved cloud bands, cloud fibres, S-shaped cloud borders and water vapour structures can be detected automatically. The combination of information from the satellite imagery and numerical model output is the basis for the automatic detection of a number of conceptual models. Early indications can be given, for instance, for wave developments, for rapidly developing thunderstorms and for rapid cyclogenesis events.
Beobachtung von Stadtentwicklung mit Fernerkundung - Applikationen und Innovationen
Kurzfassung
Städtische Metropolen und deren Umland gehören zu den dynamischsten Regionen in Europa. Die Verwaltung dieser Räume, im Hinblick auf Suburbanisierung und den damit verbundenen Umweltbelastungen, bedarf effektiver Methoden sowohl zur Stadt- und Raumplanung als auch zur Überwachung der Umwelt. Zur Beobachtung der Siedlungsentwicklung kann die Fernerkundung einen substantiellen Beitrag leisten. Der vorliegende Artikel beschreibt zwei exemplarische Arbeiten, die den Einsatz der Fernerkundung für regionales und lokales Monitoring im urbanen und suburbanen Bereich aufzeigen.
Abstract
Urban and suburban regions are the most dynamic areas in Europe. There is an increasing need on efficient tools for administrating and monitoring these regions. Remote sensing can contribute substantially to the process of monitoring the urban development. The presented paper describes two applications, where remote sensing is used for regional and local monitoring of urban and suburban regions.
Städtische Metropolen und deren Umland gehören zu den dynamischsten Regionen in Europa. Die Verwaltung dieser Räume, im Hinblick auf Suburbanisierung und den damit verbundenen Umweltbelastungen, bedarf effektiver Methoden sowohl zur Stadt- und Raumplanung als auch zur Überwachung der Umwelt. Zur Beobachtung der Siedlungsentwicklung kann die Fernerkundung einen substantiellen Beitrag leisten. Der vorliegende Artikel beschreibt zwei exemplarische Arbeiten, die den Einsatz der Fernerkundung für regionales und lokales Monitoring im urbanen und suburbanen Bereich aufzeigen.
Abstract
Urban and suburban regions are the most dynamic areas in Europe. There is an increasing need on efficient tools for administrating and monitoring these regions. Remote sensing can contribute substantially to the process of monitoring the urban development. The presented paper describes two applications, where remote sensing is used for regional and local monitoring of urban and suburban regions.
Spektral hochauflösende Fernerkundung zur Beurteilung und Überwachung der Umweltauswirkungen von Bergbautätigkeit - erste Ergebnisse des Projekts MINEO
Kurzfassung
Die Auswirkung von Bergbautätigkeit auf die Umwelt ist ein Problem von europäischer Dimension. Spektral hochauflösende (hyperspektrale) Fernerkundungsdaten ermöglichen eine exaktere Identifizierung von Materialien im Vergleich zu konventionellen multispektralen Daten. Der Vergleich von 126-Kanal HyMap Hyperspektraldaten mit spektroskopischen Bodenmessungen zeigt, daß die Auswertung hyperspektraler Fernerkundungsdaten eine geeignete Methode zur genauen Charakterisierung der komplexen Landbedeckung in Bergbaugebieten darstellt.
Abstract
The impact of mining activities on the environment is a problem of European dimension. High spectral resolution (hyperspectral) remote sensing data allow an improved identification of materials compared to conventional multispectral data. The comparison of 126-band HyMap hyperspectral data with spectroscopic ground measurements shows that the interpretation of hyperspectral remote sensing data is a suitable method for characterizing the complex land cover of mining areas.
Die Auswirkung von Bergbautätigkeit auf die Umwelt ist ein Problem von europäischer Dimension. Spektral hochauflösende (hyperspektrale) Fernerkundungsdaten ermöglichen eine exaktere Identifizierung von Materialien im Vergleich zu konventionellen multispektralen Daten. Der Vergleich von 126-Kanal HyMap Hyperspektraldaten mit spektroskopischen Bodenmessungen zeigt, daß die Auswertung hyperspektraler Fernerkundungsdaten eine geeignete Methode zur genauen Charakterisierung der komplexen Landbedeckung in Bergbaugebieten darstellt.
Abstract
The impact of mining activities on the environment is a problem of European dimension. High spectral resolution (hyperspectral) remote sensing data allow an improved identification of materials compared to conventional multispectral data. The comparison of 126-band HyMap hyperspectral data with spectroscopic ground measurements shows that the interpretation of hyperspectral remote sensing data is a suitable method for characterizing the complex land cover of mining areas.
Kartierung und Monitoring von Baumressourcen außerhalb des Waldes in Zentralamerika
Kurzfassung
Im vorliegenden Beitrag werden die Arbeiten des Instituts für Vermessung, Fernerkundung und Landinformation der Universität für Bodenkultur Wien im Rahmen des INCO-DC-Projekts TROF (Tree Resources Outside Forest) vorgestellt. Im Mittelpunkt des Interesses stehen dabei einzelne Bäume und Baumgruppen, die nicht unter die Walddefinition fallen. Diese Baumressourcen haben besonders in den Tropen wichtige Funktionen, werden aber durch die klassischen Waldinventuren nicht erfasst. Eine kombinierte Auswertung von Satellitenbilddaten unterschiedlicher räumlicher und spektraler Auflösung ermöglicht die Kartierung dieser Baumressourcen in verschiedenen Maßstäben. Durch Einbindung von terrestrischen Aufnahmen und Luftbildinterpretationen können in einem mehrstufigen Verfahren auch Aussagen über spezielle Kenngrößen der Baumressourcen wie z.B. den Holzvorrat gewonnen werden.
Abstract
This paper presents the activities of the Institute of Surveying, Remote Sensing and Land Information of the University of Agricultural Sciences (Universität für Bodenkultur Vienna) within the framework of the INCO-DC-project TROF (Tree Resources Outside Forest). The project concentrates on single trees and small groups of trees which do not come under the definition of forest. These tree resources play an important role especially in the tropics, but they are not included in common forest inventories. They can be mapped on different scales using satellite images of different spatial and spectral resolution. Terrestrial surveys and aerial photo interpretation may be integrated in a multi-stage-process of assessing these tree resources. Thus attributes of this tree resources like tree biomass can be estimated in addition.
Im vorliegenden Beitrag werden die Arbeiten des Instituts für Vermessung, Fernerkundung und Landinformation der Universität für Bodenkultur Wien im Rahmen des INCO-DC-Projekts TROF (Tree Resources Outside Forest) vorgestellt. Im Mittelpunkt des Interesses stehen dabei einzelne Bäume und Baumgruppen, die nicht unter die Walddefinition fallen. Diese Baumressourcen haben besonders in den Tropen wichtige Funktionen, werden aber durch die klassischen Waldinventuren nicht erfasst. Eine kombinierte Auswertung von Satellitenbilddaten unterschiedlicher räumlicher und spektraler Auflösung ermöglicht die Kartierung dieser Baumressourcen in verschiedenen Maßstäben. Durch Einbindung von terrestrischen Aufnahmen und Luftbildinterpretationen können in einem mehrstufigen Verfahren auch Aussagen über spezielle Kenngrößen der Baumressourcen wie z.B. den Holzvorrat gewonnen werden.
Abstract
This paper presents the activities of the Institute of Surveying, Remote Sensing and Land Information of the University of Agricultural Sciences (Universität für Bodenkultur Vienna) within the framework of the INCO-DC-project TROF (Tree Resources Outside Forest). The project concentrates on single trees and small groups of trees which do not come under the definition of forest. These tree resources play an important role especially in the tropics, but they are not included in common forest inventories. They can be mapped on different scales using satellite images of different spatial and spectral resolution. Terrestrial surveys and aerial photo interpretation may be integrated in a multi-stage-process of assessing these tree resources. Thus attributes of this tree resources like tree biomass can be estimated in addition.
Monitoring von Schutzwäldern mit Satelliten-Fernerkundung
Kurzfassung
Die Erfassung von Veränderungen in Schutzwäldern des Alpenraums ist mit herkömmlichen Methoden, wie z.B. terrestrischen Erhebungen oder multitemporalen Luftbildinterpretationen, sehr zeit- und damit kostenintensiv. Die beschriebenen Arbeiten zeigen daher Möglichkeiten auf, wesentliche Änderungen großflächig, durch den Einsatz multitemporaler Satellitenaufnahmen und historischer topographischer Karten, zu erheben.
Abstract
The mapping of changes in alpine protection forests with conventional methods such as terrestrial surveys or multitemporal aerial photo interpretations are very time and cost intensive. Therefore, methods for mapping and monitoring of significant changes for large area applications by means of satellite remote sensing imagery and historical topographic maps are presented in this respect.
Die Erfassung von Veränderungen in Schutzwäldern des Alpenraums ist mit herkömmlichen Methoden, wie z.B. terrestrischen Erhebungen oder multitemporalen Luftbildinterpretationen, sehr zeit- und damit kostenintensiv. Die beschriebenen Arbeiten zeigen daher Möglichkeiten auf, wesentliche Änderungen großflächig, durch den Einsatz multitemporaler Satellitenaufnahmen und historischer topographischer Karten, zu erheben.
Abstract
The mapping of changes in alpine protection forests with conventional methods such as terrestrial surveys or multitemporal aerial photo interpretations are very time and cost intensive. Therefore, methods for mapping and monitoring of significant changes for large area applications by means of satellite remote sensing imagery and historical topographic maps are presented in this respect.
Fernerkundung zur Sicherung der Wiener Wasservorräte
Kurzfassung
Die Initiative zum Projekt "Schneealpe" kam von den Wiener Wasserwerken. Über Schneeschmelzmodellierung, die durch Wetterbeobachtungen gesteuert wird, soll der Vorgang der Schneeschmelze verfolgt werden und damit jederzeit Auskunft über das noch vorhandene Wasserpotential möglich sein. Das Modell muß über Satellitenaufnahmen kalibriert werden. Dazu wird in SPOT-Bildern die Schneebedeckung festgestellt. ERS Aufnahmen liefern Information über Feuchteveränderungen. Obwohl noch Verbesserungen notwendig sind, ist ein vielversprechender Anfang für den späteren Einsatz in der Praxis gemacht.
Abstract
The project "Schneealpe" has been initiated by the Vienna Water Management Department. A snow-melt model controlled by weather observations, provides information about the melting process and can deliver information about the current snow water equivalent at any time. The model needs to be calibrated. Therefore, SPOT images were employed for classifying the extent of the snow cover, while ERS images are used for determining the moisture change. Although improvements are still necessary, a promising begin has been made for future utilisation in practice.
Die Initiative zum Projekt "Schneealpe" kam von den Wiener Wasserwerken. Über Schneeschmelzmodellierung, die durch Wetterbeobachtungen gesteuert wird, soll der Vorgang der Schneeschmelze verfolgt werden und damit jederzeit Auskunft über das noch vorhandene Wasserpotential möglich sein. Das Modell muß über Satellitenaufnahmen kalibriert werden. Dazu wird in SPOT-Bildern die Schneebedeckung festgestellt. ERS Aufnahmen liefern Information über Feuchteveränderungen. Obwohl noch Verbesserungen notwendig sind, ist ein vielversprechender Anfang für den späteren Einsatz in der Praxis gemacht.
Abstract
The project "Schneealpe" has been initiated by the Vienna Water Management Department. A snow-melt model controlled by weather observations, provides information about the melting process and can deliver information about the current snow water equivalent at any time. The model needs to be calibrated. Therefore, SPOT images were employed for classifying the extent of the snow cover, while ERS images are used for determining the moisture change. Although improvements are still necessary, a promising begin has been made for future utilisation in practice.
Einsatzmöglichkeiten der Radarinterferometrie zur Überwachung von Hangbewegungen und Absenkungen
Kurzfassung
Methodische Grundlagen der differentiellen Radarinterferometrie (DINSAR), die es ermöglichen von Satelliten aus Bewegungen an der Erdoberfläche mit großer Genauigkeit zu messen, werden erläutert. Fallbeispiele für die Kartierung von langsamen Hangbewegungen in hochalpinen Gebieten und für die Analyse von Absenkungen einzelner Gebäude in städtischen Gebieten werden vorgestellt. Das Anwendungspotential von DINSAR wird diskutiert.
Abstract
Basic methods of differential radar interferometry (DINSAR), enabling measurements of surface motion from repeat-pass satellite images with very high accuracy, are briefly reviewed. Case studies are presented for mapping very slow slope movements in high Alpine areas and for monitoring subsidence of single houses in urban areas. The application potential of DINSAR is discussed.
Methodische Grundlagen der differentiellen Radarinterferometrie (DINSAR), die es ermöglichen von Satelliten aus Bewegungen an der Erdoberfläche mit großer Genauigkeit zu messen, werden erläutert. Fallbeispiele für die Kartierung von langsamen Hangbewegungen in hochalpinen Gebieten und für die Analyse von Absenkungen einzelner Gebäude in städtischen Gebieten werden vorgestellt. Das Anwendungspotential von DINSAR wird diskutiert.
Abstract
Basic methods of differential radar interferometry (DINSAR), enabling measurements of surface motion from repeat-pass satellite images with very high accuracy, are briefly reviewed. Case studies are presented for mapping very slow slope movements in high Alpine areas and for monitoring subsidence of single houses in urban areas. The application potential of DINSAR is discussed.
3D Objekterfassung mittels Fernerkundung
Kurzfassung
Die Erfassung der Erdoberfläche durch die Fernerkundung war bisher traditionell 2-dimensional, wird aber zunehmend um die dritte Dimension erweitert. Digitale Verfahren der optischen Bildmessung, Radardaten-Verarbeitung sowie auch die Laserabtastung werden vermehrt eingesetzt, sodass damit 3-dimensionale Modelle der Umwelt entstehen. Als besonderes Beispiel wird die Erstellung von Gebäudemodellen aus interferometrischen Radarbildern mit Genauigkeiten im Bereich von +/-1 Meter behandelt.
Abstract
Remote Sensing of the Earths surface has traditionally produced two-dimensional data products, but recently, this is being augmented by the third dimension. Digital optical imaging, radar data processing, as well as laser scanning, are increasingly being applied to produce three-dimensional models of the environment. As a special example, the generation of building modelings from interferometric radar images, with results at an accuracy of ± 1 meter is discussed.
Die Erfassung der Erdoberfläche durch die Fernerkundung war bisher traditionell 2-dimensional, wird aber zunehmend um die dritte Dimension erweitert. Digitale Verfahren der optischen Bildmessung, Radardaten-Verarbeitung sowie auch die Laserabtastung werden vermehrt eingesetzt, sodass damit 3-dimensionale Modelle der Umwelt entstehen. Als besonderes Beispiel wird die Erstellung von Gebäudemodellen aus interferometrischen Radarbildern mit Genauigkeiten im Bereich von +/-1 Meter behandelt.
Abstract
Remote Sensing of the Earths surface has traditionally produced two-dimensional data products, but recently, this is being augmented by the third dimension. Digital optical imaging, radar data processing, as well as laser scanning, are increasingly being applied to produce three-dimensional models of the environment. As a special example, the generation of building modelings from interferometric radar images, with results at an accuracy of ± 1 meter is discussed.
Satellitendaten in internetbasierten Informationssystemen - Möglichkeiten der Bilddatenkompression
Kurzfassung
Die Dateigröße von Satellitendaten bewegt sich oftmals im Bereich mehrerer hundert Megabyte und kann diesen Wert bei großräumigen Mosaiken sogar bei weitem überschreiten. Datenhandhabung und Datennutzung werden dadurch entscheidend behindert und erschwert. Dieses Faktum wird durch die Dateigrößen der neuen VHR (Very High Resolution) Daten (wie z.B. IKONOS) noch verstärkt. Die Kompression von Bilddaten ist daher ein wichtiger Forschungsgegenstand und es entstanden verschiedene Ansätze, wie z.B. die Kompression mit Wavelets oder die fraktale Kompression. Der vorliegende Beitrag hat das Ziel, verschiedene Kompressionsverfahren zu vergleichen und Möglichkeiten für die Betrachtung und Übertragung von Satellitendaten in Informationssystemen über das Internet aufzuzeigen.
Abstract
Filesizes of satellite data are often in the dimension of several hundreds of megabytes. Large image mosaics can even surpass this value. The same applies to the newly available VHR (Very High Resolution) satellite data (e.g. IKONOS). These filesizes can dramatically affect datahandling as well as usage of the data. Hence research in the field of image compression is an important issue and has resulted in a number of different approaches such as the wavelet-based or fractal compression. The present paper compares different compression methods and proposes techniques to view and integrate satellite data into internet-based information systems.
Die Dateigröße von Satellitendaten bewegt sich oftmals im Bereich mehrerer hundert Megabyte und kann diesen Wert bei großräumigen Mosaiken sogar bei weitem überschreiten. Datenhandhabung und Datennutzung werden dadurch entscheidend behindert und erschwert. Dieses Faktum wird durch die Dateigrößen der neuen VHR (Very High Resolution) Daten (wie z.B. IKONOS) noch verstärkt. Die Kompression von Bilddaten ist daher ein wichtiger Forschungsgegenstand und es entstanden verschiedene Ansätze, wie z.B. die Kompression mit Wavelets oder die fraktale Kompression. Der vorliegende Beitrag hat das Ziel, verschiedene Kompressionsverfahren zu vergleichen und Möglichkeiten für die Betrachtung und Übertragung von Satellitendaten in Informationssystemen über das Internet aufzuzeigen.
Abstract
Filesizes of satellite data are often in the dimension of several hundreds of megabytes. Large image mosaics can even surpass this value. The same applies to the newly available VHR (Very High Resolution) satellite data (e.g. IKONOS). These filesizes can dramatically affect datahandling as well as usage of the data. Hence research in the field of image compression is an important issue and has resulted in a number of different approaches such as the wavelet-based or fractal compression. The present paper compares different compression methods and proposes techniques to view and integrate satellite data into internet-based information systems.