MorphoSAT

Automated geomorphological mapping based on satellite data
2017
Im Projekt MorphoSAT wird ein innovatives System für die automatische Kartierung ausgewählter geomorphologischer Einheiten umgesetzt, getestet und validiert.
Projektstrukturplan mit Arbeitspaketen
Kurzfassung: Entscheidungsträger, Raumplaner, Energiekonzerne u.a. benötigen geomorphologische Karten und Informationen für unterschiedliche Fragestellungen wie Gefahrenzonenplanung sowie Landschaftsbewertungen. Für viele Regionen gibt es – wenn überhaupt – nur traditionelle geomorphologische Karten mit Symbol-Darstellungen. Diese Karten sind wenig praktikabel, da sie die Komplexität von Landschaftssystemen nicht wiedergeben können und in hohem Maße subjektiv sind. Durch die Anwendung von computerbasierten Methoden wie beispielsweise der objektbasierten Bildanalyse (OBIA) können GIS-konforme geomorphologische Karten auf Basis von DEMs und Satellitenbildern erzeugt werden.Allerdings gibt es für die computerbasierte geomorphologische Kartierung nur wenige Standards, weshalb die bereits entwickelten Verfahren sehr unterschiedliche, kaum vergleichbare Ergebnisse liefern. Die Verfügbarkeit konsistenter globaler/regionaler hochaufgelöster Satellitenbilddaten und -produkte (z.B. WorldDEM) liefert einen neuen Anreiz, um die Standardisierung und Operationalisierung auf dem Gebiet der digitalen geomorphologischen Kartierung wesentlich voranzutreiben, mit dem Ziel konsistente, objektive, GIS-konforme geomorphologische Karten für große Gebiete zu produzieren.Auf Basis dieser Zielsetzung wird im Projekt MorphoSAT ein innovatives System für die automatische Kartierung ausgewählter geomorphologischer Einheiten umgesetzt, getestet und validiert. Die geomorphologischen Einheiten werden a priori qualitativ und quantitativ spezifiziert, unter Berücksichtigung bereits vorhandener Spezifikationen. Das Verfahren basiert auf aktuellen global verfügbaren konsistenten Satellitendaten und –produkten (WorldDEM, ERS-2, ENVISAT, Sentinel-2, Copernicus etc.) und LiDAR-DEMs. Ein wesentliches Ziel ist die Einbindung von Experten und potenziellen Kunden, die vor allem die Spezifizierungs- und Validierungsphase unterstützen werden. Das entwickelte Kartierungssystem soll objektiver, interoperabler und räumlich unabhängiger sein als bestehende Verfahren und damit die großflächige Anwendung ermöglichen.

Ziele: Entwicklung und Optimierung von Tools und Workflows zur automatisierten Ableitung von geomorphologischen Formen auf Basis neuester Satellitendaten (TanDEM-X DEM, Sentinel-2, Copernicus). Folgende andere Ergebnisse werden erwartet:• Automatisierte desktop- und cloud-basierte Tools für die großflächige automatisierte Produktion von konsistenten GIS-konformen geomorphologischen Karten/Informationen auf Basis aktueller global verfügbarer Satellitendaten/-produkte;• GIS-konforme geomorphologische Karten und Informationen für die Testgebiete;• Online-Portal für die Bereitstellung der geomorphologischen Produkte;• Erweiterte geomorphologischer Modelle bzw. neu spezifizierte Modelle auf Basis von Expertenwissen und prototypischen Satellitendatensignaturen für Referenzpolygone;• Workflow für die quantitative Qualitätsbewertung von WorldDEMs/ERS-2-ENVISATDEMs; quantifizierte Genauigkeiten für die Test-DEMs;• Publikationen und technische Berichte (Workflows, Anforderungs-, SWOT-, Marktanalyse)

Methodik: Anforderungs- und Bedarfsanalyse --> Spezifikation ausgewählter geomorphologischer Formen --> Katalogisierung und Vorbereitung der Satellitendaten --> Integrative Datenauswertung mit Verfahren der objektbasierten Bildanalyse und der Statistik --> Software-Implementierung
Projektfacts
ProjekttitelAutomated geomorphological mapping based on satellite data
ProjektkürzelMorphoSAT
ProjektkurztitelAutomated geomorphological mapping based on satellite data
ProjektleitungMSc. Filippo Vecchiotti
ProjektmitgliederDipl. Ing. Dr. Arben Koçiu
FachabteilungIngenieurgeologie
Zeitraum01.05.17 - 30.04.19
FinanzierungÖsterreichische Forschungsförderungsgesellschaft (ASAP)