GIS-Anwendungen in der Vegetationsanalyse

Methoden der Biodiversitätsforschungfür Bachelor-Studierende

V 01 - Winter 10/11

Dr. Heike CulmseeVegetationsanalyse & Phytodiversität

Inhalt

1. Allgemeines zu Geographischen Informationssystemen

2. Unterstützung der „4M“ umweltrelevanter Prozesse durch GIS

3. Beispiel: Mittel- bis langfristige Vegetationsveränderungen in Israel

Definition GIS

Ein geographisches Informationssystem (GIS) ist ein System aus Hardware, Software und Anwendungen, mit dem raumbezogene Daten erfasst, verwaltet, analysiert und präsentiert werden können. Durch den Raumbezug der Daten unterscheidet sich ein GIS in seinen Bearbeitungsmethoden wesentlich von anderen Informationssystemen. Liebig & Mummenthey 2002

Informationssysteme und GIS

Informationssysteme im Überblick. Aus: Liebig & Mummenthey (2002)

Informationsebenen eines GIS

Datenstrukturen

Geometrie- und Attributdaten

http://www-gvm.jrc.it/glc2000/

Global Landcover 2000 (GLC2000)

Global Landcover 2000 (GLC2000)

Vektordaten

Rasterdaten

Die „4M“ umweltrelevanter Prozesse

Beispiel: Mittel- bis langfristige Vegetationsveränderungen in Israel

Carmel, Y. & Kadmon, R. (1998): Computerized classification of Mediterranean vegetationusing panchromatic aerial photographs. – Journal of Vegetation Science 9: 445-454.

ca. 50 mPanchromatisches Luftbild

Mt. Meron, Galiläa; Vegetationstyp: Kermeseichen-Wälder und -Gebüsche

Ziel 1: Erstellung von akkuraten Vegetationskarten, die eine Aussage über den Anteil von Bäumen, Gebüschen und krautiger bis nicht vorhandener Vegetation erlauben.

Vegetationsklassifikation: Kl. 1: Bäume (Höhe > 2.5 m)Kl. 2: Sträucher (Höhe > 2.5 m)Kl. 3: Krautige Vegetation und nicht von Vegetation bedeckter Boden

Ziel 2: Monitoring von Vegetationsveränderungenvon 1964 bis 1992.

Measurement, Mapping und Modellentwicklung1. In Testgebieten wurden bei Feldbegehungen einzelne Vegetationselemente

auf dem Luftbild markiert, vermessen und einer der Vegetationsklassen zugeordnet.

2. Abgleich der Ergebnisse aus den Feldbegehungen mit den Grau-Stufen auf dem Luftbild und Bearbeitung der Luftbild-Graustufenskala.

3. Entwicklung eines neighbourclassification algorithm, der auf der Farbdifferenz benachbarter Pixelpunkte basiert.

4. Überprüfung der Genauigkeit der Rechenergebnisse anhand von erneuten Bodenbegehungen.

5. Erneutes Abgleichen der Rechenmodelle mit den Geländedaten.

Grundlagendaten = Luftbild

Vegetationskarte auf Basis von

Felderhebungen (measurement &

mapping)

Luftbildinterpretation auf Basis der

ermittelten Schwellenwerte

Ergebnis der Nachbarschafts-

analyse

Monitoring

Großflächige digitale Luftbildinterpretation nach der Nachbarschafts-Methode für die Jahre 1964 und 1992 im Vergleich

Weitere Anwendungen in der Vegetationsanalyse

Zum Beispiel: • Analyse des Beziehungsgefüges der

Vegetationsebene mit anderen für die Standortskunde relevanten Ebenen (z.B. Reliefsituation, Geologie, Hydrologie)

• Flächenstatistik bei der Vegetations-und Biotoptypenkartierung

• Berechnung von Landschafts-Metrices (z.B. Biodiversitäts-Indices, Nachbarschaftsanalysen, Konnektivitätsstudien)

• Kopplung mit Datenbanken z.B. bei der Global Change Forschung

Sic! Die Analyse kann immer nur die Genauigkeit der Grundlagendaten (measurement & mapping) widerspiegeln!