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Investigation of utilizing digital satellite imagery for the acquisition of update information for the ATKIS Basis DLM (1999)

Researcher:S. Beutner, U. Wißmann, H. Wegmann
Duration:1996-1999

Cooperation with:  Landesvermessung und Geobasisinformation Niedersachsen (LGN)

Research Group: Sensorfusion und topographische Bildauswertung

Contact Person: Helge Wegmann

This entry is only in German available!

Ziele:  

Die Landesvermessungsbehörden der Bundesländer haben den gesetzlichen Auftrag, Daten über die topographischen Gegebenheiten der Erdoberflächen (Geodaten) aktuell zu erfassen, zu dokumentieren und den Nutzern zur Verfügung zu stellen. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach diesen Daten in digitaler Form haben die Behörden damit begonnen, digitale Systeme wie das Amtliche Topographisch-Kartographische Informations-System (ATKIS) aufzubauen. 
Für eine langfristig sinnvolle Nutzung von ATKIS ist es unabdingbar, die digitalen Situations- und Höhendaten laufend zu aktualisieren. Insbesondere für linienhafte Objekte wie z.B. Straßen, wird ein Fortführungsintervall von 3 bis 6 Monate angestrebt (bisher 5 Jahre). In diesem Zusammenhang wird der Einsatz operationeller, hochauflösender und multispektraler, opto-elektronischer Sensoren aus dem Weltraum (wie z.B. MOMS-02, IRS-1C) als eine ideale Lösungsmöglichkeit angesehen. Innerhalb dieses Projektes wurden der indische Satellit IRS-1C und, um das Potential zukünftiger kommerzieller Satelliten (z.B. IKONOS) mit einer Bodenauflösung von ca. 1m bereits im Vorhinein zu analysieren, der flugzeuggestützte Zeilenscanner DPA untersucht. Die Beurteilung der Datenqualität fand im Hinblick auf die einzelnen Fortführungsschritte Detektion von Veränderungen, Interpretation der Veränderungen und die Nachführung im Originaldatenbestand unter Berücksichtigung bestimmter linienhafter ATKIS-Objekte statt.  

Testgebiete: 
Als Auswertegebiete wurden zwei Testgebiete definiert. Das Auswertegebiet Göttingen umfasst zwei Blätter der Topographischen Karte TK25 (ca. 260 km²) und eignete sich in vielerlei Hinsicht für ein Projekt zur Untersuchung der oben genannten Aufgaben. Zum einen lagen aktuelle Referenzdaten für die Evaluierung der Datenqualität sowie als Grundlage einer Fortführung vor und zum anderen ließ die Größe des Testgebietes die exemplarische Auswertung eines kompletten und genügend großen Areals in vertretbarer Zeit zu. Das zweite Testgebiet Hannover-EXPO (ca. 36 km²) ist durch sein urbanen und ländlichen Charakter ebenfalls ein repräsentatives Auswertegebiet. In diesem Untersuchungsgebiet konnte daneben noch der Nutzen der Stereoauswertung zur Erfassung von Geodaten überprüft werden, da in diesem Gebiet Stereo-Daten vom indischen Satelliten IRS-1C vorlagen.   

Ergebnisse:  
Die interaktive Erfassung von ATKIS-Linienobjekte aus IRS-1C Daten ist aus verschiedenen Gründen schwierig. An erster Stelle muss die zur Objektbreite geringe Bodenauflösung genannt werden. Deswegen hat der Kontext, in den die Linien eingebettet sind, einen wesentlichen Einfluss auf deren Sichtbarkeit. Zum anderen gibt ein sichtbares Linienobjekt selbst durch seine Erscheinung, seinen allgemeinen Verlauf sowie die Einbindung im Zusammenhang mit anderen Linien Aufschluss über die Objektart. Eine wesentliche Rolle bei der Erkennung und Deutung von Linien in der IRS-1C-Szene spielt nicht nur das Objekt selbst und seine Form, sondern auch die Umgebung. Sie sorgt zum einen für den zur Erkennung notwendigen Kontrast durch ihren Grauwert und ihre Textur, andererseits enthält sie u. U. auch zusätzliche Informationen über topologische Zusammenhänge (Struktur des topologischen Netzes der Verkehrswege, Art der Verbindung im Netz).  Die Attributierung nach ATKIS ist äußerst unsicher und lückenhaft, und auch die korrekte Zuordnung der Verkehrswege zu entsprechenden Objektarten wies im günstigsten Fall (Straßen, Wege) noch eine Fehlerquote von etwa 10% auf.

Bild:
Das Bild zeigt eine Satellitenbildkarte vom EXPO-Gebiet Hannover. Das Hintergrundbild ist eine orthoentzerrte Aufnahme des indischen Satelliten IRS-1C vom 26. Dezember 1996 und die dargestellten Linien sind die erkannten ATKIS-Objekte Schienenbahn/Gleisanlage, Strasse und Weg, die mittels dieses digitalen Satellitenbildes Fortgeführt wurden.

Publications

Jacobsen,K., Konecny,G., Wegmann,H. (1998): High Resolution Sensor Test Comparison with SPOT, KFA1000, KVR1000, IRS-1C and DPA in Lower Saxony, IntArchPhRS XXXII/4, 1998, S.260-269

Heipke, C., Beutner, S., Straub, B.-M., Wegmann, H. Wiedemann,C. (1999): Acquisition and Updating of ATKIS using Satellite Remote Sensing Imagery, Proceedings of the IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium "Remote Sensing of the System Earth - A Challenge for the 21st Century", Hamburg, 1999, 3 S. | file |

Wegmann H., Beutner S., Jacobsen K. (1999): Topographic Information System by Satellite and Digital Airborne Images, ISPRS Joint Workshop, “Sensor and Mapping from Space 1999”, Hannover, 5 S., CD | file |

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