Urbane Fernerkundungsüberwachung – Beitrag zum Aufbau eines intelligenten Stadtnetzwerks

Urbane Fernerkundungsforschung nutzt Fernerkundungstechnologien zur Untersuchung des sozialen und natürlichen Umfelds von Städten und liefert damit eine Grundlage für Stadtplanung, -management und -entwicklung. Sie umfasst die Identifizierung und Klassifizierung statischer urbaner Phänomene wie Landnutzung und Bevölkerungsdichte sowie die Beobachtung ihrer dynamischen Veränderungen und stellt so grundlegende Daten für urbane Informationssysteme bereit. Angesichts der fortschreitenden Urbanisierung hat sich die urbane Fernerkundungsforschung zu einem der wichtigsten Entwicklungsbereiche in Disziplinen wie Geographie, Ökologie und Stadtplanung entwickelt.

Urbane Fernerkundungsüberwachung

Urbane Fernerkundung und -analyse nutzt Fernerkundungstechnologien wie Satelliten, Flugzeuge und Drohnen, um Informationen über die Stadtoberfläche zu erfassen und verschiedene städtebauliche Merkmale durch Bildverarbeitung und Fernerkundungsinterpretation zu extrahieren. Fernerkundungsbilder bilden die Grundlage für diese Analysen. Durch Klassifizierung, Segmentierung und Erkennung von Veränderungen in Fernerkundungsbildern lassen sich Informationen wie die Oberflächentemperatur, ökologische Indizes, die Gebäudeverteilung und die Landnutzung gewinnen. Darüber hinaus kann die Fernerkundungstechnologie zur Überwachung und Analyse von Indikatoren wie der städtischen Grünfläche, der Ausdehnung von Gewässern und der Bevölkerungsdichte eingesetzt werden.

Überwachung der städtischen Oberflächentemperatur

Heute leben über 55 % der Weltbevölkerung in Städten. Der Agglomerationseffekt urbaner Ballungsräume zieht immer mehr Menschen in die Städte und prägt sie maßgeblich. Städte sind zum wichtigsten Fenster für die Wahrnehmung des Klimawandels und seiner Auswirkungen geworden, und das lokale Stadtklima, das sich in Form von Hitzewellen und städtischen Wärmeinseln manifestiert, unterliegt tiefgreifenden und dramatischen Veränderungen. Die städtische Oberflächentemperatur ist ein Schlüsselparameter zur Charakterisierung dieser Veränderungen und spielt eine wichtige Rolle in der Stadtklima- und Umweltforschung. Da sich globale Datenprodukte zur Oberflächentemperatur hinsichtlich räumlicher und zeitlicher Auflösung, Genauigkeit, Zeitrahmen und Abdeckung stetig verbessern, wird die Oberflächentemperatur in der globalen Klimaforschung eine zunehmend wichtige Rolle spielen.

CAS Xi'an Optics & Aerospace – Urbane Oberflächentemperaturinversion

Die obige Abbildung zeigt die Ergebnisse der Oberflächentemperaturinversion am Beispiel der Stadt Huzhou. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist,Die Oberflächentemperatur in städtischen Gebieten ist im Allgemeinen höher als in Berg- und Waldgebieten.  

△Klassifizierung der Bewertung ökologischer Indizes mittels Fernerkundung

Ökologischer Index für städtische Fernerkundung

Darüber hinaus stellt das Fernerkundungs-Ökosystemindexmodell eine einzigartige Methode zur Bewertung der städtischen Ökosysteme dar, die auf Fernerkundungstechnologie basiert.Der auf Fernerkundungstechnologie basierende ökologische Fernerkundungsindex verknüpft Vegetationsindex, Feuchtigkeitsindex, Oberflächentemperatur und den durch Inversion gewonnenen Index für bebauten/unbewachsenen Boden. Er ermöglicht die schnelle Überwachung und Bewertung der regionalen Umwelt, die Visualisierung, raumzeitliche Analyse und Trendprognose regionaler ökologischer Veränderungen und gleicht die Schwächen des EI-Index aus.  

CAS Xiguang Aerospace – Ökologische Indexinversion mittels städtischer Fernerkundung

Wie aus der Abbildung ersichtlich ist,Der ökologische Zustand von Städten ist schlechter als der von Gebieten mit hoher Vegetationsbedeckung, wie zum Beispiel Wäldern, aber die meisten städtischen Gebiete befinden sich immer noch in einem mäßigen bis guten Zustand.  

Die Fernerkundung und -analyse urbaner Gebiete hat sich heute zu einem wichtigen Instrument entwickelt, das Informationen und Entscheidungsgrundlagen für Stadtentwicklung, Umweltschutz und Ressourcenmanagement liefert. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Anwendung der Fernerkundungstechnologie wird erwartet, dass die urbane Fernerkundung und -analyse künftig eine noch größere Rolle spielen und einen bedeutenderen Beitrag zu nachhaltiger Stadtentwicklung und ökologischem Umweltschutz leisten wird.