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Erfassung der früheren und aktuellen Siedlungsdynamik von Hanoi auf Basis von heterogenen Satellitenbildern

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Zusammenfassung: Die Megacity Hanoi erfährt bereits seit Jahrzehnten ein enormes Wachstum, zeitweise ungeplant, zeitweise geplant. Die räumliche Erfassung dieser Stadtentwicklung stellt dabei die Basis dar, um daraus Ableitungen für die zu-künftigen Verkehrsund Stadtentwicklungspläne vorzunehmen. Seit Beginn der 70er Jahre gibt es Satellitenbilddaten, die mittlerweile fast historische Stadtbilder widerspiegeln. Mit Hilfe verschiedener Satellitenbilddaten, basierend auf Landsat MSS, Landsat TM5, Landsatz ETM7 bis hin zu RapidEye Sensoren wurden unterschiedliche Methoden zur semi-automatischen Klassifizierung der Stadtausdehnung sowie der Strukturänderung getestet und optimiert, um einen schnellen, aber auch qualitativ tragbaren Überblick zur Siedlungsdynamik zu erhalten. Als erste Methode wurde eine objektbasierte Klassifizierung auf Basis der eCognition-Software 8.0 angewandt, bei der zunächst eine Segmentierung und dann Klassifzierung für diese Segmente durchgeführt wurden. Die wenig trans- parente Ausweisung von Segmenten erwies sich als sehr nachteilig. Zeitreihen mit unterschiedlichen Wetterbedingungen, Jahreszeiten oder räumlich unterschiedliche Ausschnitte weisen dabei keine Vergleichbarkeit auf, um ein semi-automatisches Verfahren anzuwenden. Positiv hat sich dagegen die Verwendung eines eigenen DELPHI IMM Ansatzes von Repräsentanten erwiesen, da damit die ,Segmente' vorgegeben und somit für alle optischen Sensordaten gleich sind. Eine Übertragbarkeit in Zeitreihen ist dadurch deutlich hö her. Dies gilt auch für die Übertragbarkeit auf Daten von anderen Sensoren, wie beispielsweise Sentinel 2. Zu-künftig k ö nnten diese frei verf ügbaren Sentinel-Daten eine preisgünstige M öglichkeit sein, um einen schnellen Hinweis auf Suburbanisierung, Verdichtung oder Verslumung zu erhalten. Das Ziel eines multi-temporalen Ansatzes konnte aufgrund der vielen Wolken im Großraum des subtropischen Hanois und damit schlechten Datenlage nicht erreicht werden. Für weitere Forschungsarbeiten könnte alternativ der Einsatz von Radardaten getestet werden, die unabhängig von Wolken und für Sentinel 1 alle 6 Tage verfügbar sind. Die Veränderungsanalyse hat im Groben genau die Gebiete ermittelt, die politisch als suburbane Stadterweiterung oder als New Urban Area (NUA) deklariert wurden. Darüber hinaus konnten schneller und langsamer wachsende Gebieteüber die Zeitschnitte detektiert sowie kleinräumigere Differenzierungen erkannt werden.



Summary: Acquisition of the former and current settlement dynamics of Hanoi based on heterogeneous satellite images. The Megacity Hanoi is growing enormously for decades, partly unplanned, temporarily planned. Spatial coverage of this urban development is a good basis for deriving prospective traffic- and urban development plans. Satellite imagery exists since the early 70s which now document almost historic cityscape. Different methods for semi-automatic classification of urban growth and structure were tested and optimized by means of several satellite data based on Landsat MSS, Landsat TM5, Landsat ETM7 or RapidEye sensors in order to get a quick and acceptable overview of the urban dynamics. The first applied method was a object- oriented classification with eCognition 8.0 divided into segmentation and classification. The object definition rules of time series already of one sensor based on different weather conditions, seasons and bounding boxes were not transferrable caused by completely different segmentation. In contrast to this an approach with representatives has better results for time series because these 'segments' are pre-defined and have always the same borders. The same is true for data from other sensors, for example Sentinel 2. This free data could become in future a low-cost possibility to get quick hints for suburbanization, agglomeration or urban decay. The aim of a multi-temporal approach was not achieved due to an unsufficient number of satellite data caused by many clouds in the subtropical area. The use of radar satellite data, irrespective of clouds, could specially in this area be an alternative and a focus for further research works. Sentinel 1 is a radar satellite with a revisit time of six days. The analysis of the change has roughly confirmed the political plans for suburban growth or also known as New Urban Area (NUA). Moreover, areas with fast or slow growth were detected while urban structures were differentiated in more detail.
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Keywords: FERNERKUNDUNG; KLASSIFIZIERUNG; SATELLITENBILDER; STADTENTWICKLUNG; URBANISIERUNG

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2016

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