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Fusion of high spatial resolution multispectral and object height data for urban environmental monitoring. Methods and applications

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Verfügbarkeit räumlich hochaufgelöster Multispektral- und Objekthöhendaten nimmt für die urbanen Gebiete der Erde stetig zu. Die synergetische Verknüpfung solcher Daten birgt ein großes Potenzial zur genauen Beschreibung von Städten, da diese Daten einen hohen Informationsgehalt aufweisen und redundanzfrei sind. Trotz dieser positiven Entwicklung fehlt es in vielen Städten an detaillierten Karten, welche Aufschluss über planungsrelevante Siedlungsparameter geben. Ein Grund für diese Beobachtung ist die methodische Herausforderung, die Fülle an zugänglichen Geodaten in verlässliche thematische Informationen zu überführen. Demzufolge besteht ein großer Bedarf an akkuraten und übertragbaren Auswertungsverfahren, welche sich das Synergiepotential räumlich hochaufgelöster Multispektral- und Objekthöhendaten für ein verbessertes Stadtmonitoring zunutze machen. Die Arbeit zielt darauf ab, diesen Bedarf zu decken. Das übergeordnete Ziel der Dissertation war, Methoden zur Fusion räumlich hochaufgelöster Multispektral- und Objekthöhendaten zu entwickeln und deren Nutzen im Rahmen stadtumweltbezogener Fragestellungen zu demonstrieren. Folglich sollte die Arbeit einen technischen und einen angewandten Beitrag auf dem Gebiet der urbanen Fernerkundung leisten. Das Hauptaugenmerk lag auf der genauen und robusten Kartierung der Landbedeckung und Stadtstruktur. Darüber hinaus wurden verschiedene urbane Bewertungsindikatoren extrahiert und zu einem neuen Dichtemaß verknüpft. Die abgeleiteten Karten und Indikatoren kamen im Zuge einer abschließenden Analyse zum Einsatz, welche sich mit den Ursprüngen städtischer Wärmeinseln befasste. Um das obige Ziel zu erreichen, wurde im Vorfeld eine umfangreiche Literaturrecherche vorgenommen. Diese ermöglichte die Identifikation derzeitiger Forschungsdefizite und führte zur Formulierung spezifischer Arbeitsziele. Nach den Zielen richtete sich der praktische Teil der kumulativen Dissertation, welcher insgesamt vier Studien umfasste.

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Der Band beschäftigt sich mit der Analyse und Bewertung verschiedener Flächennutzungsstrukturen hinsichtlich ihres Potenzials zur Verbesserung des thermischen Komforts für die Stadtbevölkerung in Oberhausen im Hinblick auf den urbanen Klimawandel. Für diese Untersuchung wurden während eines einjährigen Messzeitraumes (August 2010 bis Juli 2011) meteorologische Messungen in sieben Klimatopen des Stadtgebietes durchgeführt, um entsprechende Wirkungen während des gesamten Jahresverlaufes analysieren zu können. Darüber hinaus erfolgten mikroskalige Modellsimulationen für einen Innenstadtstandort, um die Wirkung verschiedener Anpassungsmaßnahmen während heißer Tage, die Klimawandel bedingt zukünftig häufiger auftreten werden, darzustellen. Der Fokus der untersuchten Anpassungsmaßnahmen lag dabei auf der Erhöhung des unversiegelten, verdunstungsaktiven Flächenanteils. Zusätzlich wurden Variationen der Gebäudeparameter vorgenommen sowie die Randbedingungen der Simulationen (Windgeschwindigkeit, Bodenwassergehalt) modifiziert. Die Ergebnisse zeigen den positiven Effekt verdunstungsaktiver Vegetations- und Gewässerflächen sowie der Ventilation auf den thermischen Komfort, wobei die Wirksamkeit der Maßnahmen tageszeitlich variiert. Die größte Effektivität konnte daher durch die Kombination verschiedener Maßnahmen (Verdunstung, Verschattung und Ventilation) erzielt werden. Als besonders empfehlenswert erwies sich das Anlegen savannenartig strukturierter Parkflächen. Diese erreichen durch verdunstungsaktive Grasflächen sowie vereinzelte, schattenspendende Bäume eine Verbesserung des thermischen Komforts ohne die Belüftung und Abkühlung einzuschränken.

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