Vorgehensweise

Dieser Abschnitt soll den Workflow zur Lösung der Thematik wiedergeben. Dafür werden nur die gewählten Arbeitsschritte erklärt und im Anschluss schematisch dargestellt. Die Vorzugsvariante wurde mithilfe der GIS-Software ArcMap und der Erweiterung "Spatial Analyst" umgesetzt.

Der erste Schritt ist die Koordinatentransformation vom WGS84 (EPSG: 4326) in das kartesische Koordinatenreferenzsystem ETRS89/UTM Zone 33N (EPSG: 25833). Mithilfe des Werkzeuges "Raster projizieren" wird das Raster überführt. Anschließend werden weitere Pre-Prozessschritte für eine sicherere Klassifizierung durchgeführt. Es ist zu beachten, dass am Ende wieder ein Raster im RGB-Farbraum für die Klassifizierung entstehen muss. Zur Aufwertung der Daten wurden drei Filteroperationen hintereinander auf jeden Kanal einzeln angewandt (Werkzeug: "Focal Statistics"). Zuerst ein Medianfilter, dann ein Maximumfilter und anschließend ein Minimumfilter. Der Medianfilter soll besonders die total zerstörten Gebäude (schwarz) auf wenige Grauwerte reduzieren. Die folgende Closing-Operation reduziert die Schraffuren innerhalb der Gebäudeflächen sowie die Gebäudeumrisse. Die einheitlichen Gebäudeflächen sorgen für ein besseres Ergebnis der Klassifizierung.

Für die Klassifizierung der Gebäudeflächen wurde das Maximum-Likelihood-Verfahren verwendet. Obwohl zunächst für jedes Kartenblatt Trainingsgebiete erstellt werden müssen, liefert es doch die besten Ergebnisse. Die Merkmalsräume jeder Klasse werden somit an die Grauwerte jedes Kartenblattes einzeln angepasst und erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Klassenzuordnung.

Nach der Klassifizierung wird für jede Klasse ein Binär-Raster erstellt, um erneut Filteroperationen durchzuführen. Dabei wird zwischen den total zerstörten Gebäuden (schwarz) und den anderen drei Klassen (blau, grün und rot) unterschieden. Wie in dem Schema zu erkennen ist, wird entweder eine Closing-Operation oder eine Opening-Operation umgesetzt. Dies dient einerseits zum Füllen kleinerer Löcher im Rasterbereich und andererseits zur Änderung einzelner falsch klassifizierten Bildelemente. Nun können die Raster vektorisiert werden und anschließend zu einem ESRI-Shapefile zusammengeführt werden. Für weitere Verbesserungen im Vektorbereich wurden die Werkzeuge "Polygonteil entfernen" und "Polygon glätten" genutzt. Nun kann der Layer mit den erstellten Gebäudeflächen entsprechend über ein Attribut symbolisiert und dargestellt werden. Alle Arbeitsschritte müssen für jedes Kartenblatt durchlaufen werden.

erarbeiteter Arbeitsablauf