adois - Beispiel für Mustererkennung und Maschinelles Lernen
"adois"-Pilotanwendung beim Kreis Warendorf
Der Kreis Warendorf hat im Rahmen einer Pilotanwendung die Open-Source-Softwarelösung "adois" getestet und erwägt einen produktiven Einsatz, um versiegelte Flächen aus Luftbildern zu detektieren.
Versiegelt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Flächen mit Gebäuden oder Verkehrsflächen bedeckte sind. Durch maschinelle Auswertung von Luftbildern unter Nutzung von Trainingsdaten, die auf den ALKIS-Daten des Liegenschaftskatasters beruhen, können Versiegelungskarten erstellt werden.
Mit den Ergebnissen und weiter aufbereiteten Darstellungen ließe sich der Versiegelungsgrad für Gebiete ermitteln, um z.B. Abflussmengen abzuschätzen oder den Versiegelungszuwachs in bestimmten Zeiträumen zu beobachten.
Das "adois"-Projekt des Kreises Recklinghausen und der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen
Auf der "adois"-Projekthomepage findet sich folgende Projektbeschreibung:
"adois – automatic detection of impervious surfaces – ist eine Auftragsforschung des Kreises Recklinghausen in Kooperation mit der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen mit dem Ziel der automatisierten Erkennung versiegelter Flächen aus Fernerkundungsdaten mit Methoden des Deep Learnings.
adois ermittelt aus RGB- und NIR-DOPs (Digital Orthophoto) hochauflösende Versiegelungskarten inklusive einer Aggregation auf nutzungsspezifische Flächen. Die DOPs werden dabei über einen konfigurierbaren WMS (Web Map Service) bezogen.
Das Modell ist auf manuell erhobenen Daten des Emschergenossenschaft Lippeverbands trainiert worden."
In einem Fachartikel "Wie eine Maschine Versiegelungskarten erstellt" im VDVmagazin 03/23 sind Informationen zum Projekt, technische Details und beispielhafte praktische Anwendungen der Ergebnisse auf kommunaler Ebene zusammengestellt.
Im Web GIS des Kreises Recklinghausen sind die Versiegelungsgrade der Flurstücke des gesamten Kreisgebiets visuell dargestellt.
Ob eine solche Darstellung auch für den Kreis Warendorf erstellt wird muss noch technisch und organisatorisch geklärt werden. Die Software und die vorhandenen Daten bieten jedenfalls die nötigen Voraussetzungen.
Ergebnis der"adois"-Pilotanwendung im Kreis Warendorf: Einzelne versiegelte Flächen
Die versiegelten Flächen werden in objektbasierter Form ausgegeben und können in GIS-Anwendungen, z.B. QGIS, eingelesen und weiter bearbeitet werden:
Ergebnis der"adois"-Pilotanwendung im Kreis Warendorf: Übersicht der Versiegelungsgrade
Die versiegelten Flächen werden zudem in Rasterflächen, z.B. in einem 50mx50m-Raster, zusammengefasst und können entsprechend farbig dargestellt werden, um z.B. Gebiete mit hoher Versiegelungsdichte zu erkennen:
Ergebnis der "adois"-Pilotanwendung im Kreis Warendorf: Veränderungshinweise für das Liegenschaftskataster
Für die Arbeit der Katasterbehörde könne, ähnlich wie mit Cop4ALL Veränderungshinweise abgeleitet werden, z.B. zu Änderungen im Bestand der Gebäude und Bauwerke, sowie der Verkehrs- und Wasserflächen.
Auch hier sind nicht alle dieser Änderungshinweise, insbesondere im Bereich von Vegetation, korrekt und es kommt durch das Blattwerk von Bäumen zu Verdeckungen. Versiegelungen unter der Vegetationsdecke können nicht detektiert werden, wenn die Bildflüge zur Erstellung der Luftbilder/Orthophotos mit Belaubung durchgeführt wurden.
Außerdem sind einige Änderungshinweise bereits aus anderen Quellen bekannt. Dies muss überprüft und eine doppelte Berücksichtigung vermieden werden.
Die verbleibenden ermittelten Veränderungshinweise müssen daher durch Beschäftigte gesichtet oder automatisiert mit anderen Veränderungshinweisen abgelichen werden.
Dann können verbleibdende ALKIS-Änderungshinweise in den "ALKIS-Änderungsmanager" des Amtes für Vermessung und Geoinformation mit einem entsprechenden Label für die weitere Sachbearbeitung datenbankbasiert gesammelt, dokumentiert und priorisiert werden.
