ABSTRACT:Due to the dynamic character of urban land use (e.g. urban sprawl) there is a demand for frequent updates for monitoring, modeling, and controlling purposes. Urban land use is an added value that can be indirectly derived with the help of various properties of land cover classes that describe a certain area and create a distinguishable structure. The goal of this project is to extract land use (LU) classes out of a structure of land cover (LC) classes from high resolution Quickbird data and additional LiDAR building height models. The study area is Rostock, a German city with more than 200.000 inhabitants. To model the properties of urban land use a graph based approach is adapted from other disciplines (industrial image processing, medicine, informatics). A graph consists of nodes and edges while nodes describe the land cover and edges define the relationship of neighboring objects. To calculate the adjacency that describes which nodes are combined with an edge several distance ranges and building height properties are tested. Furthermore the information value of planar versus non-planar graph types is analyzed. After creating the graphs specific indices are computed that evaluate how compact or connected the graphs are. In this work several graph indices are explained and applied to training areas. Results show that the distance of buildings and building height are reliable indicators for LU-categories. The separability of LU-classes improves when properties of land cover classes and graph indices are combined to a LU-signature.
KURZFASSUNG:Aufgrund des dynamischen Charakters von StĂ€dten (Suburbanisierung/Zersiedelung) entsteht ein Bedarf an regelmĂ€Ăiger Aktualisierung urbaner Landnutzungsdaten fĂŒr Modellierungs-,Ăberwachungs-und Kontrollzwecke. Urbane Landnutzung stellt einen Mehrwert dar, der mit Hilfe von spezifischen Eigenschaften von Landbedeckungsklassen, die ein bestimmtes Gebiet beschreiben und eine erkennbare Struktur bilden, indirekt abgeleitet werden kann. Das Ziel des Projektes ist die Extraktion stĂ€dtischer Landnutzungstypen aus Landbedeckungsklassen, die aus hochaufgelösten optischen Quickbird-Satellitendaten und einem LiDAR-OberflĂ€chenmodell abgeleitet wurden. Das Untersuchungsgebiet Rostock ist eine deutsche Stadt mit mehr als 200.000 Einwohnern. Um die Eigenschaften der Stadtstrukturen zu modellieren wurde ein graphenbasierter Ansatz, der bereits in anderen Wissenschaftszweigen (industrielle Bildverarbeitung, Medizin, Informatik) eingesetzt wird, adaptiert. Ein Graph besteht aus Knoten, die die Landbedeckung reprĂ€sentieren, und Kanten, die die Eigenschaften zu benachbarten Objekten definieren. Um die Adjazenzmatrix zu berechnen, die beschreibt welche Knoten und Kanten miteinander verbunden sind, wurden verschiedene Distanzbereiche und Höhenangaben getestet. DarĂŒber hinaus wurde der Informationswert planarer und nicht-planarer Graphen analysiert. Nach der Graphenbildung wurden spezifische Indikatoren berechnet, die beschreiben wie kompakt oder zusammenhĂ€ngend der Graph ist. In diesem P...