Strukturen einer Landschaft:
Beschreibung der Grunddaten eines Geoökosystems
Zur Erkennbarkeit von Bildobjekten

1. Lineare Strukturen:
Topographische Besonderheiten (wie Relief, Siedlungen, Gewässer, Verkehrseinrichtungen), Besitz- und Nutzungsverhältnisse sind auch beim Blick von oben an den speziellen Abgrenzungen zu erkennen, da Grenzen immer linienhaft sind.
Besonders gut unterscheidbar sind
natürliche Objekte (ohne geometrische Form wie Seen und Flüsse) und künstliche Objekte (mit geometrischer Form wie Siedlungen, Landebahnen, Straßen, Felder).

Landsat Echtfarbenbild DLR linienhafte Strukturen

2. Flächige Strukturen sind wesentlich komplexer. Sie zeigen
- die Art der Vegetationsgebiete und geben Hinweise auf die klimatische Situation,
- sie zeigen Feuchtgebiete und damit eine hydrologische Situation,
- sie zeigen geologische Strukturen, Böden und damit auch eine geomorphologische Situation.
- sie zeigen den Eingriff des Menschen, der fast immer mit einem erkennbaren System arbeitet, z.B. Bodennutzungssystem.
Im Farbkomposit RGB=(321) oder =(341) oder =(543) sind Seen, Wälder und Ackerflächen am
spezifischen Farbton zu erkennen, im Graustufenbild ist das nicht mehr möglich.
Die Helligkeit (Graustufe) hängt sowohl vom durchgeführten Stretch als auch von den Reflektionseigenschaften der Objektoberflächen, von den Beleuchtungsverhältnissen und von der Atmosphäre ab. Damit kann deshalb alleine nicht gearbeitet werden. Aussagekräftiger sind dagegen Helligkeitsunterschiede zwischen verschiedenen Flächen, da z.B. eine stärker reflektierende Fläche stets heller wiedergegeben wird als eine weniger reflektierende.
Ein Wald reflektiert ca. 5%, eine Wiese ca. 15% und eine Sandfläche reflektiert ca. 30% des einfallenden Lichts. Damit ist ein Wald sehr dunkel im Vergleich zur Wiese, und ein Acker oder eine Sandstraße heben sich deutlich als sehr hell von Wald oder Wiese ab.
Eine andere Besonderheit (in höchst aufgelösten Bildern) ist das Auftreten spezieller
Texturen. Das sind Flächenmuster, die für spezielle Objekte typisch sein können.
Künstlich bearbeitete Flächen haben oft regelmäßige Texturen (linienhaft, streifig), natürliche Oberflächenformen dagegen unregelmäßige (fleckig, wolkig).

Reisfelder im Satbild und Küstenformen
Dieses Bild zeigt Reisfelder auf Sumatra (Crisp, Mai 2001). Die unterschiedlichen Texturen zeigen den Wachstumsfortschritt auf den großen Reisfeldern (unten) und oben auf der Insel zeigen die Texturen die schmalen Felder, und am Ufer zeigen die Texturen die Ablaufrinnen im Schlick an der Küste.

Schatteneffekte:
Ein anderer Effekt beruht auf unterschiedlicher Beleuchtungsintensität im Gelände mit starkem Relief. Wenn der Satellit Landsat etwa um 10.30 Uhr ein Gebiet überfliegt, so reflektieren die SO-Hänge mehr Sonnenlicht als die anderen Hangseiten. NW-Hänge sehen wie beschattet aus. Es kommt zu einer
räumlichen Wirkung, die auf unserer Alltagserfahrung beruht. Man sieht deshalb nicht einfach "Flächen", sondern vermeintlich Oberflächenformen. Das führt dazu, dass das Relief eines Bildes in Normallage vom Auge falsch wahrgenommen wird. Flüsse fließen scheinbar oben auf Hügelrücken. Für Präsentationen dreht man das Bild in diesen Fällen um 180° (Himmelsrichtung angeben!). Ein Beispiel zum Vergleich für eine "Schattenwirkung" durch ungleiche Beleuchtung:



Das Inntal und die nördl. Kalkalpen in Normallage, oben ist Norden,
die Beleuchtung kommt von Süd-Osten,
damit sieht das Inntal wie ein Hügel aus, der Inn fließt auf einem hellgrünen Höhenrücken.

Satbild mit Schattenwirkung zur Relieferkennung
 

Hier ist das Bild um 180 Grad gedreht, oben ist also Süden. Damit kommt das Licht von links oben. Das Auge sieht das Inntal als Tal, und die Berge als Berge.

Extrem macht sich der "Schatteneffekt" bei Wärmebildern (Kanal 6) bemerkbar. Dabei ist der SW-Hang bereits länger beschienen, er hat viel Wärme aufgenommen. Der NW-Hang hat noch die Kühle der Nacht. Damit lassen sich Temperaturbilder als Relief-Ersatz benutzen, allerdings nur in gedrehter Lage (siehe Übung).

Nun noch der wichtigste Hinweis für Strukturuntersuchungen. Zumeist lassen sich einzelne Objekte im Bild nicht sehen, die Auflösung ist zu gering. Trotzdem kann man aber auf die Lage von kleinen Objekten (Bauernhöfe, Vulkanschlot, Klamm) schließen. Die relative Lage von Linien führt direkt zu den Objekten. So kann man z.B. aufgrund von Zufahrtswegen und Lagerplätzen auf die Funktion von Gebäuden schließen. Die Erosionsrinnen oder die Lavazungen verraten den Vulkankrater, das Fluss- und Wegenetz weist den Weg in die Klamm.
Etwas allgemeiner:
- Ein Fluss hat eine Flussaue, sie liegt im Tal mit einem spezifischen Talprofil.
Ausgehend vom Fluss lässt sich ein Tal mit vielen Einzelheiten erschließen.
- Ausgehend von einem Ortskern erschließt man sich ein Siedlungsgebiet.
- Ausgehend vom gut erkennbaren Zungenbeckensee erschließt man sich die ganze glaziale Serie.

Hier gehts zu den "Struktur"-Übungen.

Das Ergebnis könnte ein igelförmig beschriftetes Bild sein.
Die Evaluation (Bestätigung der Arbeitsergebnisse) erfolgt am besten über eine Ortsbegehung bzw. über eine überwachte Klassifikation.