Digitales Landbedeckungsmodell für Deutschland (DLM-DE)

Das Digitale Landbedeckungsmodell (DLM-DE2009) beschreibt die topographischen Objekte der Landschaft im Vektorformat unter dem Aspekt der Landbedeckung und Landnutzung (LB/LN). Hierfür wurde die Nomenklatur des pan-europäischen Datensatzes CORINE Land Cover (CLC) zugrunde gelegt. Zweck des DLM-DE ist es, den Zustand der Umwelt zu einem bestimmten Zeitpunkt festzuhalten, um nach wiederholter Erfassung kurz- und längerfristige Änderungen in der Landschaft zu beobachten und nach unterschiedlichen Gesichtspunkten analysieren zu können.

Im Zuge der Umweltberichtspflicht der EU-Mitgliedsstaaten gegenüber der Europäischen Umweltagentur EEA ist ein Hauptanwendungsziel des DLM-DE die Unterstützung des Europäischen Landmonitoring Programms CORINE Land Cover (CLC). Das DLM-DE und die Ableitung von CLC-Daten zielen damit auf die Interoperabilität zwischen Geobasis- und Geofachdaten ab. Im Ergebnis stellt das DLM-DE mit einer Mindestkartiereinheit von 1 ha einen hoch aufgelösten Geodatensatz im Vektorformat dar, der es erlaubt, die Landbedeckung und Landnutzung für Deutschland nach europäischer Nomenklatur mit bisher unerreichter Genauigkeit abzubilden. Im Zusammenhang mit dem EU-Programm "Copernicus" und der EU-Richtlinie zur Schaffung einer Geodateninfrastruktur in der Europäischen Gemeinschaft (INSPIRE) kann das DLM-DE als ein deutscher Beitrag auf dem Weg zur Interoperabilität zwischen nationalen und pan-europäischen Landbedeckungsdatensätzen eingeordnet werden.

Im Hinblick auf die Aktualität der Daten handelt es sich beim DLM-DE um einen intervallartig (mehrjährig) erhobenen Datensatz, welcher räumlich vollständig und zeitlich bezogen auf einen bestimmten Referenzzeitraum eines Jahres aktualisiert wird – im Unterschied zum zyklenhaft aktualisierten ATKIS Basis-DLM, welches räumlich abschnittsweise und zeitlich kontinuierlich fortgeführt wird.

Der Datenbestand des DLM-DE2009 liegt in einer flachen und 100 % flächendeckenden, topologisch sauberen Struktur vor, d.h. ohne Überlappungen und Lücken. Dies gilt in Bezug auf die Arbeitseinheiten in der Form einzelner Bundesländer. Entlang der Grenzen zweier Bundesländer können noch topologische Mängel auftreten, eine Anpassung der Grenzverläufe wurde hier nicht vorgenommen.

Der Datenbestand des DLM-DE basiert auf 99 ausgewählten Objektarten (von Abfallbehandlungsanlage bis Zuschauertribüne) des ATKIS Basis-DLM aus den Bereichen Siedlung, Verkehr, Vegetation und Gewässer, die für die Modellierung von Informationen zu Landbedeckung und Landnutzung relevant sind.

Aufbauend auf den Grenzen der flächenhaften Objekte des Basis-Landschaftsmodells (Basis-DLM) werden Landschaftsveränderungen mittels Auswertung multispektraler Satellitenbilder erfasst und dokumentiert. Durch die Nutzung von mehreren Satellitenbildern, die über die Vegetationsperiode verteilt aufgenommen werden, ist die Trennung von Grünland und Ackerflächen möglich. Im Unterschied zum Projekt Corine Land Cover beträgt die Mindestkartierfläche jedoch einen Hektar und die Mindeskartierbreite 15 Meter, sodass die Daten generalisiert werden müssen, um die CLC-Daten abzuleiten.

Seit der europaweiten Aktualisierung für das Bezugsjahr 2012 ist CLC ein Bestandteil des Copernicus Landdienstes. Erstmalig wurde für Deutschland ein hochauflösendes CLC2012 mit 1 ha MKE aus dem LBM-DE erfolgreich abgeleitet. Neben diesem Lizenzprodukt stehen nach Open Data Standards CLC2012-Datensätze mit 10 ha und 25 ha MKE zur Verfügung. Aktuell ist die nationale Ableitung des CLC aus dem LBM-DE im 3-Jahreszyklus geplant. Das CLC2015 befindet sich in der Umsetzung. Die nächste europaweite Aktualisierung soll für das Bezugsjahr 2018 erfolgen.

CLC2012 - Dessau-Roßlau

CLC2012 für Dessau-Roßlau in 25 ha, 10 ha und 1 ha Mindestkartiereinheiten

Quelle: Umweltbundesamt

Zum Einsatz kam Bildmaterial der Systeme RapidEye mit fünf Meter Bodenpixelauflösung und fünf Spektralkanälen sowie DMC (Disaster Monitoring Constellation) mit 32 Meter Bodenpixelauflösung und drei Spektralkanälen. Für DMC-Daten waren zwei getrennte Aufnahmezeitfenster vorgesehen, für RapidEye ein drittes.

Neben den Hauptinformationsquellen der Satellitenbilddaten wurden noch weitere Datenquellen hinzugezogen, wie etwa topographische Karten, digitale Orthophotos oder älteres Satellitenbildmaterial (pan-europäisches Mosaik IMAGE2006).

Weiterhin stand Satellitenbildmaterial aus dem europäischen Erdbeobachtungsprogramm Copernicus zur Verfügung. Durch den Start der Copernicus-Satelliten Sentinel 1 und 2 verbessert sich zukünftig die Verfügbarkeit von Sensor- und Bilddaten. Diese werden der Verwaltung, Wirtschaft, Forschung und dem Bürger kostenfrei angeboten, sodass ein weiter Nutzerkreis von diesen Daten profitieren kann. Da diese Bilddaten bestenfalls etwa alle sechs Tage erfasst werden, bieten sie die Möglichkeit die thematische Genauigkeit der Auswertung zu steigern.

Da das Klassifikationssystem von Corine Land Cover keine Trennung der Landbedeckung und -nutzung vorsieht, kommt es im Erfassungsprozess zu Entscheidungen, die auf weitreichenden Interpretationen des Bildmaterials beruhen. Die Folge sind Fehlklassifizierungen, die einer hohen thematischen Genauigkeit des Datensatzes entgegenstehen. Weiterhin wird auch durch die INSPIRE-Richtlinie, welche die Schaffung einer europäischen Geodaten-Basis mit integrierten raumbezogenen Informationsdiensten vorsieht, die getrennte Erfassung der Landbedeckung und -nutzung gefordert. Zum Stichjahr 2009 wurden die Daten für das LBM-DE direkt in der CLC-Nomenklatur der Bodenbedeckungen, also der Einteilung in bebaute Flächen, landwirtschaftliche Flächen etc., erfasst. Um INSPIRE-konforme Daten zu erzeugen, änderte das BKG für das Stichjahr 2012 die Klassifikation des Landbedeckungsmodells so ab, dass Bedeckung und Nutzung seitdem getrennt erfasst werden. Die Landbedeckung lässt sich auf Grundlage der Satellitenbilder aktualisieren, die Landnutzung wird dem Basis-DLM entnommen. Die Kombination von Landbedeckung und Landnutzung wird anschließend in CLC-Klassen übersetzt, sodass eine breite Verwendbarkeit der Daten gewährleistet ist.

Landbedeckungsmodelle können vielseitig zum Einsatz kommen. In der Bundesverwaltung finden sie zahlreiche Abnehmer, wie zum Beispiel das Umweltbundesamt oder die Bundesanstalt für Gewässerkunde, die unterschiedlichste Aufgaben auf dieser hochgenauen Grundlage erfüllen. Auch der Verwaltungsbereich, der sich mit Umweltfragen beschäftigt, hat ein starkes Interesse daran, Umweltveränderungen kontinuierlich zu erfassen. Weiterhin spielen Raumplanung, Landentwicklung, Flächenstatistik und Forschungen für Natur und Umwelt eine große Rolle. Für das europäische Umweltmonitoring wird der Datensatz in Form der Corine Land Cover-Daten genutzt.

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