7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Das EAGLE-Konzept Modellentwurf zur semantischen Integration von Landbedeckungs- und Landnutzungsdaten im europäischen Kontext Stephan Arnold Statistisches Bundesamt EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Vorab: Wer und was ist „EAGLE“? EAGLE = EIONET Action Group on Land Monitoring in Europe Zusammengesetzt im Wesentlichen aus Land Monitoring-Experten und Vertretern der Nationalen Referenzzentren zu Land Cover (NRC) aus dem Environmental Information and Observation Network der Europäischen Umweltagentur (EEA) Gegründet 2009 aus Eigeninitiative heraus Unabhängig von politischen Interessen Offene „Mitgliedschaft“ begründet auf eigenem Interesse und Engagement Zunächst keine Fremdfinanzierung, mittlerweile teilfinanziert durch Werkvertrag mit EEA EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 2 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Gliederung Allgemeine Anforderungen Hintergrund und Ausgangssituation Kriterien und Aufbau des Datenmodells Anwendungsbeispiele des Modells Zusammenfassung Annex: Eurostat-Pilotstudie EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 3 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Anforderungen Harmonisierte Statistik zu Landbedeckung und Landnutzung Einheitliche Erfassungskriterien Vergleichbare Mindesterfassungsflächengröße Gemeinsamer Erfassungszeitpunkt, Bezugszeitraum Vergleichbare inhaltliche Definitionen EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 4 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Hintergrund / Ausgangssituation Vielfältige Anwendungen von Landbedeckungsdaten führen zu unterschiedlichen Klassifikationssystemen Mischung von Landbedeckungs- und Landnutzungsklassen Anwendungsbezogener Schwerpunkt auf einzelnen LB/LNKategorien Mangelnde Vergleichbarkeit der Nomenklaturen erschweren Informationsaustausch zwischen Datensätzen Nationale Behörden im Spannungsfeld zwischen … Anforderungen auf nationaler Ebene bei gegebener Datenlage mit verfügbaren Datenquellen zu LB/LN und Anforderungen auf europäischer Ebene (Europ. Kommission, DGs, EEA, Eurostat) EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 5 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Klassifikation / Interpretation: Was war doch gleich... Wald, Gehölz, Baumgruppe? Brache? Ehemalige Nutzung (Landwirtschaft, Wohnen, Industrie, etc.) Wie lange ungenutzt, 1 / 2 / 5 / 10 Jahre? Gartenland/Schrebergärten? Kronendichte, Anzahl der Bäume, Stammumfang Mindestflächengröße / -breite Nutzung: Forst, Waldweide, Friedwald, Erholung Funktion: Habitat, Lawinenschutz, CO2-Senke Nutzung zur Erholung, Freizeit, Landwirtschaft, Selbstversorgung Bergbaufolgelandschaft / Renaturierung Grassland: landwirtschaftl. Nutzung oder Halde? EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 6 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Klassifikation und Interpretation Präzise Angaben oder Auslegungssache? Gleicher Begriff – verschiedener Inhalt Gleicher Inhalt – anderer Begriff + Unterschiedliche Interpretation der Definitionen (Auslegungssache semantischer „Spielraum“) => konsistente / nicht konsistente Daten ? EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 7 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Ein Brot (dt.) ist bread (en.) ist pain (fr.) ist pane (it.) ist pan (sp.) ist ein Brot … ? EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 8 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Ein Brötchen ist … ein Weck ist Rundstück ist eine Schrippe ist eine Semmel ist …? EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 9 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Charakterisierung Zutaten Salz Weizen / Roggen Wasser Hefe E 510, … Gewicht 1,5 Kilo 3 Pfund Farbe hell dunkel Andere Merkmale biozertifiziert gentechnikfrei Nutzung Ernährung EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 11 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Charakterisierung Bewuchsform homogen heterogen Bewuchsdichte geschlossen spärlich Standortbedingung feucht trocken basisch/sauer Nutzung Weide, Grünfutter Erholung Sport Verkehr Ökosystemtyp Feuchtgebiet, Sumpf EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 12 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Kriterien für Datenmodell klare Trennung von LB- und LN-Informationen Maßstabsunabhängigkeit Objektorientierte Beschreibung anstelle Klassifikation Vollständigkeit der Systematik im Sinne der LB und LN Modellierung von zeitlichen Phänomenen unterschiedlicher Zeitskalen- und Intervalle Anwendbarkeit auf nationaler UND europäischer Ebene EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 13 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 De-Komposition der Landschaft Von der Klassifikation zur Objekt-orientierten Beschreibung Fotos: © Copyright Ursus Wehrli EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 14 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 De-Komposition der CORINE Land Cover-Klassen LC LU CH Parameter/ Intensität EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 15 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Struktur des EAGLE-Datenmodells A.) LAND COVER Components – LCC Abiotisch (Künstlich + Natürlich), Vegetation, Wasserflächen B.) LAND USE Attribute – LUA Landwirtschaft, Forst, Wohnen, Verkehr etc. C.) CHARACTERISTICS – CH weitere Informationen: räumliche Muster, zeitliche Muster, bio-physikalische Parameter, Ökosystemtypen, Anbaumethoden, EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 16 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Struktur des EAGLE-Datenmodells Beschreibung der Landschaft mit Hilfe von … Land Cover Components (LCC), Land Use Attributes (LUA) und Characteristics (CH) CH - ... - ... CH + Characteristics ABIOTIC LCCs (Artificial/Natural) + LC Unit (1..* LCCs) LU Attributes (HILUCS) CH BIOTIC LCCs (Vegetation) + CH WATER LCCs - ... - ... - ... - ... EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt + - ... - ... - ... - ... Folie 17 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Anwendungsbeispiel des Modells: Feuchtgebiet Landbedeckungskomponenten (LCC): Stehendes Gewässer Schilf Landnutzungsattribute (LUA): Naturschutzgebiet, Erholungsgebiet Schilfernte © Barbara Kosztra Weitere Charakteristika (CH): Ökossystemtyp = Binnenfeuchtgebiet Salzgehalt < 0,1% (Süßwasser) Wasserregime = ganzjährig EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 18 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Anwendungsbeispiel des Modells: Dörfl. Siedlung Land cover components (LCC): konventionelle Gebäude Laubbäume Grasartige Pflanzen Offene versiegelte Flächen Land use attributes (LUA): © B. Kosztra permanente Wohnsiedlung Landwirtschaft, Eigengebrauch Straßenverkehrsnetz Further characteristics (CH): Bodenversiegelungsgrad = 35% Muster der Bebauung = nicht durchgängig, Einzelhäuser EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 19 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Momentane Situation in Europa Bilaterale Zusammenhänge und Informationsströme Europäische Ebene Nationale Ebene Urban Atlas EEA CLC HRL LUCAS ATKIS DLMDE ALKIS FEtN Stat EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Agrar Stat Folie 20 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Vision Aufbau eines vielseitig nutzbaren Land Monitoring Konzepts (EAGLE Konzept) Datenmodell … zur Aufnahme von LB/LN-relevanten Informationen zur Landschaft in Form von analytischer Beschreibungen und Parametern als Übersetzungs-Werkzeug zwischen verschiedenen Klassifikationssystemen EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 21 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Grid-/Raster-Ansatz Polygone: Objektorientierte Abgrenzung Gridzelle: Deskriptive Charakterisierung regelmäßiger Bezugseinheiten EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 22 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Grid-/Raster-Ansatz Original Raster: Einzelwert je Rasterzelle + + + + Grid/Gitter: Multiple Information in jeder Grid-Zelle EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt ... Folie 23 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Grid-Ansatz: Nachteile - Änderungen innerhalb Grid-Zelle schwierig zu verfolgen - Quadratische Form der Bezugseinheit ungewöhnlich für Datennutzer, die Karte gewohnt sind. - Rückwärtige Kompatibilität mit älteren Datensätzen wie CORINE Land Cover - Mögliche thematische Überlappung innerhalb Grid-Zelle bei Verschmelzen von Daten aus unterschiedl. Quellen - Konglomerat unterschiedlicher Datenqualität von unterschiedlichen Datenquellen EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 24 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Grid-Ansatz: Vorteile + Objektorientierte Landschaftsbeschreibung anstatt Klassifikation mit nur einer dominanten Klasse + Einfachere statistisch-analytische Auswerteverfahren durch stabile räumliche Bezugseinheit + integrierbare Fernerkundungsdaten + Folgt Prinzip des Bottom-up Approach + Integration vielfältigster Merkmale und Parameter EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 25 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Integrationsschema für zukünftiges Land Monitoring-Rahmenkonzept in Europa [C O P E R N I C U S] European Level CLC Urban Atlas HR Layers LPIS LUCAS EAGLE Konzept National (A) Land Monitoring National & Sub-National Level National CLC Regional (a) Land Monitoring National (B) Land Monitoring Regional (b) Land Monitoring EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 26 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Zusammenfassung und Ausblick Das Eagle Konzept... ist Instrument zur semantischen Analyse von Klassendefinitionen (Inkonsistenzen: Overlaps, Gaps), ist KEIN erneutes Klassifikationssystem, sondern Vehikel zur semantischen Harmonisierung gibt flexiblen Rahmen zum Aufbau von deskriptiver semantischer Systematik von landbezogenen Datensätzen, dient der Vermeidung redundanter Datenerhebungen, lässt sich auf Raster-/Grid-Ansatz oder Polygone anwenden folgt dem Prinzip des integrierten Bottom-up / Top-Down-Ansatzes im Europäischen Land-Monitoring-Prozess, wird von EEA und Eurostat für zukünftige Initiativen untersucht und im Rahmen von Projekten unterstützt. EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 27 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 EAGLE Datenmodell „Richtfest“ Version 2.3 EAGLE Meeting, Wien, 27.07.2012 EAGLE Meeting, März 2015, Frankfurt am Main http://sia.eionet.europa.eu/EAGLE EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 28 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Literatur zu EAGLE EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 29 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Literatur zu EAGLE - Arnold, S., B. Kosztra, G. Banko, G. Smith, G. Hazeu, M. Bock, N. Valcarcel Sanz (2013):The EAGLE concept – A vision of a future European Land Monitoring Framework. In: R. Lasaponara, L. Masini and M. Biscione (Eds.), Towards Horizon 2020: Earth Observation and Social Perspectives. 33th EARSeL Symposium Proceedings, S. 551-568. EARSeL and CNR, Matera. - Arnold, S., Kosztra, B., Banko, G., Milenov, P., Smith, G., Hazeu, G. (2014): Explanatory Documentation of the EAGLE Concept. EEA, Copenhagen. EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 30 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Vielen Dank für Ihr Interesse! EAGLE website: http://sia.eionet.europa.eu/EAGLE Stephan Arnold Telefon: +49 (0) 611 / 75 2849 [email protected] www.destatis.de EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Annex: Eurostat-Studie zur Bereitstellung harmonisierter Landbedeckungs- und Landnutzungsstatistiken für LUCAS EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 32 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 LUCAS Felderhebung (land use / cover are frame survey) Koordination durch Eurostat, gemäß Bedarf der EU-Komm. Europaweit durchgeführte Erfassung der Landbedeckung und Landnutzung (LB/LN) Drei-jähriger Erfassungszyklus: 2006 / 2009 / 2012 / 2015 Punktstichproben-basierte Geländeerhebung orientiert an regelmäßigem Gitternetz (2x2 km) EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 33 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Projektziel der -Pilotstudie Semantische Harmonisierung zwischen nationalen und Europäischen LB/LN-Statistiken Verbesserung der Konsistenz zwischen nationalen Daten und europäischen Ergebnissen (LUCAS) Reduktion des Aufwandes bei LUCASGeländekartierung Einbindung nationaler Initiativen (Geodaten und Flächenstatistiken) in pan-europäische Erhebungsvorgänge EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 34 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Projektlaufzeit, Projektteilnehmer Projektplan: 18 Monate Laufzeit Berichte zu Methodik, Datenqualität, Projektabschluss Finanzierung: Eurostat Grant (bei 10 % Eigenanteil) Grant holder: PT, NO, NL, DE, PL, IT, EL EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 35 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Nationaler Ansatz Untersuchung des Informationsgehaltes verschiedener Datenquellen zur separaten Betrachtung der Landbedeckung und Landnutzung Geobasisdaten: ATKIS, ALKIS, DLM-DE Amtl. Statistik: Flächenstatistik, Agrarstatistik Prüfung von Möglichkeiten und Grenzen der Herleitung harmonisierter Statistiken zur LB/LN aus nationalen Datenquellen EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 36 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Nötige Arbeitsschritte… … zur Herleitung von europäischen LB/LN-Statistiken aus nationalen Datenquellen: Semantische Transformation (Umsteigeschlüssel) zwischen Quell- und Ziel-Objektarten Aufbereitung der Flächengrößen der Quell-Objektarten Verknüpfung der semantischen Zuweisung mit den Flächensummen zwischen Quell- und Ziel-Objektarten Analyse der semantischen Zuweisungsgenauigkeit und Plausibilität der Flächensummen und Anpassung der semantischen Transformation Iterativer Prozess Themenbezogene Glättung und Bereinigung der Ergebnisse EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 37 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Workflow Ableitung der Flächengrößen I. Flächengrößen QOA II. Semantische Transformation QOA - ZOA III. FlächenVerknüpfung QOA - ZOA IV. FlächenSummen ZOA V. Analyse & Plausibilität QOA = Quell-Objektart ZOA = Ziel-Objektart VI. Gesamtflächen Ableitung EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 38 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Semantische Transformationstabelle (STT) Umsteigeschlüssel von Definitionen der Quell-Objektarten zu den Definitionen der Ziel-Objektarten, eindeutige oder mehrdeutige Zuweisungen Europäische Ziel-Ebene LUCAS STT (a) STT (b) STT (c) STT (d) STT (e) ALB BO ALKIS DLM-DE ATKIS National Quell-Ebene EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 39 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Literatur zur Eurostat-Studie EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 40 7. Dresdner Flächennutzungssymposium DFSN, 6. – 7. Mai 2015 Literatur zur Eurostat-Studie - Arnold, S. (2015): Bereitstellung harmonisierter Landnutzungs- und Landbedeckungsstatistiken - Pilotstudie zur Unterstützung der europäischen LUCAS-Erhebung In: Wirtschaft und Statistik (WISTA), Heft 2/2015, S. 67-79. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden. EAGLE Konzept, Stephan Arnold, Statistisches Bundesamt Folie 41
© Copyright 2024 ExpyDoc
