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Lexikon der Geographie: visuelle Bildinterpretation

visuelle Bildinterpretation, Bildinterpretation, Interpretation von Fernerkundungsdaten (sowohl photographische als auch digitale Aufnahmen) durch visuelle Wahrnehmung und deren menschliche sowie fachkundliche Interpretation. Eine Klassifizierung der Bilddaten ist dagegen eine rechnergestützte Methode der Bildanalyse. Fernerkundungsdaten bieten Informationen über die Erdoberfläche (Monitoring), die über die visuelle Wahrnehmung erfassbar sind. Ausgewertet werden in diesem Fall inhaltlich ungeneralisierte, räumlich verkleinerte Abbilder (Modelle) eines Terrainausschnittes. Durch eine konkrete Fragestellung oder Nutzungsabsicht konzentriert sich die visuelle Wahrnehmung auf dazu korrespondierende Bildinhalte, z.B. jene der Landnutzung, Reliefstruktur etc. Jede raumbezogene Wissenschaft hat ihre eigene Anwendung der Fernerkundungs-Information entwickelt und stellt spezifisches Vorwissen bzw. Zusatzinformation in den Dienst der visuellen Interpretation. Die paradigmatische Grundfrage dabei lautet: durch welche visuell unterscheidbaren Merkmale im Fernerkundungsbild können bestimmte Objektklassen einwandfrei erkannt und bestimmt werden?
Im Bild sichtbar sind zunächst Farbunterschiede (Grauton-Unterschiede, Unterschiede von Farbwert, Farbintensität und Farbsättigung, IHS-Farbsystem, Farbsystem). Meist können Gebiete ähnlicher Farb- bzw. Grautonwerte als Photomuster-Areale erkannt und abgegrenzt werden. Diese Areale sind bezüglich der Farbwerte homogen oder sie zeigen Farbverläufe und Texturmerkmale, wie dies den Disparitäten im Realraum entspricht. Die Photomuster-Areale verfügen daneben aufgrund ihrer Abgrenzung zur Nachbarschaft über bestimmte Gestaltmerkmale. Häufig sind auch diese Nachbarschaften sowie andere Lageparameter assoziative Merkmale zur identifikatorischen Bildinterpretation. Die Identifikation und Benennung von Bildarealen, d.h. die Zuordnung zu einem Set von vorher festgelegten Objektklassen, erfolgt anhand eines Interpretationsschlüssels. In unterschiedlichem Umfang, d.h. von der Zielsetzung wie auch von der Vorbildung des Interpreten abhängig, bedarf es bei der Bildinterpretation bestimmter Zusatzinformationen. Diese können sein: a) in Bezug auf den Datensatz: Aufnahmezeitpunkt (Phänologie, Vegetationszustand), Kanalkombination (welcher Spektralbereich wurde bei der RGB-Darstellung (Farbsystem) welcher Farbe zugeordnet?); b) in Bezug auf das erfasste Gebiet: Lagemerkmale und andere Rauminformationen, dazu können topographische Karten und thematische Karten herangezogen werden; c) in Bezug auf fachspezifisch definierte potenzielle Objektklassen: Theorie des regionalen Objektklassen-Systems, z.B. Landnutzung/Landoberflächen: regionales Landnutzungssystem, regionales System der natürlichen Vegetation. Vielfach sind Zusatzinformationen auch jene Daten, die im Zuge einer Geländeverifikation gewonnen werden.
Der Interpretationsprozess beginnt mit der Groborientierung. Dabei werden Oberklassen erkannt: stehende Gewässer, auffallende Landnutzungsunterschiede etc. Speziell bei genordeten Bildern fallen dabei vielfach Grobstrukturen auf, die in Assoziation mit mental maps gedeutet werden können: Flussverläufe, Reliefstrukturen, Landschaftseinheiten usw. Das Verstehen eines Satellitenbildes beginnt sehr oft über das topographische Wissen vom gegenständlichen Terrain (bildhafte Vorstellung von Atlaskarten, topographische Karten usw.). Die Kongruenz von Bildstrukturen und Mental-map-Strukturen im Verlaufe der Wahrnehmung bewirkt vielfach ein spontanes Erkennen und Benennen von Bildinhalten. Bei anderen Inhalten helfen die Interpretationsschlüssel oder die entsprechenden Zusatzinformationen. Im Verlauf der Bildinterpretation ist der Prozess zwischen der differenzierten Wahrnehmung von Bildinhalten, dem Erkennen von Bildarealen und der Benennung derselben durch Objektklassenbegriffe nicht scharf zu trennen. Die erste Identifikation eines Bildareales ist häufig ungewiss und erst Zusatzinformationen ergeben mehr Sicherheit bezüglich der Richtigkeit einer interpretativ festgestellten Zugehörigkeit von bildsichtbaren Merkmalen zu einer bestimmten Objektklasse. Das Ergebnis einer visuellen Bildinterpretation ist weitgehende Dechiffrierung der Inhalte eines Luft- oder Satellitenbildes. Durch die Zuordnung von Bildarealen zu Objektklassen kommt es zu einem analytischen und strukturierten Verstehen des Bildinhaltes und damit des erfassten Terrains. Dieses aus Bild- und Zusatzinformationen gewonnene Wissen stellt eine thematisch strukturierte Rauminformation dar, ein Gegenstück quasi zur topographischen Karte. Eine visuelle Interpretation kann auch nach der Klassifizierung der Bilddaten erfolgen. Sie bezieht sich auf die räumliche Verbreitung und das Verbreitungsmuster nachgefragter Objektklassen, um daraus bestimmte Schlüsse oder Maßnahmen abzuleiten. Eine häufige Nutzung von Klassifizierung bei der Interpretation ist die Erstellung thematischer Karten, z.B. der Landnutzung- und Landoberflächenkarten. Bei der Umsetzung des Bildes in eine Karte werden Bildareale als Polygone abgegrenzt und durch einen Objektbegriff attributiert. Sowohl als Rasterdatenbild als auch nach der Umwandlung zur thematischen Karte können Terraininformationen als eigene Datenlayer in ein Geographisches Informationssystem (GIS) eingehen.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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