Räumliche Analyse der Landschaftsentwicklung in der Grenzregion Mühlviertel – Böhmerwald anhand von
Fernerkundungsdaten
Susanne STEINER
Zusammenfassung
Fernerkundungsdaten wie Satelliten- und Luftbilder bilden in der vorliegenden Arbeit die Grundlage für eine räumliche Analyse der Landschaftsstruktur. Mit Hilfe dieser Daten werden im Rahmen einer Diplomarbeit die Veränderungen der Landschaft in der Grenzregion Mühlviertel (OÖ) - Südlicher Böhmerwald (CZ) in räumlicher und zeitlicher Dimension dokumentiert und eine naturschutzfachliche Bewertung der Landschaftsstrukturen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen sozio-kulturellen, historischen und agararpolitischen Hintergründe durchgeführt.
1 Einleitung
Das gesamte Untersuchungsgebiet (vgl. Abbildung 1), sowohl das Mühlviertel in Oberösterreich, als auch der südböhmische Teil Tschechiens, gehören der zusammenhängenden Großlandschaft des Böhmischen Massives an. Der Böhmerwald wurde, wie der Großteil der europäischen Kulturlandschaften, durch jahrhundertelange Siedlungs- und Nutzungstätigkeit geprägt und einem ständigen Wandel unterzogen. Das Resultat ist die Kulturlandschaft, wie wir sie heute vorfinden. Die Landschaft kann nach BECKER (1998) als "kulturelles Produkt der anthropogenen Nutzung" gesehen werden.
Während sich die Agrarlandschaft in der Grenzregion Mühlviertel - Südlicher Böhmerwald in den letzten fünfzig Jahren durch unterschiedliche politische und ökonomische Verhältnisse der Nachbarstaaten Österreich und Tschechien sehr rasch und in unterschiedlicher Weise entwickelt hat, ist das Waldgebiet in der direkten Grenzzone fast gänzlich unberührt geblieben. Die Veränderungen der Agrarstruktur sind sowohl durch längerfristige Einflüsse, wie historisch-politische und sozio-kulturelle Entwicklungen, als auch durch aktuelle Einflüsse im technischen, agrar- und umweltpolitischen Bereich gegeben.
Wie sich diese Einflussfaktoren auf die Landschaftsstruktur und die Habitatausstattung in den Testgebieten beider Länder auswirken, ist ein wichtiger Aspekt dieser Untersuchung.
Dabei werden die naturschutzrelevanten Landschaftselemente nach dem “patch-matrix- corridor“ Modell von FORMAN und GODRON (1986) analysiert und bewertet.
Es wird jedoch nicht nur eine Charakterisierung des Ist - Zustands der Landschaftsstruktur in den beiden Regionen durchgeführt sondern auch ein Vergleich der zeitlichen Entwicklung mit Hilfe von historischem Bilddatenmaterial.
Eine weitere wichtige Komponente stellt die Analyse der Ursachen und Wirkungszusammenhänge unter Einbeziehung sozio-demographischer, statistischer und vor allem agrarstatistischer Daten dar.
Das Hauptziel ist die Analyse, Bewertung und Interpretation der räumlichen und statistischen Daten hinsichtlich ihrer Aussagekraft als Schlüsselfaktoren für Natur- und Landschaftsschutz.
Abb. 1: Die SPOT–Aufnahme vom 6.6.1998 zeigt einen Ausschnitt des Grenzraumes Böhmerwald. Im Süden auf österreichischer Seite prägen kleine landwirtschaftliche Strukturen die Landschaft, im Norden auf tschechischem Staatsgebiet dominiert eine großflächig strukturierte Agrarlandschaft.
2 Datengrundlagen 2.1 Bilddatenmaterial
Für die Analysen des Ist - Zustandes der Landschaft werden entsprechend der zwei unterschiedlichen Zielmaßstäbe sowohl aktuelle Orthofotos des BEVs verwendet, als auch SPOT-Satellitenbilddaten mit einer Bodenauflösung von 20 m (Aufnahmedatum:
6.6.1998).
Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Verwendung von historischem Bilddatenmaterial, um die Veränderung der Landschaftsstruktur innerhalb der letzten 30 Jahre zu dokumentieren.
Zu diesem Zweck wurden Satellitenbilder eines ehemaligen, amerikanischen Spionagesatelliten aus dem Jahr 1969 erworben. Die sogenannte CORONA–Mission wurde in den Jahren 1960 – 1972 durchgeführt und erzeugte fast flächendeckende Aufnahmen der gesamten Erdoberfläche. Seit 1995 sind diese CORONA–Daten, neben Satellitenbildern anderer Spionagemissionen, für die Öffentlichkeit zugänglich und bilden somit eine gute und relativ kostengünstige Alternative zu historischen Luftbildern (KAUFMANN und SULZER 1997). Gerade für die, auf tschechischem Staatsgebiet liegenden Untersuchungsgebiete sind die CORONA–Bilder eine ideale Datenquelle, da sie im Unterschied zu Luftbildern mit einem geringen verwaltungstechnischen Aufwand bezogen werden können. Ein weiterer Vorteil liegt in ihrer großen Gebietsabdeckung.
Bei den CORONA – Streifen handelt es sich um größtenteils stereoskopische Schwarzweiß - Aufnahmen mit einem Bildformat von 55 m x 755 mm. Der Bildmaßstab beträgt zwischen 1: 250.000 bis 1: 305.000, wobei eine Panoramaverzerrung durch das dynamische Aufnahmesystem zu beachten ist. Die Bodenauflösung beträgt im Durchschnitt 2 – 10 m (KAUFMANN undSULZER 1997).
Die Georeferenzierung der Bilddaten erwies sich als relativ schwierig, da Passpunkte aus Kartenmaterial zweier Staatsgebiete und damit unterschiedlicher Projektionen entnommen werden mussten. Ein weiteres Problem bei der Suche nach geeigneten Passpunkten lag in der oftmals unterschiedlichen Topographie der aktuellen Karten und der historischen Satellitenbilder.
2.2 Statistische Daten
Um quantitative Aussagen über die Agrarstrukturveränderung machen zu können, sind agrarstatistische und soziodemografische Daten hilfreich und bieten für die vorliegende Arbeit wichtige Anhaltspunkte und Berechnungsgrundlagen. Für räumliche Analysen in den Gemeinden des Testgebietes im Mühlviertel stehen neben demographischen Daten, im speziellen auch Statistiken über Viehbestand, Anzahl der Beschäftigten in der Landwirtschaft, Mechansierungsgrad, Betriebsgrößenstruktur, Anzahl und Art der Erwerbsform und Einteilung der Betriebe in Erschwerniszonen zur Verfügung.
Die Analyseeinheit ist das Gemeindegebiet, weshalb für den Bereich des Untersuchungsgebietes vier Gemeinden ausgewählt wurden, die auch mit dem Deckungsbereich der Orthofotos korrespondieren (vgl. Abbildungen 2 und 3). Sämtliche statistische Daten wurden den land- und forstwirtschaftlichen Betriebszählungen der Jahre 1970/1990 sowie den Volkszählungen von 1971/1991 entnommen.
0 50 100 150 200 250
Julbach Klaffer Schwarzenberg Ulrichsberg 1970
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Julbach Klaffer Schwarzenberg Ulrichsberg 1990 1971
1991
Abb. 2: links: Anzahl der Haupt- und Zuerwerbsbetriebe 1970/1990, deutliche Abnahme dieser Erwerbsform in allen vier Gemeinden.
Abb. 3: rechts: Entwicklung der Beschäftigten im Primärsektor (Nichtpendler) 1971/1991
3 Methodischer Ansatz
Durch visuelle Interpretation werden die Testgebiete nach einem bereits bestehenden Schlüssel in Landschaftseinheiten unterteilt. Die Delineation der Landschaften erfolgt nach den Kriterien, die im Rahmen des „Kulturlandschaftsleitbildes Dreiländerregion Böhmerwald“ (VIERLINGER et al. 1998) erarbeitet wurden. Eine anschließende Bewertung der Landschaftsstrukturen erfolgt durch Strukturanalysen nach Biodiverstätskriterien sowie anhand von Habitatmodellierungen bestimmter Indikator- und Leittierarten, vor allem Birkwild - Arten (vgl. BANKO et al. 2001).
3.1 Vergleich der Landschaftsstruktur durch Segmentierung
Unter der Landschaftsstruktur versteht man das ,räumliche und zeitliche Verteilungsmuster der kleinsten, im Gelände erfassbaren Raumeinheiten‘, der sogenannten Landschaftselemente (vgl. WRBKA et al. 1999).
Anhand einer Segmentierung werden in den ausgewählten Testflächen von 4 x 4 km Größe, homogene Bildbereiche (Segmente) ausgeschieden, um den strukturellen Aufbau der Landschaft zu charakterisieren. Zu beachten ist, dass aufgrund der Generalisierung die gewonnenen Segmente nicht gleichzeitig auch die Grenzen der einzelnen Parzellen darstellen. Dieselben Ausschnitte der Testflächen werden jeweils zu den Zeitpunkten 1969 und 1992 betrachtet.
Abb. 4: links: Bildausschnitt der Segmentierung der CORONA-Aufnahme vom 2.8.1969, rechts: derselbe Ausschnitt mit der Segmentierung des Orthofotos vom 25.5.1992. Das unterschiedliche Wegenetz ist auf Zusammenlegungsverfahren in den 80er Jahren zurückzuführen.
3.2 Zwischenresultate
Nach der Segmentierung, die nach visuellen Kriterien optimiert wurde, wurde eine Klassifizierung in Flächen mit Waldbedeckung und Agrarflächen durchgeführt. Dadurch konnten die Segmente der landwirtschaftlichen Flächen gesondert betrachtet werden und die durchschnittliche Segmentgröße (Mean Patch Size) und deren Standardabweichung berechnet werden. Wie man in Tabelle 1 sehen kann, ist die mittlere Segmentgröße einer landwirtschaftlichen Fläche im Jahr 1992 aufgrund vorangegangener Grundzusammenlegungsverfahren größer als 1969, die Varianz in den unterschiedlichen Flächengrößen ist im Jahr 1969 jedoch deutlich geringer als im Vergleichsjahr 1992.
Tab. 1: Statistische Kennwerte für die landwirtschaftlichen Flächen Bilddaten-
material
Zeit- punkt
Gesamtfläche der Segmente
„Landwirtschaft“
[ha]
Anzahl der Segmente
Mittelwert [ha]
Standardab- weichung
[ha]
CORONA-
Satellitenbild 1969 597,78 869 0,69 0,79
Orthofoto 1992 636,14 739 0,86 1,12
4 Schlussbemerkung
Grundsätzlich ist zu bemerken, dass die CORONA-Satellitenbilder eine geringere Auflösung als die Luftbilder haben, die Anwendbarkeit des vorliegenden Bilddatenmaterials für die genannten Zielvorgaben wird im Laufe der Studie überprüft.
Die hier beschriebenen Analysen und Bewertungsmethoden der Landschaftsstrukturen wurden bisher für die Testgebiete auf österreichischem Gebiet angewendet und werden in Folge in gleicher Weise auch für das tschechische Untersuchungsgebiet durchgeführt.
Die Untersuchung wird im Zusammenhang mit dem Projekt ENVIP Nature, einer Studie zur Charakterisierung und Bewertung europäischer Landschaften im Hinblick auf die Erhaltung der Biodiversität durchgeführt (vgl. BANKO et al. 2000).
5 Literatur
Banko, G., Schneider, W., Wrbka, T., Schmitzberger, I., Estreguil, C. (2000): Einsatz von Fernerkundungs- und GIS-Methoden zur Charakterisierung europäischer Landschaften unter dem Apsekt der Erhaltung der Biodiversität, Angewandte Geographische Informationsverarbeitung XII: Beiträge zum AGIT-Symposium Salzburg 2000., J.
Strobl und T. Blaschke, Salzburg, Wichmann Verlag, Heidelberg, S. 24-29
Banko, G., Wrbka, T., Angelstam, P., Estreguil, C. (2001): Der Specht und die Erdbeobachtung - Möglichkeiten zur naturschutzfachlichen Bewertung und dem Monitoring von Landschaften und Biotopen. Angewandte Geographische Informationsverarbeitung XIII: Beiträge zum AGIT-Symposium Salzburg 2001, J.
Strobl und T. Blaschke, 4.7.2001, Salzburg, Wichmann Verlag, Heidelberg, in Druck Becker, W. (1998): Die Eigenart der Kulturlandschaft - Bedeutung und Strategien für die
Landschaftsplanung, Berlin, VWF Verlag für Wissenschaft und Forschung Forman, R.T.T., Godron, M. (1986): Landscape Ecology, JohnWiley & Sons, Inc.
Kaufmann, V., Sulzer, W. (1997): Über die Nutzungsmöglichkeiten hochauflösender amerikanischer Spionage - Satellitenbilder (1960-1972), in: Österreichische Zeitschrift für Vermessung & Geoinformation, 3/1997, Wien, S. 166-174
Vierlinger, R., Peterseil, J., Kutzenberger, H. (1998): Landscape Development - Model for the EUROREGIO Bayerischer Wald - Sumava – Mühlviertel, Lecture Proceedings IALE PRAG 1998, Online im WWW unter URL:
http://www.pph.univie.ac.at/oer7/index.htm [Stand: 18. 04.2001]
Wrbka, T., Szerencsitz, E., Kiss, A. (1999): Die Landschaftsstruktur – ein aussagekräftiges und rasch verfügbares Indikatorenset zur Dokumentation der Umweltsituation in Österreich, im Tagungsbericht „Umweltindikatoren in Österreich“, 16-17. Nov. 1998, Schloss Wilhelminenberg, Wien, Österreich
