Connectance Index

Connectance Index

Die Karte zeigt das abgeleitete Landschaftsstrukturmaß Connectance Index (CI, Pimm, 1982), welches für einen Suchradius von 25 m berechnet wurde. CI gibt für jedes Landschaftselement (Patch) den prozentualen Anteil der zu ihm räumlich vernetzten urbanen Grünflächen und Trassensysteme im Verhältnis zur Gesamtanzahl der möglichen Vernetzungen an. Er gilt daher als Indikator für die Floren- und Faunendurchlässigkeit der betrachteten Landschaftseinheiten.

Ziel:
Grünflächen und Trassensysteme besitzen eine entscheidende ökologische Funktion in urbanen Gebieten. Sie bieten Lebensraum für zahlreiche Tier- und Pflanzenarten, und durch ihre räumliche Vernetzung fungieren sie als Korridore zwischen städtischen Habitaten. Je stärker der Grad der gegenseitigen Konnektivität solcher Flächen ist, umso bedeutender ist auch deren Funktion als Bindeglied. Demzufolge ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung von Stadtgrün und das Vorhandensein von Bahntrassen die Ausbreitung von einheimischen und fremdartigen Spezies bis in den Stadtkern. Die Landschaftseinheiten der Grünflächen und Trassensysteme tragen folglich maßgebend zur Biodiversität in Städten bei. Vor diesem Hintergrund ist es ein Teilziel im urbanen Arbeitspaket, die Verteilung von Grünflächen und Trassensystemen in einem urbanen Untersuchungsgebiet mit Hilfe von RapidEye Daten zu analysieren.

Methodisches Vorgehen:
Für die vorliegende Untersuchung wurde eine RapidEye-Aufnahme des Prozessierungs-levels 1B verwendet (Tabelle 10). Als zusätzliche Informationsebenen gingen zwei frei zugängliche Vektordatensätze in die Analysen ein, welche zum einen die administrativen Grenzen und zum anderen die Bahntrassen des Stadtgebietes Rostock wiedergeben.

Für die Analyse der Verteilung urbaner Grünflächen und Trassensysteme in Rostock wurden die verwendeten RapidEye Daten mit Hilfe der objekt-orientierten Bildanalysesoftware Trimble eCognition Developer verarbeitet. Das Regelwerk basiert auf einem einzigen Segmentierungslevel und umfasst folgende Hauptverarbeitungsschritte (Abb. 19). Zunächst werden die administrativen Grenzen der Stadt Rostock anhand des vorhandenen Vektordatensatzes extrahiert. Diese fungieren als Analysefenster für alle sich anschließenden Verarbeitungsschritte. So wird sichergestellt, dass ausschließlich urbane Grünflächen und Trassensysteme bei den späteren Auswertungen berücksichtigt werden. Es folgt die Klassifikation der Bahntrassen, welche in einem zweiten Vektordatensatz der Stadt Rostock enthalten sind. Für die Ausweisung urbaner Grünflächen wurde der Normalized Difference Vegetation Index (NDVI; Tucker, 1979) herangezogen, dessen Berechnung auf Segmentbasis erfolgte. Ein einfacher Schwellwert führt zur Differenzierung zwischen Stadtgrün und anderen Landbedeckungseinheiten. Optional können vegetationsbestandene Bereiche mit eingeschränkter Korridorfunktion (Schrebergärten, Sportplätze, begrünte Innenhöfe) ausgeschlossen werden. Um die Übertragbarkeit des Ansatzes zu steigern, werden die Bildkanäle zur Berechnung des NDVIs zuvor anhand ihrer maximalen (99,9tes Quantil) und minimalen Reflektanzen im betrachteten Szenenausschnitt normalisiert (vgl. Zwischenbericht 4).

Nach Fertigstellung der einzelnen Klassifikationen werden benachbarte Objekte, die derselben Klasse (urbane Grünflächen oder Trassensysteme) angehören, zu einem einzigen Objekt zusammengeschlossen. Auf Basis der ausgewiesenen Landschaftseinheiten (engl. Patches) wird anschließend ein Landschaftsstrukturmaß berechnet. Der Connectance Index (CI; Pimm, 1982) zeigt für jeden Patch an, wie viele weitere urbane Grünflächen und/oder Bahntrassen sich im Umkreis eines vordefinierten Suchradius (5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 100 m) befinden. Die ermittelte Anzahl wird mit der Anzahl aller vorhandenen Patches normiert. CI hat einen Wertebereich zwischen 0 und 100 %, wobei hohe CI-Werte eine hohe räumliche Vernetzung der einzelnen Patches innerhalb des gewählten Suchradius suggerieren. Der CI kann daher folglich als Indikator für Floren- und Faunendurchlässigkeit genutzt werden.

In einem abschließenden Arbeitsschritt werden die Klassifikationsergebnisse und das daraus abgeleitete Landschaftsstrukturmaß als Vektordatensätze exportiert und in einem Geographischen Informationssystem (GIS) ausgewertet.

Weitere Informationen:

Ergebnisse

Ein Teil der erzielten Ergebnisse soll nun exemplarisch dargestellt werden. Abbildung 20 zeigt eine Karte über das abgeleitete Landschaftsstrukturmaß Connectance Index (CI, Pimm, 1982), welches für einen Suchradius von 25m berechnet wurde. CI gibt für jedes Landschaftselement (Patch) den prozentualen Anteil der zu ihm räumlich vernetzten urbanen Grünflächen und Trassensysteme im Verhältnis zur Gesamtanzahl der möglichen Vernetzungen an. Er gilt daher als Indikator für die Floren- und Faunendurchlässigkeit der betrachteten Landschaftseinheiten.

Die dargestellte Ergebniskarte lässt sich beispielhaft anhand von zwei auffälligen Patches im Südwesten und Norden des Rostocker Stadtgebietes deuten. Beide Vegetationsflächen weisen relativ hohe CI-Werte auf. Deren außerordentliche Größe lässt darauf schließen, dass der Grad der Konnektivität eines beliebigen Landschaftselementes mit seiner Fläche bzw. mit seinem Umfang in Zusammenhang steht. Dieser Umstand lässt sich damit erklären, dass mit zunehmender Größe der urbanen Grünflächen die Möglichkeiten ihrer funktionalen Verbindungen innerhalb des vordefinierten Suchradius steigen. Da größere Grünflächen mit wachsendem Abstand von der Siedlungsräumen häufiger vorzufinden sind, lässt sich ableiten, dass die Floren- und Faunendurchlässigkeit in der Stadt Rostock mit der Nähe zu dichter besiedelten Gebieten abnimmt. Diese Schlussfolgerung wird insbesondere durch die zahlreichen, in Rot eingefärbten Vegetationseinheiten (Konnektivität 0–1.99 %) in und um die Rostocker Innenstadt untermauert. Aus stadtökologischer Perspektive ist es daher zu empfehlen, die Korridorfunktion der bereits existierenden, großen Grünflächen bei der Anlage weiterer Patches zu nutzen um auf diese Weise die Ausbreitung verschiedener Tier- und Pflanzenarten bzw. die Biodiversität im Stadtgebiet Rostock weiter zu fördern.

 

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