Der Einsatz von multitemporalen DAEDALUS ATM Aufnahmen für stadtklimatologische Analysen ...

38 Pages·2013·3.38 MB·German

Institut für Geographie und Raumforschung
Visualisierung von “Urban Roof Heat Loss”
in Graz
W. Sulzer1), K. Kern1), C. Bauer1), A. Salentinig1), R. Lazar1), W. Ganster2),
G. Lorber2), M. Mudri3), K. Legat4), St. Mah5)
Projektpartner:

1) Institut für Geographie und Raumforschung, Karl Franzens Universität Graz, Heinrichstr. 36, 8010 Graz
2) Magistrat Graz, Stadtvermessungsamt, Bauamtsgebäude, Bahnhofcenter, Europaplatz 20, 8011 Graz
3) Ingenieur konsulent für Geophysik, Schanzelgasse 20, 8010 Graz
4) AVT ZT-G mbH Ingenieurkonsulenten für Vermessungswesen, Eichenweg 42, 6460 Imst
5) ITRES Corporate Head Office ITRES Research Limited, #110, 3553 - 31st Street N.W. Calgary, Alberta, Canada

Kontaktperson: Wolfgang Sulzer: [email protected]
Projekt: 2011-2013: Thermalanalyse Graz
Institut für Geographie und Raumforschung
Inhalt
 Einleitung und Rahmenbedingungen
 Stadtklimaanalyse und Fernerkundung in Graz - Methoden und
Befliegungen
 Befliegung Dezember 2011: Visualisierung der Dachflächen
 Ausblick
Institut für Geographie und Raumforschung
Motivation
 1986: 1. Stadtklimaanalyse mittels flugzeuggestützter DAEDALUS Daten

 1994: Fertigstellung der Stadtklimaanalyse auf Basis der Befliegung
1986 und zusätzlicher klimatologischer Untersuchungen und
Analysen

 1990 und 2002 Revision des Stadtentwicklungsplanes unter Einbindung
der Stadtklimaanalyse

 1996: 2. Befliegungskampagne durch die DLR und Stadtverwaltung

 2004: Revision der Stadtklimaanalyse (3. Befliegung) zur Neuerstellung

von Klimatopkarten und Klimaeignungskarten

 2011/12: Revision der Stadtklimaanalyse (4. Befliegung) zur

Erstellung von Klimatopkarten/Klimaeignungskarten und Erfassung
der Dachflächen
Institut für Geographie und Raumforschung
Thermalbefliegungen von GRAZ
1986 1996 2004 2011
SENSOR DAEDALUS DAEDALUS DAEDALUS TABI 1800
Wellenlänge 8,60 – 11,85 µm 8,60 – 11,85 µm 8,60 – 11,85 µm 3,70 - 4,80 µm
Datum 02/03.10.1986 20.04.1996 24.10.2004 20.12.2011
Aufnahme- Nacht: 22.00-23.00 Abend: 18.51-19.52
zeit Morgen:05.06-06.26
Mittag: 12.50–14.15 Mittag: 11.00–13.00 Mittag: 12.00–14.15
Höhe über 2000m 1100m 560m 1800m

Grund

Flugrichtung N/S W/E N/S W/E

Overlap: 10% - 40% 30% - 40% 30% 30% - 40%

Streifen 13 12 21 15
Resolution 5 x 5m 2.5 x 2.5m 1 x 1m 0,6 x 0.6m
Institut für Geographie und Raumforschung
Grundlagen und Methoden
Workflow Datenverarbeitung:
 Radiometrische Korrektur

 Geometrische Korrektur (1986,1996, 2004, 2011)

 Mosaikieren Befliegungsstreifen

 Erstellung von Strahlungstemperaturkarten (1:25.000)

 Erstellung von Oberflächentemperaturkarten (1:25.000)

 Ana lyse der Dachflächen von Graz (nur 2011)
Institut für Geographie und Raumforschung
Nacht Mittag

1986

Morgen
Institut für Geographie und Raumforschung
Ergebnis:
Morgen 2004
Institut für Geographie und Raumforschung
Der Mehrwert einer Thermalscannerbefliegung im
Winterhalbjahr 2011/2012
 Befliegungstermine zu einem Abend- bzw. Nachttermin erlauben vertiefende Kenntnisse über
die Wärmeverteilung, das lokale Windsystem im gesamten Stadtgebiet und ermöglicht auch
den Detailblick auf sensible Stadtgebiete von Graz (neu versiegelte Flächen,
Reininghausgründe, Frischluftzubringer – Kaltluftproduktion hat sich seit 2004 verändert, etc.).

 Mit der Befliegung im Winterhalbjahr kann die thermale Signatur der Stadt neue Erkenntnisse
des Grazer Stadtklimas vermitteln; Adaptierungen in der Temperaturverteilungskarte,
Stadtklimatopkarte und in weiterer Folge in der Karte der klimatologischen Empfehlungen
können durchgeführt werden.

 Durch Begleitmessprogramme wie Fesselballonsondierungen, Temperaturmessfahrten, die auch

punktuell und linear Referenzpunkte (Kalibrierung der Thermalscannerdaten; Erhebung des

Windsystems, Erfassung der Strahlungstemperatur, mit Wärmebildkameras, ...) erfassen, kann

ein optimales Zusammenspiel der punktuell und linienhaft erhobenen Geländedaten mit der
fläche n haften Scanneraufnahmen erfolgen.

 Neben der langjährigen Klimadatenanalyse können auch aktuelle Auswertungen der Daten des
Grazer Vertikalstationsprofiles über Schloßberg – Plabutsch /Kalkleitenmöstl zum
Aufnahmezeitpunkt der Befliegung erfolgen und somit verbesserte Aussagen über die
Inversionsdynamik (Schadstoffausbreitung) über dem Grazer Raumgetroffen werden
Institut für Geographie und Raumforschung
Der Mehrwert einer Thermalscannerbefliegung im
Winterhalbjahr 2011/2012
 Durch die Kombination Scanneraufnahmen – Geländemessfahrten – Stationswerte können
Strömungsbesonderheiten und Feinstaubbelastung dokumentiert und analysiert werden.

 Zusätzlich sollen zum Befliegungstag und zu vergleichbaren Wetterlagen grobauflösende
METEOSAT Daten (alle 15 min, Daten der ZAMG) analysiert werden, bzw. mit anderen
klimarelevanten Satellitendaten wie MODIS (Tag- und Nachtaufnahme) die Temperaturverteilung
und Entwicklung im Tagesverlauf von Graz analysiert werden. Somit können die oben
angesprochenen stadtklimatologisch relevanten Themen (Windfeld, Wäremeinseln / urban heat
island etc.) unterstützend und vertiefend analysiert werden.

 Durch die Analyse der Befliegung können Veränderungen/Auswirkungen von neuen

Verbauungsstrukturen ableitet werden und somit zukünftige Änderungen besser beurteilt

werden!

 Durch die hochaufgelösten Thermalbilder kann in Zusammenhang mit Gebäudedächern eine

Untersuchung des potentiellen Wärmeverlustes erstellt werden und beispielhaft dar-gestellt
werden.
Institut für Geographie und Raumforschung
(Klimatologisches) Stadtteilmonitoring der
Reininghausgründe:

Industriezone

Isolierte
Grünfläche
Gartenstadt