Stadtökologische Untersuchungen in Buenos Aires mit terrestrischen und fernerkundlichen Methoden: unter besonderer Berücksichtigung von Stadtstrukturtypen und Grünanlagen
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Berlin
Mensch & Buch-Verl.
2007
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Hintergrund............................ 1
1.2 Zielsetzung ............................ 2
1.3 Methodisches Vorgehen...................... 3
2 Bedeutung der Stadtökologie für Mega-Cities 6
2.1 Stadtökologie........................... 7
2.1.1 Städtische Freiräume und Freiflächen.......... 8
2.1.2 Stand der stadtökologischen Forschung......... 9
2.1.3 Ökologische Funktionen von Grünflächen........ 10
2.1.4 Stand der fernerkundlichen Forschung in der
Stadtökologie....................... 13
2.2 Mega-Cities............................ 16
2.2.1 Urbanes Wachstum.................... 16
2.2.2 Probleme in Mega-Cities................. 17
2.3 Ökologisch orientierte Stadtentwicklung............. 19
3 Untersuchungsgebiet in Buenos Aires 21
3.1 Entstehung und Entwicklung der Stadt............. 21
3.2 Buenos Aires heute........................ 24
3.3 Abgrenzung des Transektes ................... 26
3.3.1 Stadtviertel entlang des Transektes........... 26
3.3.1.1 La Boca..................... 30
3.3.1.2 Barracas..................... 32
3.3.1.3 Parque Patricios................ 33
3.3.1.4 NuevaPompeya ................ 33
3.3.1.5 Parque Chacabuco............... 33
3.3.2 Grünanlagen entlang des Transektes als zentrale Un-
tersuchungsgebiete .................... 36
3.3.2.1 Parque Lezarna................. 36
3.3.2.2 Parque Espana................. 36
n
3.3.2.3 Parque Patricios................ 37
3.3.2.4 Parque Chacabuco............... 39
3.3.2.5 Parque Indoamericano............. 40
3.3.2.6 Ezeiza...................... 41
3.4 Umweltpolitik und Ressourcenma-
nagement ............................. 42
3.4.1 Grundsätze der Umweltpolitik.............. 43
3.4.2 Umweltprobleme..................... 45
3.4.3 Ökologische Probleme des Flusses Riachuelo/Rio Ma-
tanza............................ 46
4 Problemstellung 48
5 Methoden zur Bestimmung stadtökologischer Indikatoren 50
5.1 Terrestrische Methoden...................... 50
5.1.1 Strukturtypenkartierung................. 50
5.1.2 Vegetationskartierung................... 52
5.1.2.1 Stadtvegetation................. 54
5.1.3 Vegetationsanalyse.................... 55
5.1.3.1 Vegetationsklassifikation............ 55
5.1.3.2 Ordination................... 57
5.2 Fernerkundliche Methoden.................... 58
5.2.1 Gegenüberstellung von Fernerkundungssystemen .... 60
5.2.2 Pixelorientierte Satellitenbildanalyse.......... 62
5.2.2.1 Ratiobild/Vegetationsindices ......... 63
5.2.2.2 Hauptkomponentenanalyse .......... 64
5.2.2.3 Spektrale Mischungsanalyse.......... 65
5.2.2.4 Hierarchische Klassifikation.......... 66
5.2.3 Objektorientierte Satellitenbildanalyse......... 66
5.2.3.1 Segmentierung................. 67
5.2.3.2 Klassifikation.................. 68
5.2.4 Landschaftsstrukturmaße................. 68
5.2.4.1 Indices...................... 69
6 Datengrundlage 72
7 Anwendung terrestrischer und satellitenbildgestützter Aus-
wertungsverfahren für die stadtökologische Forschung in Bue-
nos Aires 76
7.1 Vor-Ort-Kartierungen....................... 76
7.1.1 Strukturtypenkartierung................. 76
ui
7.1.2 Ergebnisse der Strukturtypenkartierung......... 78
7.1.3 Vegetationskartierung................... 83
7.1.4 Ergebnisse der Vegetationskartierung.......... 83
7.2 Vegetationsanalysen ....................... 85
7.2.1 Verfahren der Vegetationsanalyse............ 85
7.2.2 Ergebnisse der Vegetationsanalyse............ 85
7.2.2.1 Biodiversitätsindices.............. 85
7.2.2.2 Ähnlichkeitsindices............... 87
7.3 Vorverarbeitung der Satellitenbilddaten............. 87
7.3.1 Geometrische Korrektur................. 87
7.3.2 Radiometrische Korrektur................ 88
7.3.3 Auswahl der Satellitenbildausschnitte und -kanäle ... 89
7.4 Pixelorientierter Methodenansatz................ 90
7.4.1 Berechnung der Gesamtgrünflächenanteile über NDVI-
Werte........................... 91
7.4.2 Ergebnisse der über die NDVI-Werte erfolgten Berech-
nung ............................ 93
7.4.2.1 Grünflächenanteile des gesamten Untersuchungs-
gebietes ..................... 93
7.4.2.2 Grünflächenanteile der Capital Federal .... 93
7.4.2.3 Grünflächenanteile einzelner Stadtviertel ... 94
7.4.2.4 Grünflächenanteile einzelner Grünanlagen . . 96
7.4.3 Ableitung von Hauptkomponenten ...........100
7.4.4 Hierarchische Klassifikation der Flächenbe-
deckung ..........................100
7.4.4.1 Ausweisung der Klassen............100
7.4.4.2 Durchführung der Maximum-Likelihood-Klassifi-
kation......................104
7.4.5 Ergebnisse der pixelorientierten Flächenbe-
deckungsklassifikation ..................106
7.4.5.1 Flächenbedeckung des Untersuchungsgebietes 106
7.4.5.2 Flächenbedeckung der Capital Federal .... 106
7.4.5.3 Flächenbedeckung einzelner Stadtviertel . . . 108
7.4.5.4 Flächenbedeckung ausgewählter Strukturtpen 109
7.4.6 Vergleich der Ergebnisse aus den pixelorientierten Aus-
wertungsverfahren ....................113
7.4.7 Vergleich der Ergebnisse aus der pixelorientierten Klas-
sifikation und der Strukturtypenkarte..........114
7.5 Objektorientierter Methodenansatz...............116
7.5.1 Flächenbedeckungsklassifikation des Parque Chacabuco 118
7.5.2 Flächenbedeckungsklassifikation der Capital Federal . . 119
IV
7.5.3 Definition der Flächennutzungen der Capital Federal . 121
7.5.4 Flächenbedeckungsklassifikation der Grünanlagen . . . 122
7.6 Vergleich der pixel- und der objektbasierten Methodenansätze 123
7.6.1 Genauigkeitsanalyse des Parque Chacabuco ...... 123
7.6.2 Gegenüberstellung der klassifizierten Flächenanteile der
Capital Federal...................... 124
7.7 Bewertung der Grünflächen durch Landschaftsstrukturmaße . 125
7.8 Verknüpfung der terrestrischen und satellitenbildgestützten Aus-
wertungsverfahren ......................... 128
8 Diskussion der Ergebnisse 130
9 Methoden- und Planungsansätze für eine ökologische Stadt-
entwicklung in Buenos Aires 139
9.1 Ansätze für die Aufwertung städtischer Grünflächen......139
9.2 Alternativen zu städtischen Grünflächen............140
9.3 Ansätze einer auf Partizipation basierenden Umweltpolitik . . 141
9.3.1 Partizipative Gestaltung der Parkanlagen Casa Ama-
rilla und Indoamericano.................143
9.3.1.1 Parkanlage Casa Amarilla...........143
9.3.1.2 Parkanlage Indoamericano...........144
9.3.2 Bedeutung von Nichtregierungsorganisationen - das Bei-
spiel der Fundacion Ciudad ...............145
10 Perspektiven und Entwicklungsansätze 147
10.1 Grünflächenproblematik.....................148
10.2 Wasserproblematik........................149
11 Zusammenfassung und Ausblick 151
12 Literatur 153
A Abbildungen 170
B Tabellen 187
Abbildungsverzeichnis
2.1 Funktionen städtischer Grünflächen............... 10
2.2 Cartonera Suzanna im Gespräch mit Dra. A. M. Faggi (1.) . . 18
3.1 Mega-City Buenos Aires..................... 22
3.2 Capital Federal mit Verkehrsmfrastruktur und Grünanlagen . 25
3.3 Lage des Untersuchungsgebietes innerhalb der Mega-City Bue-
nos Aires.............................. 27
3.4 Untersuchungsgebiet mit Parkanlagen.............. 28
3.5 Übersicht über die Stadtviertel und CGPs im Untersuchungs-
gebiet ............................... 29
3.6 Stadtviertel La Boca....................... 31
3.7 Bootstourismus in La Boca.................... 31
3.8 Stadtviertel Barracas....................... 32
3.9 Stadtviertel Parque Chacabuco - Viertel Banco Municipal... 34
3.10 Stadtviertel Parque Chacabuco - Viertel Butteler....... 35
3.11 Parque Lezama.......................... 37
3.12 Parque Espana.......................... 38
3.13 Parque Patricios.......................... 38
3.14 Zerschneidung des Parque Chacabuco.............. 39
3.15 Parque Chacabuco........................ 40
3.16 Parque Indoamericano...................... 41
3.17 Waldgebiet von Ezeiza...................... 42
5.1 Zusammenhang der Begriffe Flora, Standort, Phytozönose, Pflan-
zengesellschaft ........................... 53
5.2 Hierarchische Rangstufen und Zusammenfassung der Syntaxa . 56
5.3 Principal Component Analysis von zwei Kanälen........ 65
6.1 Fehler in den Vektordaten des D.G.S.I.G. (1.) (im Vergleich
mit der IKONOS-Szene (02.01.2001) (r.))............ 74
7.1 Strukturtypenkarte........................ 80
VI
7.2 Hauptstrukturtypen je Stadtviertel (Flächenanteile in %) . . . 81
7.3 Methodisches Vorgehen bei der pixelbasierten Auswertung . . 90
7.4 Methodisches Vorgehen zur Berechnung der Gesamtgrünflä-
chenanteile (pixelbasiert)..................... 92
7.5 Stadtviertel Villa Riachuelo mit vegetationsbedeckten Flächen
(über NDVI-Werte berechnet).................. 97
7.6 Grünflächenanteile der einzelnen Parkanlagen (über NDVI-
Werte berechnet)......................... 99
7.7 Betondächer (z. T. mit Anstrich) ................102
7.8 Wellblechdächer auf Lagerhallen.................103
7.9 Aluminiumfolie bei Dächern von Wohnhäusern.........103
7.10 Klassifizierte IKONOS-Szene (pixelbasiert)...........107
7.11 Klassifikationsergebnis des Stadtviertels Villa Riachuelo (pi-
xelbasiert) .............................109
7.12 Flächenbedeckung in den einzelnen Stadtvierteln (pixelbasiert) 110
7.13 Beispiele für klassifizierte Strukturtypen (pixelbasiert).....112
7.14 Gegenüberstellung der berechneten Anteile vegetationsbestande-
ner Flächen je Stadtviertel (pixelbasiert)............113
7.15 Methodisches Vorgehen bei der objektorientierten Auswertung 117
7.16 Klassifizierte Oberflächen des Parque Chacabuco (objektbasiert) 119
7.17 Klassifizierte Oberflächen der Capital Federal (objektbasiert) . 120
7.18 Gegenüberstellung der klassifizierten Flächenanteile (objekt-
und pixelbasiert) für die Capital Federal............125
7.19 Gegenüberstellung der Gesamtgrünflächenanteile der Capital
Federal...............................126
7.20 Gegenüberstellung der Gesamtgrünflächenanteile des gesam-
ten Untersuchungsgebietes....................127
9.1 Gelände der Casa Amarilla....................143
A.l Räumliche Darstellung der GPS-Kontrollpunkte........171
A.2 Über den NDVI berechnete Grünflächenanteile im Untersu-
chungsgebiet (IKONOS-Szene)..................172
A.3 Über den NDVI berechnete Grünflächenanteile im Untersu-
chungsgebiet (ASTER-Szene) ..................173
A.4 Über den NDVI berechnete Grünflächenanteile im Untersu-
chungsgebiet (Landsat ETM+-Szene)..............174
A.5 Modell in ArcGIS.........................175
A.6 Über den NDVI berechnete Grünflächenanteile im Bereich der
Capital Federal des Untersuchungsgebietes (IKONOS-Szene) . 176
A.7 Spektren der Nicht-Vegetationsklassen.............177
vu
A.8 Spektren der Vegetationsklassen.................177
A.9 Klassifikationsergebnis La Boca (pixelbasiert, IKONOS-Szene) 178
A.10 Klassifikationsergebnis Barracas (pixelbasiert, IKONOS-Szene) 179
A.ll Klassifikationsergebnis San Telmo (pixelbasiert, IKONOS-Szene) 180
A.12 Klassifikationsergebnis Parque Patricios (pixelbasiert, IKONOS-
Szene) ...............................181
A.13 Klassifikationsergebnis Nueva Pompeya (pixelbasiert, IKONOS-
Szene) ...............................182
A.14 Klassifikationsergebnis Parque Chacabuco (pixelbasiert, IKO-
NOS-Szene) ............................183
A.15 Klassifikationsergebnis Villa Soldati (pixelbasiert, IKONOS-
Szene) ...............................184
A. 16 Klassifikationsergebnis Villa Lugano (pixelbasiert, IKONOS-
Szene) ...............................185
A.17 Detailausschnitte der Parkanlagen (IKONOS-Szene)......186
vm
Tabellenverzeichnis
3.1 Einwohnerstatistiken von Buenos Aires, Mexiko City und Säo
Paulo................................ 45
5.1 Stadtökologische Gliederung nach sechs Hauptnutzungstypen . 51
5.2 Untergliederung der reflektierten Wellenlängenbereiche .... 59
7.1 Stadtstrukturtypen von Buenos Aires.............. 77
7.2 Ergebnisse der Florakartierungen entlang des Gradienten ... 84
7.3 Biodiversitätsindices....................... 86
7.4 Ähnlichkeitsindices........................ 87
7.5 Grünflächenanteile der Stadtviertel und ausgewählter Stadt-
strukturtypen (über NDVI-Werte berechnet).......... 98
7.6 Einteilung der Stadtviertel....................111
7.7 Klassifizierte vegetationsbestandene Flächen im Strukturtyp
„Grünflächen nach Stadtvierteln................114
7.8 Klassifizierte vegetationsbestandene Flächen im Strukturtyp
„Niedrighausbebauung nach Stadtvierteln...........115
7.9 Klassifizierte Oberflächen des Parque Chacabuco (objektbasiert) 118
7.10 Klassifizierte Oberflächen der Capital Federal (objektbasiert) . 121
7.11 Klassifizierte Oberflächen in Prozent in den Grünanlagen (ob-
jektbasiert) ............................123
7.12 Mean Patch Size (in m2).....................128
B.l Verwendete Satellitenbildszenen.................188
B.2 Argentinische Kontakte (in alphabetischer Reihenfolge der In-
stitutionen) ............................189
B.3 GPS-Punkte aus den Jahren 2002 und 2003 + kartierte Infor-
mationen ..............................221
B.4 GPS-Punkte aus den Jahren 2004 und 2005 + kartierte Infor-
mationen ..............................225
B.5 Kartierte Pflanzenarten je Grünanlage (in alphabetischer Rei-
henfolge der lateinischen Namen)................242
ix
B.6 Ergebnisse der Vegetationskartierung entlang des Gradienten . 243
B.7 Statistiken der über den NDVI berechneten Grünflächenantei-
le des Untersuchungsgebietes...................244
B.8 Statistiken der über den NDVI berechneten Grünflächenantei-
le im Bereich der Capital Federal................245
B.9 Statistiken der über den NDVI berechneten Grünflächenantei-
le der Stadtviertel.........................247
B.10 Korrelation der Flächengrößen und der Gesamt grünflächenan-
teile je Grünanlage........................248
B.ll Kovarianz-und Korrelationsmatrix der IKONOS-Szene (gesam-
tes Untersuchungsgebiet) vor und nach der Hauptkomponen-
tenanalyse.............................249
B.12 GPS-Punkte für die Seedpixelauswahl..............250
B.13 Genauigkeitsanalyse der Klassifikation der IKONOS-Szene (pi-
xelbasiert) .............................251
B.14 Klassifikationsergebnisse des gesamten Untersuchungsgebietes
(pixelbasiert, IKONOS-Szene)..................252
B.15 Klassifikationsergebnisse der Capital Federal (pixelbasiert, IKO-
NOS-Szene) ............................253
B.16 Klassifikationsgenauigkeiten Parque Chacabuco (pixel- und ob-
jektbasiert) ............................253
B.17 Klassifikationsergebnis Parque Chacabuco (pixel- und objekt-
basiert) ..............................254
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