Original paper

Habitat Mapping from Optical and SAR Satellite Data: Implications of Synergy and Uncertainty for Landscape Analysis

Erasmi, Stefan

Abstract

Satellite based habitat maps are the main source for the analysis of landscape pattern and its effect on species diversity and ecosystem functions. Nonetheless, only few studies systematically investigated the optimal constellation of multi-source satellite input data for habitat mapping and the effect of mapping accuracy on landscape pattern indices and hence on ecological analysis. The present study underlines the importance of a careful selection of input data for land cover type classification and highlights the synergistic potential of optical/SAR data fusion for habitat mapping purposes. With regard to landscape analysis the study reveals the impact of classification accuracy on variation in landscape metrics. This impact is not uniform and not always directly related to classification accuracy but is depending on the nature of landscape metrics. Area metrics show strong variations with the magnitude of variation being much higher than the classification errors whereas variation of diversity and connectivity measures is significantly below the classification error. Finally, it is demonstrated that spatial uncertainty in land cover maps has to be addressed in any landscape analysis at spatial scale.

Kurzfassung

Die Analyse der Zusammenhänge zwischen Landschaftsmustern und Artenvielfalt bzw. Ökosystemfunktionen im Allgemeinen ist in vielen Fäl len auf satellitenbasierte Habitatkartierungen gestützt. Hierbei wird aber nur in wenigen Fällen un tersucht, welche Sensoren und Aufnahmezeitpunkte am besten geeignet sind. Darüber hinaus wird in den meisten Fällen nicht berücksichtigt, welche Auswirkungen die Klassifikationsgenauigkeit auf die Berechnung von Landschaftsmaßen und damit auf die Auswertung ökologischer Zusammenhänge haben kann. In diesem Zusammenhang hebt der vorliegende Beitrag die Wichtigkeit und Notwendigkeit der sorgsamen Auswahl von Satellitendaten für Landbedeckungskartierungen hervor und unterstreicht das Potential der Fusion von optischen und SAR-Daten für qualitative Fernerkundungs auswertungen. Die Ergebnisse machen den Einuss der Klassifikationsgenauigkeit auf die Berechnung von Landschaftsmaßen (landscape metrics) deutlich. Dieser Ein uss ist nicht einheitlich son dern von den Eigenschaften der Maße abhängig, wobei ächenbezogene Indikatoren einer stärkeren Schwankung unterworfen sind als Konnektivitätsund Diversitätsmaße. Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse die Notwendigkeit der Berücksichtigung von Unsicherheiten in den Datengrundlagen bei der räumlich expliziten Landschaftsanalyse.

Keywords

habitat mappingsar datarapideyeaccuracy assessmentlandscape metrics