Land Cover Mapping of Anambra State Using Sentinel-2 Satellite Imagery

Um die Oberfläche unseres Planeten zu verstehen, unterscheiden Wissenschaftler zwischen dem, woraus das Land besteht, und dem, was es bedeckt. Der Boden selbst kann aus Gestein oder Erde bestehen, aber die „Landbedeckung“ ist das Material, das obenauf liegt: das Gras, der Beton, das Wasser oder die Nutzpflanzen. Genau zu wissen, was den Boden bedeckt, ist nicht nur eine akademische Übung; es ist die Grundlage für die Verwaltung von Ressourcen, die Stadtplanung und den Schutz der Umwelt. Wenn Wälder verschwinden oder Feuchtgebiete aufgefüllt werden, verschiebt sich das Gleichgewicht des lokalen Ökosystems, was oft Folgen für Überschwemmungen, die Landwirtschaft und die Tierwelt hat. Um diese Veränderungen über riesige Gebiete hinweg effizient zu verfolgen, wenden Forscher Satelliten an. Diese im Orbit befindlichen Kameras halten detaillierte Bilder der Erde fest und ermöglichen es Wissenschaftlern, Muster zu erkennen, die vom Boden aus unmöglich zu entdecken sind. Durch die Analyse dieser Bilder mit Computersoftware können sie die Landschaft in unterschiedliche Kategorien einteilen und so eine Karte erstellen, die eine Geschichte darüber erzählt, wie Menschen und Natur denselben Raum teilen.

In einer kürzlich durchgeführten Studie mit Schwerpunkt auf dem Bundesstaat Anambra im Südosten Nigerias setzte sich ein Team von Forschern der Nnamdi Azikiwe University das Ziel, ein frisches, detailliertes Bild der Landbedeckung in ihrer Region zu erstellen. Der Bundesstaat, in dem sich belebte Märkte und vielfältige Landschaften von Flusstälern bis hin zu Hügeln befinden, verändert sich aufgrund von Urbanisierung und Landwirtschaft schnell. Bestehende Karten waren jedoch veraltet, was es für lokale Planer schwierig machte, das Wachstum zu steuern oder natürliche Ressourcen effektiv zu schützen. Um dies zu lösen, verwendete das Team hochauflösende Bilder des Sentinel-2-Satelliten, der alle fünf Tage die Erde umkreist und Details von bis zu zehn Metern Breite erfasst. Sie luden vier große Bildkacheln herunter, die das gesamte Land abdeckten, und fügten sie zusammen, um eine vollständige Ansicht des Bundesstaates Anambra zu erstellen. Mit spezialisierter Mapping-Software schnitten sie das Bild exakt auf die Grenzen des Bundesstaates zu und brachten dem Computer dann bei, die verschiedenen Texturen und Farben des Bodens zu erkennen. Die Software sortierte die Landschaft in sieben spezifische Kategorien: Gewässer, Vegetation, überflutete Vegetation, Nutzpflanzen und Ackerland, bebaute Gebiete wie Städte und Orte, kahlen Boden und Weideland.

Die resultierende Karte offenbarte eine Landschaft im Wandel, die von einer Mischung aus menschlicher Aktivität und natürlichem Wachstum dominiert wird. Die größte einzelne Kategorie war das Weideland, das 38 Prozent des Bundesstaates einnahm, gefolgt von bebauten Gebieten mit 26 Prozent und Vegetation mit etwa 26 Prozent. Ackerland machte etwa 6 Prozent aus, während Gewässer, überflutete Vegetation und kahler Boden deutlich kleinere Teile der Gesamtfläche einnahmen. Die Forscher fanden heraus, dass die Ausdehnung von Städten und Farmen zu Lasten der natürlichen Vegetation geschieht, eine Verschiebung, die erhebliche Risiken birgt. Wenn Bäume und natürliche Bodenbedeckung verschwinden, verliert das Land seine Fähigkeit, Wasser aufzunehmen, was zu schwereren Überschwemmungen und Bodenerosion führen kann. Die Karte hob auch Gebiete mit überfluteter Vegetation hervor, was Regionen kennzeichnet, die besonders anfällig für steigende Wasserstände sind – eine entscheidende Information für den Schutz von Häusern und Infrastruktur.

Um sicherzustellen, dass die Karte vertrauenswürdig ist, überprüfte das Team ihre Arbeit anhand von Realweltdaten. Sie verglichen die Klassifizierung des Computers mit bekannten Standorten vor Ort, ein Prozess, der bestätigte, dass die Karte hochgradig genau ist. Das Endergebnis war in 88 Prozent der Fälle korrekt, wobei ein statistisches Maß der Übereinstimmung 83 Prozent erreichte. Dieses Maß an Präzision bedeutet, dass die Karte für ernsthafte Entscheidungsfindungen genutzt werden kann. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass diese aktualisierte Ansicht von Anambra State ein wesentliches Werkzeug für die lokalen Behörden ist. Durch die Nutzung dieses klaren, datengestützten Bildes des Landes können Planer die nachhaltige Entwicklung steuern, die Umwelt schützen und die Ressourcen des Bundesstaates effektiver verwalten, um sicherzustellen, dass das schnelle Wachstum der Region nicht zu Lasten ihrer ökologischen Gesundheit geht.