Error simulations in the exploitation of geodata from historical maps
Creators: name: Delfgou, Cyrill
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2019
Subjects: 577: Ökologie
910: Geografie und Reisen

description: Historical maps can be used to investigate landscape changes, and thereby to gain knowledge about past conditions of ecosystems. Through evaluating historical maps of river ecosystems, a reference system can be created, to plan and evaluate current revitalization measures. Ecological indicators, such as the length of the shoreline, or the sinuosity, can be derived from river features that have been extracted from historical maps and the ecological condition of the water bodies can thereby be determined. The digital map processing workflow required for the extraction of river features from maps and the derivation of ecological indicators from those features is prone to various sources of error and a careful assessment of the potential impact of these error sources is therefore needed, if the derived indicators are supposed to serve as decision support. In this study, computational procedures have been developed to derive ecological indicators from river features extracted from historical maps and to simulate various typical, expected sources of error, to assess their impact on the derivation process. The impact of these sources of error on the derivation of indicators from rivers with different channel patterns has been compared. The results of this study show that the most influential error source is the generalization and simplification that occurs when reality has to be represented on a topographic map. The results further suggest that the derivation of ecological indicators from braided rivers is the most prone to errors and that a river’s sinuosity is the most robust ecological indicator.
description: Mit Hilfe von historischen Karten können Landschaftsveränderungen und frühere Zustände von Ökosystemen untersucht werden. Durch die Beurteilung historischer Karten von Flussökosystemen kann ein Referenzsystem erstellt werden, um Revitalisierungsmassnahmen zu planen und zu evaluieren. Ökologische Indikatoren, wie die Uferlänge oder die Sinuosität, können von Fluss-Features, welche aus historischen Karten extrahiert wurden, abgeleitet werden. Dadurch kann der ökologische Zustand der Gewässer beurteilt werden. Der digitale Kartenverarbeitungsworkflow, welcher für die Extrahierung von Fluss-Features und die Ableitung von ökologischen Indikatoren von diesen Features verwendet wird, ist anfällig für verschiedene Fehlerquellen. Eine sorgfältige Einschätzung der möglichen Auswirkungen dieser Fehler ist daher nötig, wenn die abgeleiteten Indikatoren als Entscheidungshilfe genutzt werden sollen. In dieser Studie wurden rechnergestützte Verfahren entwickelt, die ökologische Indikatoren von Fluss-Features ableiten, welche aus historischen Karten extrahiert wurden, und verschiedene, typische, zu erwartende Fehlerquellen simulieren. Die Simulationen ermöglichen die Auswirkungen der Fehlerquellen auf den Ableitungsprozess zu untersuchen. Die Auswirkungen dieser Fehlerquellen bei der Ableitung von Indikatoren von Flüssen mit unterschiedlichen Flussbettmustern wurden verglichen. Die Ergebnisse dieser Studie identifizieren die Generalisierung und Vereinfachung der Realität bei der Herstellung von topografischen Karten als die Fehlerquelle mit der grössten Auswirkung auf die Ableitung von ökologischen Indikatoren. Weitere Ergebnisse identifizieren die Ableitung von ökologischen Indikatoren von verzweigten Flüssen als am fehleranfälligsten und die Sinuosität eines Flusses als den robustesten ökologischen Indikator.