Het Landelijk grondgebruiksbestand Versie 4 (LGN4)

Transcriptie

1 Pagina 1 Het Landelijk grondgebruiksbestand Versie 4 (LGN4) Centrum voor Geo-informatie Allard de Wit 10 december 2001

2 Pagina 2 Inhoudsopgave 1 INLEIDING ACTUALITEIT VAN HET LGN4-BESTAND NAUWKEURIGHEID VAN HET LGN4-BESTAND Validatie van het LGN4-basisbestand Validatie van de landbouwgewassen INCONSISTENTIES TUSSEN LGN4-GRIDBESTAND EN LGN4- GEWASSENBESTAND Recente uitbreidingen van stedelijk gebied zijn niet aangegeven in het LGN4-gewassenbestand Percelen grasland in het LGN4-gewassenbestand zijn in het LGN4 gridbestand als overig natuur geclassificeerd Het LGN4-gridbestand bevat veel meer overige landbouwgewassen dan het LGN4-gewassenbestand INHOUD VAN DE CDROM Aggregaties van het LGN4-bestand: directory agr/ Documentatie over het LGN4-bestand: directory doc/ Het LGN4-bestand: directory lgn4/ Meta-informatie over het LGN4-bestand: directory meta/ Het LGN4-monitoringsbestand: directory mon/ Het LGN4-gewassenbestand: directory perc/...15

3 Pagina 3 1 Inleiding Het LGN4-bestand is de 4 e en jongste telg in een serie van landgebruiksbestanden. LGN1 en LGN2 waren nog experimentele bestanden met beperkte nauwkeurigheid en duidelijke tekortkomingen. In LGN3 zijn deze tekortkomingen grotendeels opgelost en met LGN3plus is de bruikbaarheid van het bestand voor toepassingen op het gebied van natuur en ecologie sterk verbetert. Met het LGN4-bestand is een nieuwe stap gezet met het uitbreiden van de toepassingsmogelijkheden van het LGN-bestand. Belangrijke verbeteringen die doorgevoerd zijn in het LGN4-bestand zijn een koppeling van de landbouwgewassen aan TOP10-vector en de mogelijkheid om veranderingen in landgebruik op te sporen, die zich in de periode hebben voorgedaan. De vorige versies van het LGN-bestand werden geleverd als één enkel rasterbestand. Door de nieuwe mogelijkheden bestaat het LGN4-bestand echter niet uit een enkel rasterbestand, maar vormt het een collectie van bestanden. Deze handleiding heeft tot doel een aantal belangrijke eigenschappen van het LGN4-bestand kort te beschrijven en een overzicht te geven van de precieze inhoud van de CD-ROM. Doordat op dit moment nog gewerkt wordt aan het valideren en beschrijven van het LGN4-bestand zal deze handleiding in de loop der tijd uitgebreid gaan worden met informatie over de nauwkeurigheid van het LGN4-bestand. Verder zullen publicaties over het LGN4-bestand (in bijvoorbeeld internationale tijdschriften) als bijlagen worden bijgevoegd.

4 Pagina 4 2 Actualiteit van het LGN4-bestand De actualiteit van het bestand wordt in hoge mate bepaald door de aanwezigheid van geschikte satellietbeelden, voor het LGN4-bestand zijn dit satellietbeelden uit 1999 en Bij de productie van het LGN4-bestand wordt het bestand opgedeeld met behulp van de grenzen van de CBS landbouwgebieden. De verdeling van gebieden is grofweg gelijk gebleven aan de verdeling in het LGN3-bestand. De landbouwgebieden in de provincies Groningen, Drenthe, Overijssel, Gelderland en Limburg zijn met data van 2000 geclassificeerd, de overige provincies met data van 1999 (Figuur 1). De enige uitzondering op deze regel zijn twee CBS-landbouwgebieden in West-Gelderland (CBS nummers 2505 en 2506), voor deze gebieden waren geen geschikte satellietbeelden van 2000 beschikbaar waardoor deze met data van 1999 moesten worden geclassificeerd. provinciegrens CBS-landbouwgebieden Referentiejaar 1999 Referentiejaar 2000 Figuur 1. Overzicht van de referentiejaren van het LGN4-bestand per CBS landbouwgebied.

5 Pagina 5 3 Nauwkeurigheid van het LGN4-bestand 3.1 Validatie van het LGN4-basisbestand Het LGN4-basisbestand is gevalideerd door op een groot aantal puntlocaties de klasse in het LGN4-basisbestand te vergelijken met de klasse zoals die is vastgesteld aan de hand van luchtfoto's en TOP10-vector. Het LGN4- basisbestand bevat alle LGN4 klassen behalve de ecologische klassen (codes 30-46) en de landbouwgewassen (codes 1-6 en 10). De ecologische klassen en de landbouwgewassen zijn in het basisbestand op hoofdklasse gevalideerd. De validatie op subklasse is met behulp van andere gegevens uitgevoerd. De te controleren puntlocaties zijn geselecteerd met behulp van een gestratificeerde willekeurige steekproef (stratified random sampling) waarbij in iedere klasse een aantal punten is geselecteerd. Het aantal punten was afhankelijk van de a-priori geschatte nauwkeurigheid van iedere klasse en het gewenste betrouwbaarheidsinterval. Voor de validatie hebben we gekozen voor het 95% betrouwbaarheidsinterval, om dit betrouwbaarheidsniveau te halen zijn er bijna 4000 punten gevalideerd. Alle geselecteerde punten zijn langsgelopen en aan de hand van TOP10-vector en luchtfoto's (figuur 2) is voor ieder punt geprobeerd de juiste LGN4-klasse vast te stellen. Figuur 2. Validatie van de klassen in het basisbestand door controle van puntlocaties (gele stip) met behulp van TOP10-vector (links) en luchtfoto's (rechts). De validatiegegevens zijn vervolgens omgezet in een validatiematrix voor verdere bewerkingen. De eerste bewerking die is toegepast is het wegen van de verschillende klassen t.a.v. het aantal referentiepixels en de proportie van de betreffende klasse in het LGN4-bestand. Dit is nodig omdat anders de totale nauwkeurigheid van het bestand sterk wordt beïnvloed door klassen met een geringe proportie, maar met een groot aantal referentiepixels. Vervolgens is er nog een weging toegepast om gewicht toe te kennen aan de verwarring tussen klassen. Zo weegt een verwarring tussen "water" en "stedelijk gebied" zwaarder als een verwarring tussen "naaldbos" en "natuur" omdat de overgang tussen deze twee klassen in veel gevallen geen harde grens is. Voor een gedetailleerd overzicht van de nauwkeurigheid van het LGN4-bestand kunt u de volledige foutenmatrix vanaf downloaden.

6 Pagina 6 De validatie van het LGN4-basisbestand (Figuur 3) toont aan de het bestand een algehele nauwkeurigheid heeft van 92.2%, maar dat er tussen de klassen aanzienlijk verschillen bestaan in de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid. Figuur 3 toont de nauwkeurigheid (rood) en betrouwbaarheid (geel) voor de verschillende klassen op de eerste Y-as en de fractie van het totale oppervlak voor ieder klasse op de tweede Y-as (blauw). Met name de klassen met een groot areaal zijn nauwkeurig geclassificeerd: "landbouw (7)", "loofbos (11)", "naaldbos (12)", "zoet water (16)", "zout water (17)", "stedelijk gebied (18)" en "natuurgebied (30)". Dat ook de klassen "glastuinbouw (8)", "boomgaarden (9) en "bebouwing agrarisch gebied (26)" met een relatief klein areaal goed geclassificeerd zijn, is niet verwonderlijk aangezien deze voor een belangrijk deel zijn overgenomen uit TOP10-vector. Nauwkeurigheid LGN4-basisbestand - subklassen nauwkeurigheid / betrouwbaarheid 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% kaartproportie 0% 0 Landbouw Glastuinbouw Boomgaarden Loofbos Naaldbos Zoet water Zout water Stedelijk bebouwd gebied Bebouwing in buitengebied Loofbos in bebouwd gebied Naalsbos in bebouwd gebied Bos met dichte bebouwing Gras in bebouwd gebied Kale grond in bebouwd gebied Infrastructuur Bebouwing in agrarisch gebied Nauwkeurigheid Betrouwbaarheid Kaartproportie Figuur 3. Resultaten van de validatie van het LGN4-basisbestand. De classificatienauwkeurigheid is enigszins lager voor de klassen binnen stedelijk gebied (20, 21, 23, 24). Doordat deze klassen vaak erg klein en gefragmenteerd zijn, is het moeilijk deze goed te classificeren met satellietbeelden. De validatiematrix laat wel zien dat de verwarring tussen deze klassen voornamelijk binnen het stratum "stedelijk gebied" valt en er dus weinig verwarring optreedt met klassen buiten het stratum. Het effect op de totale nauwkeurigheid van het LGN4-basisbestand is gering doordat het areaal van de meeste klassen zo gering is en ze dus nauwelijks worden meegewogen. Opvallend is verder dat de nauwkeurigheid relatief laag is voor de klasse "bebouwing in buitengebied (19)", terwijl de betrouwbaarheid wel hoog is. De klasse "bebouwing in buitengebied (19)" is voor een groot deel afkomstig uit TOP10-vector en voor deze klasse zou daarom een hogere nauwkeurigheid worden verwacht. Uit de validatiematrix kan worden geconcludeerd dat de nauwkeurigheid sterk wordt beïnvloed door de een validatiepunt dat volgens LGN klasse "landbouw (7)" is, maar volgens de referentiegegevens klasse "bebouwing in buitengebied (19)" had moeten zijn. Door het grote areaal landbouwgebied en het geringe areaal van de klasse "bebouwing in

7 Pagina 7 buitengebied (19)" wordt de nauwkeurigheid sterk negatief beïnvloed. Indien dit punt zou worden verwijderd, dan stijgt de nauwkeurigheid met bijna 20%. 3.2 Validatie van de landbouwgewassen De landbouwgewassen in het LGN4-bestand zijn gevalideerd op basis van 63 validatie gebieden waarbij in totaal ruim gewaspercelen zijn gevalideerd. De algehele nauwkeurigheid gesommeerd over alle klassen in alle validatiegebieden blijkt uit te komen op 90.4 %. De volgende figuur toont de nauwkeurigheid per provincie gesommeerd over alle klassen. Nauwkeurigheid per provincie nauwkeurigheid 100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 90.4% 89.7% 90.4% 86.6% 97.1% 71.1% 87.4% 80.7% 93.8% 91.1% 94.0% 93.5% 80.7% Aantal referentiepixels 0.0% 0 Total Friesland Noord-Holland Zuid-Holland Utrecht Flevoland Noord-Brabant Zeeland Groningen Drenthe Overijssel Gelderland Limburg Figuur 4. Algehele classificatienauwkeurigheid van de landbouwgewassen in het LGN4- bestand op provinciaal niveau. De grijze balken tonen de nauwkeurigheid met de percentage op de linker Y- as, de zwarte stippen geven het totaal aantal validatiepixels aan die beschikbaar waren voor iedere provincie. Het kan gesteld worden dat de classificatie-nauwkeurigheid behoorlijk homogeen is op het niveau van de provincies. Opvallend is dat de classificatie-nauwkeurigheid met name in de provincie Flevoland achterblijft, terwijl deze provincie vrij eenvoudig te classificeren is. De zwarte blokjes laten echter ook zien dat voor Flevoland het aantal validatiepixels zeer gering is. Waarschijnlijk hebben we hier te maken met een slecht uitgevoerd steekproef, waardoor de nauwkeurigheid toevallig laag uitkomt, dit zou in mindere mate ook kunnen gelden voor de provincie Zeeland. De relatief lage nauwkeurigheid in Limburg is waarschijnlijk wel reëel omdat name Noord-Limburg lastig te classificeren is door het complexe landgebruik en het grote areaal aan overige landbouwgewassen. Om de classificatienauwkeurigheid per klasse te kunnen evalueren kunt de volledige foutenmatrices downloaden vanaf Deze foutenmatrices zijn gegroepeerd per provincie. De tabbladen in de excelsheets verwijzen naar de bladstructuur van TOP10-vector, sheet "s5gn" bevat dus de validatiematrix voor TOP10-blad 5 G-noord.

8 Pagina 8 4 Inconsistenties tussen LGN4-gridbestand en LGN4- gewassenbestand Doordat het LGN4-gewassenbestand feitelijk een tussenproduct is bij het vervaardigen van het LGN4-bestand, kunnen inconsistenties optreden tussen deze twee bestanden. Hoewel deze inconsistenties wat areaal betreft in de meeste gevallen zeer klein zijn, is het goed te onderkennen in welke gevallen deze inconsistenties op kunnen treden: 4.1 Recente uitbreidingen van stedelijk gebied zijn niet aangegeven in het LGN4-gewassenbestand. Verklaring: Het LGN4-gewassenbestand is gebaseerd op een selectie uit TOP10-vector, waarbij alleen de percelen grasland en bouwland geselecteerd zijn die binnen het stratum agrarisch gebied uit het LGN3- bestand vielen. Recente uitbreidingen van stedelijk gebied zijn niet weergegeven in het LGN3-bestand en niet in TOP10-vector. Hierdoor zijn er percelen in het gewassenbestand aanwezig die nu ingenomen zijn door nieuwe woonwijken en dergelijke. Omdat tijdens de classificatie van de landbouwgewassen het stedelijk gebied niet als zodanig wordt geclassificeerd is ervoor gekozen om deze percelen als grasland te classificeren. 4.2 Percelen grasland in het LGN4-gewassenbestand zijn in het LGN4 gridbestand als overig natuur geclassificeerd. Verklaring: De oorzaak van deze inconsistentie is min of meer dezelfde als onder punt 1 is beschreven. De definitie van de natuurgebieden in het LGN4- gridbestand is verbeterd met behulp van externe databestanden. Deze zijn echter nog niet meegenomen bij het opbouwen van het LGN4- gewassenbestand, waardoor deze vlakken toch in het LGN4- gewassenbestand zitten. 4.3 Het LGN4-gridbestand bevat veel meer overige landbouwgewassen dan het LGN4-gewassenbestand. Verklaring: Dit wordt veroorzaakt doordat in het LGN4-bestand de boomkwekerijen uit TOP10-vector zijn toegevoegd als overige landbouwgewassen. Deze vlakken zitten niet in het LGN4-gewassenbestand omdat boomkwekerijen niet met behulp van satellietbeelden kunnen worden geclassificeerd. Een groot verschil zal alleen voorkomen in gebieden waar veel boomkwekerijen aanwezig zijn (Betuwe, Noord-Limburg, Boskoop en de Brabantse zandgronden).

9 Pagina 9 5 Inhoud van de CDROM Waar het LGN3plus bestand nog één enkel bestand was, vormt het LGN4- bestand door deze nieuwe toepassingsmogelijkheden eigenlijk een collectie van bestanden. De vertrouwde grid database met cellen van 25 meter vormt nog steeds de basis van het LGN4-bestand, maar daarnaast is er nu ook een gewassenbestand op basis van TOP10-vector, een set van monitoringsbestanden en een drietal thematische aggregaties van het LGN4- bestand. Door het grote aantal bestanden is de bestandsindeling op de CD-ROM complexer geworden. Dit deel van de handleiding beschrijft kort de inhoud van de CD-ROM en de bestandstype die u daarop aantreft. De bestanden op de CD-ROM zijn als volgt gegroepeerd: Agr/ Geaggregeerde versies van het LGN4-bestand Doc/ Deze en andere documentatie (voor zover beschikbaar) Lgn4/ Het LGN4 grid bestand. Meta/ De meta-informatie Mon/ De LGN4 monitoringsbestanden Perc/ Het LGN4 gewassenbestand In de volgende pagina s zullen de bestanden die u in deze directory s aantreft worden beschreven. Alle bestanden worden geleverd als ARC/INFO GRID bestanden of coverages. Deze kunnen direct vanaf deze CD worden gekopieerd en zijn gebruiksklaar (dus geen export bestanden) Voor het gebruiksgemak zijn de GRID bestanden ook geëxporteerd naar ArcView Shape formaat.

10 Pagina Aggregaties van het LGN4-bestand: directory agr/ Bestanden 1. lgn4_bdktype: Aggregatie op bedekkingstype (gras, bebouwing, etc) 2. lgn4_hfklasse: Aggregatie op hoofdklasse (water, natuur, bebouwd gebied, etc) 3. lgn4_natuur: Aggregatie op natuurtypen (heide, hoogveen, moeras, etc) 4. *.shp; *.dbf; *.shx: Bovenstaande bestanden in Arcview Shape formaat 5. *.clr: Colour files voor gebruik in ArcPlot 6. *.avl: Arcview legend files Beschrijving In het verleden is gebleken dat veel gebruikers moeite hadden met het aggregeren van het LGN-bestand. Door een aantal standaard aggregaties mee te leveren hopen we dit te kunnen vergemakkelijken. Datatype en attribuut Datatype is grid, attribuut value Legenda Zie legenda.xls in directory doc/

11 Pagina Documentatie over het LGN4-bestand: directory doc/ Bestanden 1. legenda.xls: Beschrijving van de legenda van alle bestanden. 2. validatie_*.xls: Validatiegegevens over de gewasclassificatie in LGN4. 3. handleiding_lgn4.doc: Beschrijving van de inhoud van de LGN4 CD-ROM. 4. lgn4_versie.txt Beschrijft de versie van de bestanden op de CD- ROM. Bij eventueel onderhoud aan het bestand zal dit in dit bestand worden vermeld. Beschrijving Het geven van informatie over versies, legenda s, nauwkeurigheid en achtergrond van het LGN4-bestand.

12 Pagina Het LGN4-bestand: directory lgn4/ Bestanden 1. Lgn4: Het LGN4 Grid bestand 2. lgn4.shp; lgn4.shx; lgn4.dbf: LGN4-bestand in ArcView shape format. 3. lgn4.avl: ArcView legend file voor LGN4. 4. lgn4.clr: Color file voor gebruik in ArcPlot. Beschrijving Het LGN4-bestand is een landgebruiksdatabase die vlakdekkende informatie geeft over het landgebruik in gridcellen van 25 meter, waarbij 39 klassen worden onderscheiden. Datatype en attribuut Datatype is grid, attribuut is value Legenda Zie legenda.xls in directory doc/

13 Pagina Meta-informatie over het LGN4-bestand: directory meta/ Bestanden 1. lgn4.xml: Meta-informatie over het LGN4 grid bestand 2. lgn4_mon.xml: Meta-informatie over de LGN4 monitorings-bestanden 3. lgn4_gewas.xml: Meta-informatie over het LGN4 gewassenbestand. Beschrijving De bestanden verstrekken meta-informatie over de LGN4-bestanden die gebruikt kan worden in GeoKey of ArcCatalog. De meta-informatie is opgeslagen in XML formaat en voldoet aan de CEN98 standaard. De metainformatie kan worden bekeken en geprint met behulp van Microsoft Internet Explorer (tenminste versie 6).

14 Pagina Het LGN4-monitoringsbestand: directory mon/ Bestanden 1. lgn4_mon: Monitoringsklassen in het LGN4-bestand 2. lgn3_mon: Monitoringsklassen in het LGN3plus-bestand. 3. Changes: Markering van pixels waar een werkelijke verandering in landgebruik heeft plaatsgevonden. 4. *.shp; *.dbf; *.shx: Bovenstaande bestanden in Arcview Shape formaat 5. *.clr: Color file voor gebruik in ArcPlot 6. *.avl: Arcview legend file Beschrijving De LGN4 monitoringsbestanden vormen een set van drie rasterbestanden waarmee veranderingen in landgebruik kunnen worden opgespoord die tussen LGN3 en LGN4 hebben plaatsgevonden. Het LGN3plus en LGN4- bestand zijn ge-aggregeerd naar 8 landgebruiksklassen. Informatie over veranderingen in landgebruik kan worden bepaald aan de hand van het derde rasterbestand (changes) dat de gridcellen markeert waar daadwerkelijke veranderingen in landgebruik hebben plaatsgevonden. Pixels waar een verandering in landgebruik heeft plaatsgevonden hebben in het dit rasterbestand waarde 1, alle andere pixels hebben waarde 0. Datatype en attribuut Datatype is grid, attribuut value Legenda Zie legenda.xls in directory doc/

15 Pagina Het LGN4-gewassenbestand: directory perc/ Bestanden 1. Cbs????: LGN4-gewassenbestand op basis van TOP10-vector, opgesplitst per CBS landbouwgebied 2. cbslbg_99: ARC/INFO coverage met de grenzen van de CBS landbouwgebieden. Deze coverage kan gebruikt worden als tilestructuur bij het opbouwen van een library. 3. lgn4_gewas.avl: Arcview legend file Beschrijving Het LGN4-gewassenbestand is een bestand met informatie over gewassen op basis van TOP10-vector. De landbouwpercelen in de TOP10-vector zijn onderverdeeld in gewaspercelen door extra grenzen te digitaliseren op basis van satellietbeelden.vervolgens zijn de satellietbeelden geclassificeerd op gewastype. Deze gewassen zijn daarna teruggekoppeld aan de percelen in TOP10-vector. De verrasterde versie van het LGN4-gewassenbestand is geïntegreerd in het LGN4-bestand. Datatype en attributen Datatype is vector Vlakattributen: C1: Dit is de originele TDN vlakcode, zoals beschreven door de Topografische dienst. Aangezien het LGN4-gewassenbestand een selectie is uit TOP10-vector bestaan alleen de C1 codes 5213 (grasland) en 5203 (akker) Gewascode: Dit is de gewascode volgens de LGN classificatie. Zie voor de legenda het bestand legenda.xls in de directory doc/. Lijnattributen C1: Dit is de originele TDN lijncode, zoals beschreven door de Topografische dienst. Zie voor een beschrijving van de attributen de handleiding bij Top10-vector Origin: Dit attribuut geeft de oorsprong van een lijn weer: (1) dit is een lijn afkomstig uit TOP10-vector. (2) Dit is een lijn die toegevoegd is in het LGN4-gewassenbestand. (3) Dit lijnstuk is onderdeel van een kaartbladgrens. Legenda Zie legenda.xls in directory doc/