Ein bundesweiter Vergleich auf Basis linearer Regression und eines neuronalen Netzes
Modelle zur Bewertung des Landschaftsbildes
Die Zuhilfenahme statistischer Modelle basierend auf empirischen Daten und räumlichen Analysen ermöglicht die objektive Bewertung der Landschaftsbildqualität auch großer Untersuchungsgebiete. Verbreitet sind vor allem lineare Regressionsmodelle, die vergleichsweise einfach anzuwenden und zu interpretieren, jedoch bei der Darstellung komplexer Zusammenhänge eingeschränkt sind. Es bleibt meist unbekannt, ob komplexere Verfahren eine menschliche Bewertung besser abbilden könnten. Die vorliegende Arbeit nutzt ein lineares Regressionsmodell und ein neuronales Netz auf Basis derselben Datengrundlagen für eine bundesweite, flächendeckende Bewertung der landschaftlichen Schönheit. Mit neuronalen Netzen können auch komplexe, nichtlineare Zusammenhänge modelliert werden, die Ergebnisbildung ist jedoch nur begrenzt nachvollziehbar. Die Ergebnisse der beiden Modelle werden verglichen und die anwendungsbezogenen Vor- und Nachteile erläutert.
Die bundesweite Anwendung beider Modelltypen zeigt überwiegend plausible und stark korrelierende Ergebnisse. Beide Ergebniskarten stellen, insbesondere infolge des markanten Reliefunterschieds, ein deutliches Bewertungsgefälle zwischen der Nord- und Südhälfte Deutschlands dar. Die Modelleigenschaften des linearen Regressionsmodells führen dazu, dass dieses Bewertungsgefälle deutlich zu stark ausgeprägt ist. Beim neuronalen Netz zeigt sich eine ausgewogenere Bewertung zwischen Norden und Süden, bei der auch Landschaftsräume ohne starke Reliefunterschiede häufig hohe Bewertungsstufen erhalten.
Die Ergebnisse demonstrieren, dass neuronale Netze als Zweig des maschinellen Lernens einen bedeutenden Beitrag zu landschaftsplanerischen Fragestellungen leisten können.
Eingereicht am 02.04.2024, angenommen am 27.10.2024.
- Veröffentlicht am
Silvio Hildebrandt, Wolfgang Wende und Michael Roth 10.1399/NuL.87795 1 Einleitung In der Landschaftsbildbewertung gibt es nutzerabhäng ig e Verfahren beziehungsweise empirisch-modellierende Verfahren, bei denen die Landschaftsqualität mit h ilfe eines automatisierten Bewertungsalgorithmus berechnet wird . Dieser wird durch eine empirische Datenbasis kalibriert und validiert. Die Datenbasis besteht aus Referenzbewertungen, die von einer Stichprobe aus der Bevölkerung (Landschaftsnutzern) erhoben werden (Hildebrandt & Roth 2020). Solche Verfahren werden bereits seit den 1990er - Jahren genutzt und hatten ihren Ursprung in den USA (z um Beispiel Steinitz 1990) . Auch im deutschsprachigen Raum gibt es dafür Beispiele ( unter anderem Gruehn...