Klimawandel und Verstädterung stellen zwei maßgebliche globale Trends dar. Beide Trends haben profunde Auswirkungen auf die Ökologie der Stadt und damit auf die Lebensbedingungen der Menschen, beispielsweise durch Veränderungen von bereitgestellten Ökosystemleistungen. Im Zusammenspiel zwischen sozialen wie ökologischen Herausforderungen gibt es große Risiken aber auch große Potentiale. Welche Perspektiven hierfür die angewandte Forschung, um Fernerkundung und Ökologie sowie Planungs- und Systemtheorie bieten können, untersucht diese Arbeit. Es werden Entwicklungspfade aufgezeigt, die auch in Zeiten größerer Unsicherheit, sowie Stadtwachstums funktionieren können und den Handlungsspielraum von Städten erweitern.

Kapitel 1 zeigt, dass die Wissenschaft der urbanen Fernerkundung noch zahlreiche Defizite hinsichtlich der Zugänglichkeit ihrer Methoden und Ergebnisse hat. Es gibt jedoch ein breites Potenzial an einzelnen hervorragenden Beispielen des Einbindens von Fernerkundung in die Praxis. Größere Satellitenflotten, ‚open-data‘ und Fortschritte in der Datenverarbeitung verbessern die Chancen für den Einsatz in Städten weltweit, unabhängig von Lage oder finanziellen Ressourcen. Hierfür ist auch künstliche Intelligenz bzw. maschinelles Lernen von entscheidender Bedeutung.

Auch die wachsende Stadt kann Raum für mitwachsende grüne Infrastruktur bieten. Das zweite Kapitel nutzt Fernerkundung als Methode für die räumlich – zeitliche Analyse von Landnutzungsmustern in der Stadt Berlin seit dem Fall der Mauer. Es zeigt sich, dass es verschiedene nachhaltige Formen des urbanen Raums gibt, die auch unter Bevölkerungswachstum Flächen für zusätzliches Grün bereitstellen. Ein Treiber für den Verlust von urbaner Vegetation ist die Konversion von Gärten zu Autoabstellflächen oder sogenannter ‚Steingärten‘. Dies zeigt, dass urbane Strukturen kein Garant für positive Stadtentwicklung sind, es bedarf kontextspezifischer und informierter Stadtplanung.

Das dritte Kapitel analysiert wie urbane Dichte, gemessen in Bevölkerungsdichte und Vegetationsdichte, die Leistung urbaner grüner Infrastruktur auf den umgebenden Stadtraum beeinflusst. Hierfür wird der Fernwirkung bezogen auf Kühlleistung und Biodiversitätspotential räumlich modelliert. Es zeigt sich, dass Bevölkerungsdichte nicht unmittelbar zu schlechterem Biodiversitätspotential und Kühlleistung führen muss. Dichte Gebiete mit geringem Vegetationsanteil sind jedoch in besonderem Maße von der Fernwirkung der grünen Infrastruktur abhängig und benötigen somit ein engmaschiges Netz grüner und blauer Arterien. Basierend auf diesen Erkenntnissen gibt der Artikel konkrete Konfigurationsempfehlungen für unterschiedliche Stadtstrukturtypen, um gerechtes und ökologisch gesundes Arrangement von Parks zu befördern und Mangelgebiete zu kartieren.

Im abschließenden vierten Kapitel werden die Erkenntnisse aus dem Review-Artikel und den zwei Fallstudien in einen breiteren theoretischen Rahmen gebettet und darauf begründet fernerkundungsbasierte Indikatoren entwickelt.