Das Projekt "Forschungsgruppe (FOR) 2694: Large-Scale and High-Resolution Mapping of Soil Moisture on Field and Catchment Scales - Boosted by Cosmic-Ray Neutrons, High-coverage CRNS application as network to target an areas' water distribution for periods of special field campaigns" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre.Die obere Bodenzone ist die zentrale Schnittstelle für die Speicherung und den Transfer von Wasser zwischen der Atmosphäre, der Biosphäre, den Oberflächengewässern und dem tieferen Untergrund. Die räumliche und zeitliche Variabilität seiner Eigenschaften und Zustände ist eine Herausforderung für das Verständnis und für die Quantifizierung des Wasserspeichers und daraus resultierender Wasserflüsse. Die Bestimmung der Bodenfeuchte ist entweder großflächig oder in Teilstücken der Einzugsgebiete möglich, dazu gehören hydrogeophysikalische Methoden (bodengestützt), verschiedene Fernerkundungsmethoden (Drohnen, Flugzeuge und Satelliten) oder invasive Bodenfeuchte-Netzwerke. Sie sind jedoch entweder nur durch zeitliche Momentaufnahmen begrenzt oder zu teuer, um auf ganze Einzugsgebiete oberhalb der Feldskala übertragen werden zu können. Bisher wurde die Methode der Detektion von Schwankungen des Neutronenhintergrunds (CRNS) als integrierende Messung der Bodenfeuchte in einer Fläche von ca. 15 Hektar eingesetzt. Verteilte Netzwerke dieser Sensoren gibt es bereits bis auf nationaler Ebene, jedoch mit Sensorabständen, die sehr viel größer sind als die CRNS-Integrationsfläche. Unser Ziel ist es, zeitliche Veränderungen des in Boden und Vegetation gespeicherten Wassers mit vollständiger Abdeckung auf der Skala von kleinen Einzugsgebieten bzw. hydrologischen Grundeinheiten (z.B. 1-10 km2), mit räumlicher Auflösung von wenigen Hektar und dichtem Abstand, vergleichbar mit der CRNS Integrationsfläche, zu messen. Dadurch lassen sich der nicht-invasive Charakter sowie die hohe Mobilität der CRNS-Sonden voll ausnutzen und kontinuierliche Bodenfeuchtekarten über einige Monate hinweg in einem bestimmten Gebiet erfassen. Dies wird eine raum-zeitliche Verteilung der Bodenfeuchte auch für landwirtschaftliche Felder und Waldstücke mit zeitlicher Auflösung im Stundenbereich liefern. Diese Messungen sollen auch zur Erprobung eines neu entwickelten Aufbaus einer CRNS Sonde mit winkelabhängiger Auflösung verwendet werden. Die geplanten Feldkampagnen sind ideal, um Daten für den Vergleich zu anderen Messmethoden (z.B. mobilem CRNS, Drohnenüberfliegungen) und zu hydrologischen Modellen zur Verfügung zu stellen. Die zu erfassenden Muster der raum-zeitlichen Variabilität bilden die Grundlage für die quantitative Beschreibung des Wasserhaushalts und hydrologischer Prozesse im Einzugsgebiet. Und durch eine örtliche Erweiterung des CRNS-Netzes könnte sie sogar in Zukunft auf größere Gebiete (z.B. größer als 10 km2) ausgedehnt werden. Dieses Teilprojekt wird eine Schlüsselrolle bei der Kartierung der Bodenfeuchte in kleinen Einzugsgebieten während der gemeinsamen Feldkampagnen der Forschergruppe sein. Insgesamt wird es erste CRNS-Bodenfeuchte-Karten auf einer Skala liefern, die mindestens eine Ordnung über den bestehenden Boden-Sensor-Netzwerken liegt.
Der Niedersächsische Bodenfeuchteinformationsdienst (NIBOFID) des LBEG zeigt den tagesaktuellen Wassergehalt für alle Böden in Niedersachsen. Darüber hinaus lässt sich der Verlauf des Bodenwassergehalts für die letzten 10 Tage abrufen. Die Bodenfeuchte wird in % der nutzbaren Feldkapazität (%nFK) angegeben. Die nFK beschreibt die Wassermenge, die ein Boden maximal pflanzenverfügbar speichern kann. Die Werte des Bodenfeuchtemonitors sind berechnet und nicht gemessen. Die Berechnung erfolgt mit dem Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB und wird täglich mit Klimakennwerten (Niederschlag, Temperatur, Wind, Globalstrahlung und relative Luftfeuchte) des Vortages durchgeführt. Es werden für die jeweilige Landnutzung (Acker, Grünland, Laubwald, Nadelwald, Sonstiges) und den Boden spezifisch Parametern abgeleitet. BOWAB nutzt die hochaufgelösten Bodendaten der Bodenkarte 1:50.000 (BK50) von Niedersachsen und leitetet bodenwasserhaushaltliche Kennwerte, wie nFK, FK etc. ab. Die Berechnung erfolgt für die Flächen der BK50. Der Einfluss des Grundwassers wird in Form von kapillarem Aufstieg und durch den Grundwasserstand aus der BK50 berücksichtigt. Eine Bodenfeuchte von 100 %nFK zeigt an, dass der Bodenwasserspeicher gefüllt ist. Bei Werten oberhalb von 100 % entsteht Sickerwasser oder es steht Grundwasser innerhalb der betrachteten Bodenschicht. Werte kleiner als 100 %nFK zeigen an, dass die Pflanzen Bodenwasser entnommen haben und der Boden allmählich austrocknet. Ab Bodenfeuchtewerten unterhalb von 40 - 50 %nFK reagieren Pflanzen auf die Trockenheit und verringern ihre Verdunstung. Bei Werten von < 30 % nFK kann von Trockenstress ausgegangen werden. Im Kartenbild ist die Bodenfeuchte für den Boden von 0 – 60 cm Tiefe dargestellt, der dem Hauptwurzelraum bei den meisten Böden und Nutzungsformen entspricht. Standortbezogene Informationen liefert ein Maptip. Durch das Klicken auf einen Standort wird der aktuelle Bodenwassergehalt für den Hauptwurzelraum in %nFK angezeigt. Zusätzlich können auf der Detailseite weiterführende Informationen abgerufen werden. Als Grafik wird der Verlauf der mittleren Bodenfeuchte für die vergangenen 10 Tage für die Tiefenbereiche 0 - 30 cm (Oberboden), 0 - 60 cm (Hauptwurzelraum) und, sofern der Boden mächtiger ist, 0 - 90 cm (gesamte Betrachtungstiefe) dargestellt. Zudem wird die Sickerwassermenge unterhalb von 90 cm Tiefe für den betrachteten Standort angegeben. Falls Sie noch genauere Informationen zum Wassergehalt für Ihren Boden mit einer bestimmten Anbaukultur (Weizen, Mais, Grünland) benötigen, nutzen Sie gerne die Fachanwendung „Bodenwasserhaushalt“ im NIBIS® Kartenserver. Sie bietet die Möglichkeit den Verlauf der Bodenfeuchte für einzelne oder mehrere Flächen über einen längeren Zeitraum mit verschiedenen Fruchtfolgen (z.B. 1 Jahr oder länger) zu ermitteln.
Das Gewässernetz der trockenfallenden stehenden Gewässer dient der Erfassung und Führung des Verzeichnisses der Gewässer in Niedersachsen gem. § 58 Abs. 1 des Niedersächsischen Wassergesetzes (NWG) vom 11.11.2020 (Nds. GVBl Nr. 43/2020), die regelmäßig weniger als sechs Monate im Jahr wasserführend sind. Über dieses Verzeichnis sollen die Ausnahmeregelungen zum Gewässerrandstreifen im Rahmen des Aktionsprogramms "Niedersächsischer Weg" vollzogen werden.Das Gewässernetz basiert auf dem Digitalen Geländemodell (Basis-DLM) des Landesamtes für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen (LGLN) mit dem jeweils an den Gewässerabschnitten angegeben Aktualitätsdatum. Für die Modellierung des Gewässernetzes wurde das Datenabgabeprodukt "GEW01" verwendet. Es wurden zusätzliche Felder ergänzt, um Fortschreibungshinweise zufügen zu können.GEW01 - Die Objektartengruppe mit der Bezeichnung "Gewässer" und der Kennung "44000" umfasst die mit Wasser bedeckten Flächen. Für die Modellierung wird nur die Objektart AX_StehendesGewaesser (44006) genutzt. Als zusätzliche Kriterien werden für die Feststellung eines trockenfallenden Gewässers Datenauszüge zu Karstgebieten, bodenkundlicher Feuchtestufe und Grundwasserstufe des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), die Angaben des Grünlandzentrums Niedersachsen/Bremen e.V. zu Gemeinden mit hoher Gewässerdichte, sowie Angaben darüber ob ein Gewässerabschnitt Teil des WRRL Gewässernetzes (Anlage 1 Nr. 2 der OGewV) ist, verwendet. Diese Angaben sind attributiv in den Datenbestand eingearbeitet worden.
Das Gewässernetz der trockenfallenden Fließgewässer dient der Erfassung und Führung des Verzeichnisses der Gewässer in Niedersachsen gem. § 58 Abs. 1 des Niedersächsischen Wassergesetzes (NWG) vom 11.11.2020 (Nds. GVBl Nr. 43/2020), die regelmäßig weniger als sechs Monate im Jahr wasserführend sind. Über dieses Verzeichnis sollen die Ausnahmeregelungen zum Gewässerrandstreifen im Rahmen des Aktionsprogramms "Niedersächsischer Weg" vollzogen werden.Das Gewässernetz basiert auf dem Digitalen Geländemodell (Basis-DLM) des Landesamtes für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen (LGLN) mit dem jeweils an den Gewässerabschnitten angegeben Aktualitätsdatum. Für die Modellierung des Gewässernetzes wurden die Datenabgabeprodukte "GEW01" und "GEW03" kombiniert und attributiv ergänzt, um ein linienförmiges Gewässernetz auch für Modellierungszwecke zur Verfügung zu haben. Es wurden zusätzliche Felder ergänzt, um Fortschreibungshinweise zufügen zu können.GEW01 - Die Objektartengruppe mit der Bezeichnung "Gewässer" und der Kennung "44000" umfasst die mit Wasser bedeckten Flächen. Die Attribute der Zusammengesetzten Objekte (ZUSO) der Objektarten AX_Wasserlauf (44002) oder AX_Kanal (44003) werden direkt an die zugehörigen Raumbezogenen Elementarobjekte (REO) der Objektarten AX_Gewaesserachse (44004) oder AX_Fliessgewaesser (44001) angehängt.GEW03 - Dieses Abgabeprodukt beinhaltet die Objektart AX_Gewässerstationierungsachse (57003). Eine Gewässerstationierungsachse ist eine von einer Wasserfachstelle festgelegte Linie in Gewässern. Sie umfasst folgende Arten:- Gewässerachse der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) ist eine Geometrie, die unverändert aus den Unterlagen der WSV übernommen wurde.- Genäherte Mittellinie in Gewässern entsprechen den Spezifikationen der Richtlinie der Gebiets- und Gewässerverschlüsselung der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA).- Fiktive Verbindung in Fließgewässern verbinden ein einmündendes Gewässer mit der Gewässerachse des aufnehmenden Fließgewässers.- Fiktive Verbindung in Seen und Teichen ist eine hydrologisch sinnvolle Verbindungslinie in stehenden Gewässern, die für den Aufbau eines geschlossenen topologischen Gewässernetzes benötigt wird.Als zusätzliche Kriterien werden für die Feststellung eines trockenfallenden Gewässers Datenauszüge zu Karstgebieten, bodenkundlicher Feuchtestufe und Grundwasserstufe des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), die Angaben des Grünlandzentrums Niedersachsen/Bremen e.V. zu Gemeinden mit hoher Gewässerdichte sowie Angaben darüber ob ein Gewässerabschnitt Teil des WRRL-Gewässernetzes (Anlage 1 Nr. 2 der OGewV) ist, verwendet. Diese Angaben sind attributiv in den Datenbestand eingearbeitet worden.
Der Datensatz enthält die - Maximale Wasserstände der Jährlichkeit 100 in Herdern Nord, Herdern Glasbach, Hochdorf, Benzhausen - Maximale Fließgeschwindigkeiten der Jährlichkeit 100 in Herdern Nord, Herdern Glasbach, Hochdorf, Benzhausen Der Datensatz entstammt aus dem Projekt I4C, des Leistungszentrums Nachhaltigkeit, der Universität Freiburg und weiteren Projektpartnern und wird nicht regelmäßig aktualisiert. Es handelt sich um Ergebnisse eines Forschungsprojektes ohne rechtliche oder planerische Überprüfung. Die Berechnung der Daten erfolgte 2023 - eine Aktualisierung ist nicht geplant. Die Daten sind OpenData - Namensnennung: "Professur für Hydrologie, Universität Freiburg". Gebiets-Eingangsdaten (Rasterdaten in einer Auflösung von 2*2 m²): Digitales Geländemodell mit Gebäuden, Landnutzung, Versiegelungsgrad, Bodeneigenschaften (nFK, LK, PWP, ks), Leitfähigkeit Hydrogeologie, Mittlerer Grundwasserflurabstand, Gewässernetz. Ereignis-Gebiets-Eingangsdaten (Rasterdaten in einer Auflösung von 2*2 m²): Für die Szenarien: Bodenfeuchte für verschiedene Unterschreitungswahrscheinlichkeiten im Sommerhalbjahr, Anfangsbetonte Modell-Niederschlags-Summen verschiedener Jährlichkeiten und Dauerstufen. Für das Ereignis: Niederschlag vom 25.06.2016, Bodenfeuchte zu Beginn des Niederschlags vom 25.06.2016. Modellierung: Abflussbildung mit dem Modell RoGeR in 5-Minuten-Auflösung. Hydraulische Modellierung mit auf Basis der 5-Minuten-Oberfllächen-Abflüsse aus RoGeR mit den Modell Ro_Dyn. Ergebnisse (Rasterdaten in einer Auflösung von 2*2 m²): Für die Szenarien: Maximale zu erwartende Wasserstände und Fleißgeschwindigkeiten mit einem statistischen Wiederkehr-Intervall von 100 Jahren für jede2*2 m²-Rasterzelle. Für das Ereignis: Maximale für das Ereignis modellierten Wasserstände und Fleißgeschwindigkeiten für jede2*2 m²-Rasterzelle.
Beobachtungen an deutschlandweit verteilten Straßenwetterstationen. Meteorologische Parameter wie Temperatur, Niederschlag usw. werden alle 15 Minuten gemessen.
Free access and download to of a growing selection of DWD’s climate data. Via CDC Search you will find data for direct download and interactive access to station data. The interactive mode gives graphical and tabular previews of the German station data. In addition, all data sets remain accessible from our ftp server for direct download
Das Projekt "Modelling of soil moisture in high spatial resolution for farmed grasslands in China based on airborne thermal data" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Bereich Bau und Umwelt, Fachrichtung Hydrowissenschaften , Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur für Meteorologie.In Inner Mongolia the heterogeneity of rainfall patterns, differences in grazing intensity and topography lead to strong temporal and spatial variability of soil moisture which has great effects on vegetation growth and influences CO2 and water fluxes. The spatial and temporal distribution and variability of near surface soil moisture will be modelled with a new approach using the atmospheric boundary layer model HIRVAC and thermal imagery obtained during the 2009 field campaign within the MAGIM research group. Thermal imagery was collected using a microlite aircraft which emerged as an adequate platform particularly for remote areas. The resulting soil moisture grids will allow for the analysis of spatial soil moisture variability at field and local scale. The high geometrical resolution (1 m) closes the gap between point surface and satellite measurements.
Das Projekt "Wachstumsmonitoring von Fichten, Buchen und Kiefern im Schwarzwald, auf der Schwäbischen Alb und in der Oberrheinebene" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum.Auf dem Schauinsland bei Freiburg, auf den ARINUS-Flächen im Forstbezirk Schluchsee, auf den Versuchsflächen des Sonderforschungsbereiches SFB-433 im Forstbezirk Tuttlingen und in der Oberrheinebene bei Hartheim werden auf verschiedenen Standorten Radialveränderungen der Baumschäfte von Fichten, Buchen und Kiefern hochaufgelöst, kontinuierlich registriert. An einem Teilkollektiv der Untersuchungsbäume werden zusätzlich Radialveränderungen in größeren Schafthöhen, an Ästen sowie an flachstreichenden Wurzeln registriert. Gleichzeitig werden Temperaturen ( Luft-, Kambial- und Boden-Temperaturen), die Luftfeuchte und Bodenfeuchten gemessen sowie die Phänophasentermine registriert. Aus den Analysen werden Informationen über die Bedeutung verschiedener Standortsfaktoren in den Untersuchungsgebieten auf das kurz-, mittel- und langfristige Wuchsverhalten von Bäumen erwartet. Aus dem Vergleich des Wachstumsverhaltens auf Standorten in verschiedenen Höhenlagen sollen tiefere Einblicke in die Umweltabhängigkeit des Baumwachstums gewonnen werden.
Das Projekt "Anwendung von Methoden des maschinellen Lernens zur Verbesserung der Prognosen und Analysen der BfG" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Digitales und Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Gewässerkunde.Veranlassung Methoden des maschinellen Lernens kommen in der gewässerkundlichen Praxis der BfG bisher nur vereinzelt zum Einsatz. Im Kontext der Prognose sollen eine weitere Steigerung der Vorhersagegüte erzielt, längerfristige Vorhersageskalen erschlossen und innovative Beratungsprodukte generiert werden. Im Bereich der Klassifikation kann eine intelligente Vorbeurteilung von Ölverschmutzungen z.B. einen effizienteren Einsatz unbemannter Systeme ermöglichen und den teuren Datentransfer bei Flügen in weiter Entfernung reduzieren. Die Anwendung auf digitale Orthofotos ermöglicht eine Identifizierung von Vegetation mit erhöhtem Automatisierungsgrad auf großer Fläche, z.B. für eine effiziente Erstellung von Vegetations- und Biotoptypenkartierungen. Methoden zur Regression können im Kontext der Qualitätskontrolle, Aus- und Bewertung von Bodenfeuchtemessungen eingesetzt werden, um Messfehler zu identifizieren und zu korrigieren, fehlende Werte zu interpolieren sowie tiefengestaffelt zu disaggregieren. Ziele - wissenschaftliche Erkenntnis und Datenharmonisierung: Untersuchung praktischer Anwendbarkeit von Methoden des maschinellen Lernens für ausgewählte BfG-Fachaufgaben (Messdatenplausibilisierung, Abfluss- und Wasserstandsvorhersage, Vegetationskartierung, Ölerkennung) - Technologietransfer: Überführung zielführender Methoden des maschinellen Lernens in zentrale Dienste und Applikationen der BfG - Konsolidierung Know-How: Initiierung einer BfG-weiten Arbeitsgruppe ‘KI’ zwecks Beratung, Unterstützung, Austausch und Koordination zukünftiger Anwendungen mit Bezug zu Methoden der künstlichen Intelligenz Die Entwicklung von Anwendungsfeldern im Bereich der künstlichen Intelligenz ist ein zentrales Ziel der Bundesregierung (KI-Strategie für Deutschland), welches das BMDV für den Verkehrssektor in seinem Aktionsplan ‘Digitalisierung und Künstliche Intelligenz in der Mobilität’ konkretisiert. Pilothafte Anwendungen belegen neben dem Bedarf auch großes Potenzial von Methoden des maschinellen Lernens im Bereich der Gewässerkunde (Prognose, Klassifikation, Regression). MALPROG soll helfen, dieses Potenzial für konkrete Anwendungen in der Analyse- und Beratungspraxis der BfG und WSV zu erschließen. MALPROG überführt Methoden des maschinellen Lernens in die gewässerkundliche Praxis und leistet einen Beitrag zur Optimierung von Produkten und Beratungsdiensten der BfG für die Bundeswasserstraßen.
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