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Sentinel-5P TROPOMI – Water Vapour (H2O), Level 3 – Global

Water Vapour (H2O) concentration (globally) as derived from Sentinel-5P/TROPOMI observations. H2O is the most abundant greenhouse gas in the atmosphere. In addition it is one of the most powerful drivers for weather phenomena in the troposphere. Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Water Vapour (H2O), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Manuell erfasste Einzelbaum Stammpositionen in einigen Wuppertaler Parkanlagen

Der Datensatz umfasst die vom Ressort Grünflächen und Forsten der Stadt Wuppertal manuell erfassten 15.194 punktförmigen Einzelbaumpositionen in den Parkanlagen Nordpark, Mirker Hain (südlicher Teil zwischen Kohl- und Vogelsangstraße) und Nützenberg (Teilbereich Kaiserhöhe). Die Daten wurden am Bildschirm mit der Software QGIS auf Basis von digitalen Orthophotos des Landes Nordrhein-Westfalen digitalisiert (Befliegungsdatum 01.03.2023, Bodenauflösung 10 cm). In diesen Luftbildern sind die Bäume ohne Belaubung abgebildet, was eine zuverlässige Erfassung der Stammpositionen ohne Sichtbehinderung durch das Blattwerk erlaubt. Der Datensatz wurde im Zusammenhang mit der Entwicklung des Verfahrens "twin4tree" im Rahmen der Forschungskooperation DigiTalZwilling4D innerhalb des Förderprojektes smart.wuppertal / DigiTal Zwilling erstellt (Leitung dieses Teilvorhabens: EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH, Münster). Er dient zur unabhängigen quantitativen Überprüfung der Ergebnisse von KI-Verfahren zur Detektion von Einzelbäumen aus Luftbildern ("Ground Truth"). In dichten Baumbeständen ist nämlich die Identifikation einzelner Bäume aufgrund von zusammenwachsenden Baumkronen ("Kronenschluss") erschwert. Daher unterschätzen solche Verfahren die Anzahl von Bäumen in diesen Bereichen deutlich. Mit den hier bereitgestellten Ground-Truth-Daten wurde für wurde für Wuppertal ein durchschnittlicher Korrekturfaktor von 1,6 abgeleitet. Der Datensatz ist in den Formaten GeoPackage, GeoJSON und KML in verschiedenen Koordinatenreferenzsystemen unter der Open-Data-Lizenz CC BY 4.0 verfügbar.

Soil moisture distribution at the Hordorf (Central Germany) groundtruthing site determined by mobile Cosmic Ray Neutron Sensing

Cosmic Ray neutron sensing (CRNS) is an emerging technology which is used to close the scaling gap between point measurements, such as TDR or soil samples, and the airborne remote sensing data. CRNS estimates the area-average soil water content by the detection of soil-reflected cosmic-ray neutrons in air. This method is characterized by an non-linearly shaped horizontal footprint of hundreds of meters and a vertical footprint of tens of centimetres (Köhli et al. 2015). During the campaign, a portable sensor (the so-called CRNS Rover) was used to study the spatial soil moisture variability in the target area in Hordorf. The rover was equipped with a CRNS-RV unit from Hydroinnova LLC (HI-RC01 detector) and a polyethylene shield below the detector to better reduce local effects of the field track. Neutron count data were processed including several physical, soil, and terrain corrections (see Schrön 2020, cfg file and the software <https://git.ufz.de/CRNS/cornish_pasdy>) to obtain the spatial soil moisture distribution at the Hordorf ground truthing site.

Messung des spektralen Extinktionskoeffizienten atmosphärischer Aerosole bei Umgebungsbedingungen und Charakterisierung der hygroskopischen Eigenschaften in Quellregionen (beeinflusst durch: MARINE - DUST - SMOKE) mit Hilfe von SÆMS, LIDAR und in-situ Methoden.

Im Rahmen des Projektes soll der spektrale Extinktionskoeffizient des unbeeinflussten atmosphärischen Aerosols bei 3 Wellenlängen (405, 532, 850 nm) mit einem neu entwickelten portablen SAEMS (Spectral Aerosol Extinction Monitoring System) in Kombination mit einem Ramanlidar untersucht werden. Dieses Fernmessverfahren soll weltweit in ausgewählten Quellregionen mit charakteristischen, unterschiedlichen Aerosoltypen (marines Aerosol, Mineralstaubaerosol, Biomasseverbrennungsaerosol) und natürlichen Aerosolmischungen eingesetzt werden. Das Messsystem wird mit Feuchte- und Temperatursensoren ausgestattet sein damit speziell auch die Änderung der optischen Eigenschaften der atmosphärischen Partikel bei realistischen Umgebungsfeuchtebedingungen erfasst wird. Die Wegstreckenauswahl dieses Aufbaus wird für die jeweiligen Aerosolbedingungen optimiert (horizontale Messstreckenlänge 1-3 km, 10-20 m über dem Boden). Die hygroskopischen Eigenschaften des Aerosols im Umgebungsfeuchtebereich sollen spezifisch für den jeweiligen Einsatzort bestimmt werden und eine aerosoltypabhängige Parametrisierung erarbeitet werden. Ziel ist langfristig die Charakterisierung der Aerosolsäule durch Kombination von bodengebundenen in-situ Methoden und Fernmessverfahren und sowie eine systematische Untersuchung des Feuchteeinflusses auf die aerosoloptischen Eigenschaften. Dazu soll die automatisierte Ermittlung des Extinktionskoeffizienten im bodennahen Bereich in den kontinuierlichen Messbetrieb der mobilen Landstation LACROS (Leipzig Aerosol and Cloud Remote Observations System) des TROPOS integriert werden. Derartige Untersuchungen sind von großer Wichtigkeit für die Klimamodellierung (Parametrisierung der Strahlungswechselwirkung von Aerosolen) sowie der Synthese der aktiven Fernerkundung (Bestimmung der optischen Eigenschaften der Aerosolsäule) und der mikrophysikalischen Eigenschaften durch in-situ Bodenmessungen.

Digitales Höhenmodell Hamburg DGM 10

Abgeleitetes, flächendeckendes digitales Geländemodell mit einer Rasterweite von 10 Meter auf Basis des DGM1. Für die Fläche der Freien und Hansestadt Hamburg (ohne das Gebiet des hamburgischen Wattenmeeres) wurde in 2020 eine Laserscanvermessungen (Airborne Laserscanning) durchgeführt. Die Daten liegen im Lagestatus 310 (ETRS89/UTM) vor, mit Höhenangaben über Normalhöhennull (NHN), gemäß DE_DHHN2016_NH. Die Genauigkeit eines einzelnen Messpunktes liegt in eindeutig definierten Bereichen, wie z.B. auf Straßenflächen, bei ca. ± 105 cm. In Bereichen von Abschattungen (Brücken), Vegetation, insbesondere Flächen in Wald- und Strauchgebieten und bei stark geneigtem Gelände, ist die Genauigkeit geringer. Standardmäßig werden vom LGV folgende Rasterweiten angeboten: DGM 1 (Rasterweite 1m), DGM 10 (Rasterweite 10m), DGM 25 (Rasterweite 25m). Eine jährliche Aktualisierung dieser Daten erfolgt über Luftbildbefliegungen. Neben der reinen Bereitstellung der Höheninformation als regelmäßiges Gitter werden die Daten auch als Dienstleistung in einer Dreiecksvermaschung (TIN) abgegeben. Dabei ist ein Datenaustausch mit 2D- und 3D-CAD-Systemen sichergestellt. Als weitere Dienstleistung können z.B. Höhenlinien und Profile abgeleitet oder Volumina und Neigungen errechnet werden. Durch Integration weiterer Geobasis- und Fachdaten (Vektor- und Rasterdaten) können weitere Dienstleistungen z.B. für die Bereiche Wasserwirtschaft, Tiefbau, Umwelt und Stadtplanung sowie Energieversorgung groß- und kleinräumige Anwendungen abgeleitet werden.

Sentinel-5P TROPOMI – Ozone (O3), Level 3 – Global

Ozone vertical column density in Dobson Units as derived from Sentinel-5P/TROPOMI observations. The stratospheric ozone layer protects the biosphere from harmful solar ultraviolet radiation. Ozone in troposphere can pose risks to the health of humans, animals, and vegetation. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Sentinel-5P TROPOMI – Cloud-Top Height (CTH), Level 3 – Global

Global Cloud-Top Height (CTH) as derived from the Sentinel-5P/TROPOMI instrument. Clouds play a crucial role in the Earth's climate system and have significant effects on trace gas retrievals. The cloud-top height is retrieved from the O2-A band using the ROCINN algorithm. Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Sentinel-5P TROPOMI – Aerosol Index (AI), Level 3 – Global

Aerosol Index (AI) as derived from TROPOMI observations. AI is an indicator for episodic aerosol plumes from dust outbreaks, volcanic ash, and biomass burning. The TROPOMI instrument onboard the Copernicus SENTINEL-5 Precursor satellite is a nadir-viewing, imaging spectrometer that provides global measurements of atmospheric properties and constituents on a daily basis. It is contributing to monitoring air quality and climate, providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the top of atmosphere solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum. The operational trace gas products generated at DLR on behave ESA are: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4), together with clouds and aerosol properties. This product is created in the scope of the project INPULS. It develops (a) innovative retrieval algorithms and processors for the generation of value-added products from the atmospheric Copernicus missions Sentinel-5 Precursor, Sentinel-4, and Sentinel-5, (b) cloud-based (re)processing systems, (c) improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users, and (d) data visualization services.

gesetzlich geschützte Biotope, 1. Durchgang, Gesamtdatensatz (Stand: 2015)

• § 20 Abs. 1 des Naturschutzausführungsgesetzes Mecklenburg-Vorpommern (NatSchAG M-V), zuvor § 20 des Landesnaturschutzgesetzes M-V, zuvor § 2 des Ersten Gesetzes zum Naturschutz in M-V benennt geschützte Biotope, deren Veränderung, Zerstörung oder nachhaltige Beeinträchtigung verboten ist. • Nach § 20 Abs. 4 NatSchAG M-V erfolgt eine Eintragung der gesetzlich geschützten Biotope in ein Verzeichnis, das „Verzeichnis der gesetzlich geschützten Biotope und Geotope", das vom LUNG geführt wird. • Das Verzeichnis wird aufgrund der Zuständigkeit für den Vollzug des Biotopschutzes landkreisweise geführt, Ausnahmen sind die Nationalparke und Biosphärenreservate. • Gesetzlich geschützte Biotope wurden auf der Grundlage der „Anleitung für Biotop-kartierungen im Gelände M-V“ (Schriftenreihe des Landesamtes für Umwelt und Natur 1998 / Heft 1) erfasst (alte Biotopkartieranleitung). Internetlink: https://www.lung.mv-regierung.de/dateien/biotopkartieranleitung.pdf • Im März 2010 erschien die 2. Auflage der Anleitung unter dem Titel „Anleitung für die Kartierung von Biotoptypen und FFH-Lebensraumtypen in Mecklenburg-Vorpommern“ (Materialien zur Umwelt des LUNG 2010, Heft 2) (neue Biotopkartieranleitung). Internetlink: https://www.lung.mv-regierung.de/dateien/biotopkartieranleitung2010.pdf • Bis Ende 2006/Anfang 2007 erfolgte die Kartierung nach der alten Biotopkartieranleitung (LAUN 1998) mit folgenden Ausnahmen: 1. Ab 2006 erfolgte in ausgewählten Gebieten eine Kartierung von Kleingewässern nach der neuen Biotopkartieranleitung und 2. die Kartierung des Nationalparks Vorpommersche Boddenlandschaft ab 2007 erfolgte ebenfalls nach der neuen Biotopkartieranleitung. Ab 2009 (Nationalpark Jasmund + Müritz-Nationalpark) wird nur noch nach der neuen Kartieranleitung gearbeitet. • Die Kartierung (1996 - 2013) wurde durch folgende Büros und staatliche Einrichtungen durchgeführt: ibs Ingenieurbüro Schwerin GmbH Ingenieurbüro Walther Grünspektrum GbR Gutachterbüro nebelung + nebelung Landschaftsarchitekturbüro Pulkenat Planiver GmbH Neubrandenburg Planungsbüro Mordhorst GmbH Plan4 GmbH Neubrandenburg Pöyry Deutschland GmbH Umweltplan GmbH Stralsund Hansestadt Stralsund Staatliche Ämter für Umwelt und Natur • Einen zeitlichen Überblick über die Kartierung (Jahr der Kartierung bezogen auf TK10AV-Blattschnitte) gibt der LINFOS-Datenbestand Stand der Biotopkartierung bk_ueb11.* (auch im „Kartenportal Umwelt“ verfügbar) • Nach dem vorläufigen Abschluss der Kartierung („vorläufig“ = grundsätzlich flächendeckend, aber ohne die Flächen der drei Nationalparke) wurde 2009 aus den landkreisweise vorliegenden Datensätzen ein Gesamtdatensatz aller kartierter Biotope als Flächenshape mit harmonisierten Kreisgrenzen erarbeitet; eine detaillierte Erläuterung zu diesem Arbeitsschritt befindet sich am Ende des Dokumentes. • Die Bögen der Biotope können im Kartenportal Umwelt über eine Verlinkung (Themenabfrage) aufgerufen werden. neu 2011: • Einarbeitung der Ergebnisse der Kartierung im Nationalpark Jasmund. • Aufgrund von räumlichen (geometrischen) Abweichungen der Geodaten aus der Kartierung der gesetzlich geschützten Biotope zu den aktuellen Orthophotos (georeferenzierte Luftbilder), und damit zu den Geodaten der Land- und Forstwirtschaft als Hauptnutzer in unserer Landschaft, bestand die Forderung dieser Nutzer, die Daten der gesetzlich geschützten Biotope in ihrer Lage zu korrigieren. Die lageangepassten Datensätze sind darüber hinaus eine wesentliche Voraussetzung für eine inhaltliche Korrektur/Aktualisierung der Daten bzw. für einen 2. Durchgang der Kartierung der gesetzlich geschützten Biotope. Die Lagekorrektur wurde 2010/11 von der Firma GEOMAPS GIS + Remote Sensing vorgenommen und ist im Attribut „korrtyp“ sowie in der Zusatztabelle „bk1_mv15korr.dbf“ nachzuvollziehen. neu 2014: - Zusatztabelle Pflanzenliste MVBIO [bk1_mv15_pfl.dbf] - Enthält alle in MVBIO erfassten Pflanzenarten der Grundbögen (4000er Biotopnummer) neu 2015: - Einarbeitung der Ergebnisse der Kartierung im Nationalpark Müritz (2010 – 2013) - Attribute für NC4 – NC8 im Hauptdatenbestand - Legende als SLD verfügbar neu 2024: - Inspire- Anpassung: hinzufügen Geo_UUID - Geometriereparartur mit QGIS (3.34.4)

Renaturierung von Mooren der nemoralen Zone unter Bedingungen variabler Wasserverfügbarkeit und -qualität

Die Funktionen von Mooren in Wasser- und Elementkreisläufen, als Kohlenstoffspeicher und in der Bewahrung der Biodiversität sind zunehmend im Fokus wissenschaftlicher und öffentlicher Debatte. Insbesondere im Verlauf des Klimawandels sind renaturierte Hochmoore Klimaextremen ausgesetzt, zum Beispiel Dürren, mit Langzeiteffekten für Boden und Pflanzengemeinschaften, und somit auch für den Kohlenstoffkreislauf. Der Klimawandel erschwert damit zusätzlich die Hochmoorrenaturierung zu bereits vorhandenen Grenzen. Damit verbunden ist ein unzureichender Wissensstand bezüglich potentieller Indikatoren für Degradation und Renaturierungserfolge, z.B. die Dynamiken und Bilanzen von Gasflüssen, Biodiversitätsniveaus oder Wasserbilanzen. Moordegradierung verändert die Wasserspeicherfähigkeit und reduziert die Fähigkeit Wasserschwankungen abzupuffern, was die Renaturierung weiter beeinflusst. Paläoökologische Daten erlauben Schlussfolgerungen über Feuchtebedingungen für Torfwachstum und potentielle Resilienz gegenüber in der Vergangenheit aufgetretenen Schwankungen der Umweltbedingungen. Somit können aus ihnen Grundlageninformationen abgeleitet werden, die helfen Renaturierungsziele zu formulieren, aber auch mögliche Einschränkungen aufzeigen. Der voranschreitenden Klimawandel mit häufigen auftretenden Hitzewellen und Dürren bedeutet insbesondere für die Re-Etablierung von Hochmoorvegetation eine ernste Bedrohung, die auf nährstoffarmes Niederschlagswasser angewiesen ist. Das Projekt verbindet Schlüsselmethoden von verwandten Disziplinen in bisher nicht gekannter Weise: In Unterprojekten behandeln wir i) die paläoökologische Rekonstruktion von Referenzbedingungen und Indikatoren für Degradation, ii) aktuelle Hydrologie, Niveaus von Biodiversität, Mikrobielle Gemeinschaften, iii) CO2 und CH4 Bilanzen mit Hauben- und Eddy-Covariance Technik und vorhandenen Langzeitdaten, iv) neuste Fernerkundungsmethoden inklusive dem Upscaling von Plotniveau bis auf das Landschaftsniveau, unterstützt von künstlicher Intelligenz, v) Negative Auswirkungen und Wechselbeziehungen zwischen Biodiversität, Kohlenstoffbilanzen, Treibhausgasemissionen und Resilienz wenn Zielniveaus nicht erreicht werden können, vi) Wissenstransfer in enger Zusammenarbeit mit Torfindustrie, Naturschutzakteuren, Akteuren der Land- und Wasserwirtschaft und der Administration.Wir untersuchen erstmalig Hochmoorrenaturierungsverläufe basierend auf neusten Bewertungsmethoden der Paläoökologie und Biogeochemie von Torfproben und ordnet diese Daten in einen landschaftsökologischen Kontext ein, um mit leistungsstarken Fernerkundungswerkzeugen das zukünftige Monitoring von degradierten und renaturierten Hochmoorflächen zu ermöglichen. Die enge Verbindung der Arbeitspakete und die Anwendung von in der Renaturierungsökologie wenig betrachteter Daten machen dieses Projekt innovativ und lassen wichtige Ergebnisse erwarten für die Hochmoorrenaturierung unter sich verändernden hydro-klimatischen Bedingungen.

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