Spatially and temporally high-resolution data was acquired with the aid of multispectral sensors mounted on UAV and a gyrocopter platform for the purpose of classification. The work was part of the research and development project „Modern sensors and airborne remote sensing for the mapping of vegetation and hydromorphology along Federal waterways in Germany“ (mDRONES4rivers) in cooperation of the German Federal Institute of Hydrology (BfG), Geocoptix GmbH, Hochschule Koblenz und JB Hyperspectral Devices. Within the project period (2019-2022) data was collected at different sites situated in Germany along the Rivers Rhine and Oder. All published data produced within the project can be found by searching for the keyword ‘mDRONES4rivers‘. In this dataset, the following UAS data and metadata of the project site ‘Kuehkopf Knoblochsaue’ (center coordinates [WGS84]: 49.830564°N, 8.383341°E; area: 48 ha) at the Rhine River in Germany is available for download: • Multispectral orthophotos (GeoTiff; 6 bands: B, G, R, Red-Edge, NIR, Flag; camera: Micasense; resolution: 25 cm; abbreviation: MS_RAW) • RGB-orthophotos (GeoTiff; 3 bands: R, G, B; camera: Phantom; resolution: 25 cm; abbreviation: PH_ORTHO) • Digital Surface Models (GeoTiff; 1 band; camera: Phantom; resolution: ca. 5 cm; abbreviation : PH_DEM) • associated Technical Reports (PDF; technical metadata concerning data acquisition, and processing using Agisoft Metashape, 1x for multispectral orthophotos, 1x for RGB-orthophotos + digital surface model) The above-mentioned files are provided for download as dataset stored in one directory per season depending on the date of data acquisition (e.g. mDRONES4rivers_NW_2019_01_Winter.zip = projectname_projectsite_year_no.season_name.season). To provide an overview of all files and general background information plus data preview the following files are stored in the info.zip folder: • Overview table and metadata of the above-mentioned data (xlsx) • Summary (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure, 1x for multispectral orthophotos, 1x for RGB-orthophotos + digital surface models) Note: the data was processed with focus on spectral information and not for geodetic purposes. Georeferencing accuracy has not been checked in detail.
Spatially and temporally high-resolution data was acquired with the aid of multispectral sensors mounted on UAV and a gyrocopter platform for the purpose of classification. The work was part of the research and development project „Modern sensors and airborne remote sensing for the mapping of vegetation and hydromorphology along Federal waterways in Germany“ (mDRONES4rivers) in cooperation of the German Federal Institute of Hydrology (BfG), Geocoptix GmbH, Hochschule Koblenz und JB Hyperspectral Devices. Within the project period (2019-2022) data was collected at different sites situated in Germany along the Rivers Rhine and Oder. All published data produced within the project can be found by searching for the keyword ‘mDRONES4rivers‘. In this dataset, the following UAS data and metadata of the project site ‘Emmericher Ward’ (center coordinates [WGS84]: 50.385264°N, 6.198692°E; area: 53ha) at the Rhine River in Germany is available for download: • Multispectral orthophotos (GeoTiff; 6 bands: B, G, R, Red-Edge, NIR, Flag; camera: Micasense; resolution: 25 cm; abbreviation: MS_RAW) • RGB-orthophotos (GeoTiff; 3 bands: R, G, B; camera: Phantom; resolution: 25 cm; abbreviation: PH_ORTHO) • Digital Surface Models (GeoTiff; 1 band; camera: Phantom; resolution: ca. 5 cm; abbreviation: PH_DEM) • associated Technical Reports (PDF; technical metadata concerning data acquisition, and processing using Agisoft Metashape, 1x for multispectral orthophotos, 1x for RGB-orthophotos + digital surface model) The above-mentioned files are provided for download as dataset stored in one directory per season depending on the date of data acquisition (e.g. mDRONES4rivers_EW_UAV_2019_01_Winter.zip = projectname_projectsite_platform_year_no.season_name.season). To provide an overview of all files and general background information plus data preview the following files are stored in the info.zip folder: • Overview table and metadata of the above-mentioned data (xlsx) • Summary (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure, 1x for multispectral orthophotos, 1x for RGB-orthophotos + digital surface models) Note: the data was processed with focus on spectral information and not for geodetic purposes. Georeferencing accuracy has not been checked in detail.
Spatially and temporally high-resolution data was acquired with the aid of multispectral sensors mounted on UAV and a gyrocopter platform for the purpose of classification. The work was part of the research and development project „Modern sensors and airborne remote sensing for the mapping of vegetation and hydromorphology along Federal waterways in Germany“ (mDRONES4rivers) in cooperation of the German Federal Institute of Hydrology (BfG), Geocoptix GmbH, Hochschule Koblenz und JB Hyperspectral Devices. Within the project period (2019-2022) data was collected at different sites situated in Germany along the Rivers Rhine and Oder. All published data produced within the project can be found by searching for the keyword ‘mDRONES4rivers‘. In this dataset, the following UAS data and metadata of the project site ‘Niederwerth’ (center coordinates [WGS84]: 50.386326°N, 7.613847°E; area: 27 ha) at the Rhine River in Germany is available for download: • Multispectral orthophotos (GeoTiff; 6 bands: B, G, R, Red-Edge, NIR, Flag; camera: Micasense; resolution: 25 cm; abbreviation: MS_RAW) • RGB-orthophotos (GeoTiff; 3 bands: R, G, B; camera: Phantom; resolution: 25 cm; abbreviation: PH_ORTHO) • Digital Surface Models (GeoTiff; 1 band; camera: Phantom; resolution: ca. 5 cm; abbreviation : PH_DEM) • associated Technical Reports (PDF; technical metadata concerning data acquisition, and processing using Agisoft Metashape, 1x for multispectral orthophotos, 1x for RGB-orthophotos + digital surface model) The above-mentioned files are provided for download as dataset stored in one directory per season depending on the date of data acquisition (e.g. mDRONES4rivers_NW_2019_01_Winter.zip = projectname_projectsite_year_no.season_name.season). To provide an overview of all files and general background information plus data preview the following files are additionally provided: • Overview table and metadata of the above-mentioned data (xlsx) • Summary (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure, 1x for multispectral orthophotos, 1x for RGB-orthophotos + digital surface models) Note: the data was processed with focus on spectral information and not for geodetic purposes. Georeferencing accuracy has not been checked in detail.
Spatially and temporally high-resolution data was acquired with the aid of multispectral sensors mounted on UAV and a gyrocopter platform for the purpose of classification. The work was part of the research and development project „Modern sensors and airborne remote sensing for the mapping of vegetation and hydromorphology along Federal waterways in Germany“ (mDRONES4rivers) in cooperation of the German Federal Institute of Hydrology (BfG), Geocoptix GmbH, Hochschule Koblenz und JB Hyperspectral Devices. Within the project period (2019-2022) data was collected at different sites situated in Germany along the Rivers Rhine and Oder. All published data produced within the project can be found by searching for the keyword ‘mDRONES4rivers‘. In this dataset, the following UAS data and metadata of the project site ‘Emmericher Ward’ (center coordinates [WGS84]: 50.385264°N, 6.198692°E; area: 900 ha) at the Rhine River in Germany is available for download: • Multispectral orthophotos (GeoTiff; 5 bands: B, G, R, NIR, Flag; camera system: PanX 2.0 and PanX 3.0; resolution: ca. 30 cm/ca. 16 cm; abbreviation: PanX2_ORTHO/PanX3_ORTHO) • Digital Surface Models (GeoTiff; 1 band; camera system: PanX 2.0 and PanX 3.0; resolution: ca. 30 cm; abbreviation: PanX_DEM) • associated Technical Reports (PDF; technical metadata concerning data acquisition, and processing using Agisoft Metashape, 1x for multispectral orthophotos + digital surface model) The above-mentioned files are provided for download as dataset stored in one directory per season depending on the date of data acquisition (e.g. mDRONES4rivers_NW_GYRO_2019_01_Winter.zip = projectname_projectsite_platform_year_no.season_name.season). To provide an overview of all files and general background information plus data preview the following files are stored in the info.zip folder: • Overview table and metadata of the above-mentioned data (xlsx) • Summary (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure, 1x for multispectral orthophotos + digital surface models) Note: the data was processed with focus on spectral information and not for geodetic purposes. Georeferencing accuracy has not been checked in detail.
Spatially and temporally high-resolution data was acquired with the aid of multispectral sensors mounted on UAV and a gyrocopter platform for the purpose of classification. The work was part of the research and development project „Modern sensors and airborne remote sensing for the mapping of vegetation and hydromorphology along Federal waterways in Germany“ (mDRONES4rivers) in cooperation of the German Federal Institute of Hydrology (BfG), Geocoptix GmbH, Hochschule Koblenz und JB Hyperspectral Devices. Within the project period (2019-2022) an object oriented image classification was conducted based on UAV and gyrocopter data for different sites situated in Germany along the Rivers Rhine and Oder. All published data produced within the project can be found by searching for the keyword ‘mDRONES4rivers‘. In this dataset, the following classification results and metadata of the project sites situated in riparian zones along federal waterways in Germany with focus on the Rhine River, Germany is available for download: • Basic & Vegetation Classification (ESRI Shapefile; abbreviation: lvl2_vegetation_units) • Classification of dominant stands (ESRI Shapefile; abbreviation: lvl4_dominant_stands ) • Classification of substrat types (ESRI Shapefile; abbreviation: lvl4_substrate_types) • associated reports (PDF; statistical and additional information on the classifiaction results and workflow) The above-mentioned files are provided for download as dataset stored in one directory per projekt site and season (e.g. mDRONES4rivers_Niederwerth_2019_03_Summer_Classification.zip = projectname_projectsite_year_no.season_name.season_product). To provide an overview of all files and general background information plus data preview the following files are additionally provided: • Portfolios (PDF, Detailed description of classification products and classification workflow, 1x for basic surface types, 1x for classification of vegetation units, 1x for classification of dominant stands, 1x for classification of substrate types) • Color Coding table for the visualization of the classifiaction units (.xlsx)
Spatially and temporally high-resolution data was acquired with the aid of multispectral sensors mounted on UAV and a gyrocopter platform for the purpose of classification. The work was part of the research and development project „Modern sensors and airborne remote sensing for the mapping of vegetation and hydromorphology along Federal waterways in Germany“ (mDRONES4rivers) in cooperation of the German Federal Institute of Hydrology (BfG), Geocoptix GmbH, Hochschule Koblenz und JB Hyperspectral Devices. Within the project period (2019-2022) data was collected at different sites situated in Germany along the Rivers Rhine and Oder. All published data produced within the project can be found by searching for the keyword ‘mDRONES4rivers‘. In this dataset, the following portfolios of classifications, UAS and gyrocopter data of project sites situated in riparian zones along federal waterways in Germany with focus on the Rhine River are available for download: • Multispectral orthophotos produced with the aid of UAS (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure; abbreviation: MS_ORTHO) • RGB-orthophotos and digital surface models produced with the aid of UAS (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure; abbreviation: PH_SR_ORTHO_DSM) • Multispectral orthophotos and Digital Surface Models produced with the aid of a gyrocopter (PDF, Detailed description of sensors and data acquisition procedure; abbreviation: PANX_ORTHO_DSM) • Classification results based on UAV- and a gyrocopter data (PDF, Detailed description of processing procedure for different classification levels; abbreviation: CLASSIF_PROD) • German translated version of all above mentioned product portfolios (PDF, abbreviation: product_portfolio_collection_ger)
Multispectral data from two legume-grass mixtures (clover- and lucerne-grass) were collected in the year 2018 for aboveground biomass and nitrogen fixation (NFix) estimation. In addition to the mixtures, pure stands of legumes and of grasses of the two mixtures were sown in order to represent variable conditions in practical farming (0-100% legumes). All six treatments were cultivated in four replicates and harvested three times within the year (plot size: 1.5 x 12 m). Destructive biomass samples for fresh (FM) and dry matter (DM) and NFix determination were taken three times at harvest. To cover the entire vegetation season, sub-sampling for DM and FM was done five times between the harvests. Flight missions were carried out one day before each of the eight sampling dates. A multispectral sensor (Parrot Sequoia, MicaSense Inc, Seattle, USA) with four spectral bands (green, red, red edge, near infrared) was mounted on a low-cost unmanned aerial vehicle (UAV; DJI Phantom 3, Advanced, Shenzhen, China). Eight black and white ground control points (GCPs) were distributed in the pathways. Coordinates of the plot corners and GCPs were measured by a Leica real time kinematic global navigation satellite system (Leica RTK GNSS). Orthomosaics were created by the overlapping images with a photogrammetric processing software (Agisoft PhotoScan Professional, Agisoft LLC, St. Petersburg, Russia). The orthomosaics were georeferenced using the coordinates of the GCPs. The mean reflectance value of the four bands was extracted by zonal statistics in QGIS (Quantum Geografic Infromation System) using the four plot corners of each plot as boundaries. Furthermore, eight texture features of every band were calculated, provided by the processing tool HaralickTextureExtraction of the Orfeo Toolbox library (OTB) in QGIS.
The heat waves and droughts of 2018 / 2019 and in 2020 have had a devastating impact on the functioning of ecosystems and have led to an increasing vulnerability beyond the duration of heat waves (e.g. degradation and increased erosion, reduced carbon uptake by vegetation, modulated energy balance). Such impacts also include loss of agricultural production. A better understanding of the progression and the consequences of heatwaves and droughts is essential for the development and improvement of adaptation and protection measures. The airborne remote sensing event campaign performed in the agricultural area of the 'Magdeburger Boerde' in Central Germany aimed at providing remote sensing data sets from different platforms to derive high quality data for improving the understanding of influences and lag effects on hydrologic, biological/biogeochemical and atmospheric processes induced by the summer drought 2020. Multiple recurrences of drought periods in previous years may have led to irreversible changes in structure, composition and functioning of terrestrial ecosystems reducing ecosystem services and resilience. A second goal of the campaign with different available sensors in terms of an inter-calibration is to provide comprehensive and reliable data to ensure future campaign inter-comparability. The acquired data set includes airborne remote sensing data covering variable land cover types obtained by optical, thermal and multispectral sensors (see supplementary material: Schulz et al. (2020), Milewski et al. (2021) ). Furthermore, extensive data from various ground-truthing activities are available such as field spectrometer measurements, soil temperature mapping and soil moisture mapping via Cosmic Ray rovering and TDR-measurements. To complete the data set, micrometeorological time series, soil samples and vegetation characteristics were also taken.
Im Rahmen des Projekts SAMOSEE-BW: Satellitenbasiertes Monitoring von Seen in Baden-Württemberg der Digitalisierungsstrategie des Landes Baden-Württemberg hat das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW Satellitendaten ausgewertet, um die Wasserqualität verschiedenster Seen in Baden-Württemberg zu bewerten. Damit soll es in Zukunft möglich sein, auch kleinere Seen regelmäßig zu überwachen und bei kritischen Entwicklungen rechtzeitig einzugreifen. Ein Wert, der die Gewässergüte eines Sees zeigt, ist das Vorkommen des Blattfarbstoffs Chlorophyll-a. Dieser ist für die Photosynthese von Pflanzen zuständig und zeigt an wie viele Algen und Phytoplankton in einem See vorhanden sind. Kommt besonders viel Chlorophyll-a vor, ist der See sehr nährstoffreich und es stehen viele Algen als Nahrung für die Lebewesen im Gewässer zur Verfügung. Grafik zeigt: die Chlorophyll-a-Konzentration in vier unterschiedlichen Seen. Links ist jeweils die gemessene Konzentration mittels Satelliten zu sehen, rechts die anhand von Wasserproben aus dem See ermittelten Konzentration. Der Punkt zeigt dabei den Mittelwert der Daten an, die Balken die Spannweite der gemessenen Konzentrationen. Bildnachweis: LUBW Mittels Multispektralsensoren wird die Farbe des Gewässers überprüft. Durch die Absorption des Lichts von Chlorophyll-a erscheint das Wasser im See grün. Bereits im Vorgänger-Projekt WasMon-CT wurden die mittels Satelliten erfassten Daten mit Wasserproben verglichen, die Vor-Ort (in-situ) entnommen wurden. Der Vergleich der Daten für vier ausgewählte Seen zeigt die Grafik des Monats. Beim Vergleich der Daten aus der Satellitenfernerkundung und von Proben direkt aus dem Wasser ist erkennbar, dass sie beim Ehrlichsee Süd und Bergsee sehr ähnlich sind. Beim Titisee und der Schwarzenbachtalsperre ist jedoch ein Unterschied erkennbar. Das liegt daran, dass die Seen beide sehr dunkel sind. Durch die waldreiche Gegend und das Waldeinzugsgebiet, in denen die Seen liegen, sind sie besonders huminstoffreich. Huminstoffe sind langkettige organische Verbindungen, die bei der Zersetzung von tierischen und pflanzlichen Überresten entstehen und gelbbraun bis schwarz gefärbt sind. Bei dunklen, huminstoffreichen Seen kommt es zur Absorption von Licht durch die Huminstoffe in Bereichen des optischen Spektrums, in denen auch Chlorophyll-a Licht absorbiert. Deswegen überlagern sich die Absorptionsspektren der beiden sehr unterschiedlichen Wasserinhaltsstoffe (Chlorophyll-a und Huminstoffe) und Chlorophyll-a kann nicht mehr direkt erkannt werden. Erst mit vor-Ort genommenen Proben können so die wirklichen Chlorophyll-a-Konzentration verlässlich ermittelt werden. Die Satellitendaten von „dunklen“ Seen können reprozessiert werden. Bei der Reprozessierung geht es darum, die Satellitenrohdaten mit veränderten, an die jeweiligen Seen angepassten Parametern (z.B. unter Berücksichtigung der spezifischen hohen Huminstoff-Konzentrationen) neu auszuwerten. Damit wird die Verarbeitung der Daten an einen Seetyp oder einen bestimmten See angeglichen, sodass die Chlorophyll-a-Konzentration genauer bestimmt werden kann. In Baden-Württemberg gibt es rund 1600 Seen, wovon 28 größer als 50 Hektar, etwa 260 größer als zehn Hektar und rund 1300 größer als ein Hektar sind. Mit den Mitteln der satellitenbasierten Fernerkundung kann das ISF in Zukunft die Seen größer zehn Hektar überwachen und Informationen zur Gewässergüte ableiten und so vorhandene Vor-Ort Messprogramme ergänzen. Für kleinere Seen ist dies nur möglich, wenn die entsprechenden Voraussetzungen gegeben sind.
Baden-Württemberg ist sehr reich an Seen. Deren Wasserqualität immer im Blick zu behalten ist dementsprechend sehr herausfordernd. Hierbei soll zukünftig die Fernerkundung helfen. Mittels Satelliten können so viel mehr Seen regelmäßig überprüft werden, als mit herkömmlichen Methoden, bei denen vor Ort aufwändig Wasserproben genommen und dann im Labor untersucht werden. Hierfür hat das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW das Projekt SAMOSEE-BW - „Satellitenbasiertes Monitoring von Seen in Baden-Württemberg“ ins Leben gerufen. Dieses Projekt wird durch die Digitalisierungsstrategie des Landes Baden-Württemberg gefördert. Mit dem Projekt werden Satellitendaten für die routinemäßige Bewertung von Stehgewässern nutzbar gemacht. Bis aus den Rohdaten aber anschauliche Grafiken, Tabellen und Abbildungen werden, ist es ein weiter Weg. Mithilfe von speziellen Computerprogrammen und Arbeitsroutinen werden störende Einflüsse der Atmosphäre, Wolkenbildung oder Sonnenreflexion gefiltert und korrigiert. Die klassischen Messungen und Wasserprobenentnahmen werden jedoch auch in Zukunft trotz aller Technik weiterhin unerlässlich sein, um die Qualität der Seen im Blick zu behalten. Bild zeigt: Satellit über der Erde, Bildnachweis: dimazel/stock.adobe.com Ein Anzeiger für die Gewässergüte ist unter anderem der Blattfarbstoff Chlorophyll-a. Dieser kommt neben Pflanzen auch im Phytoplankton von Seen vor, wo er für die Photosynthese zuständig ist. Aufgrund seiner Grünfärbung lässt er sich auch aus dem All mit Hilfe von Satelliten erfassen. Zur Erfassung nehmen die Satelliten mit ihren an Bord befindlichen Multispektralsensoren die Farbe eines Gewässers sehr genau auf. Diese Multispektralsensoren messen die Intensität des vom Gewässer zurückgestrahlten Lichtes für verschiedene Wellenlängen. Durch die Absorption von Chlorophyll-a erscheint das Wasser in einem See grün, wenn es sehr viele Algen beziehungsweise sehr viel Phytoplankton gibt. Anhand dieser Grünfärbung kann man die Konzentration von Chlorophyll-a im Wasser ermitteln. Die Chlorophyll-a-Konzentrationen in einem Gewässer erlauben es, Rückschlüsse auf Algenblüten und allgemein auf die Primärproduktion in einem Gewässer zu ziehen, d.h. wieviel Algenbiomasse in einem Gewässer erzeugt wird. Diese steht dann für die Nahrungskette im See zur Verfügung und bestimmt ganz wesentlich, wie sich das Ökosystem See als Ganzes entwickelt. Außerdem können anhand der Chlorophyll-a-Konzentrationen in einem Gewässer Informationen über den Trophiezustand eines Sees – das heißt wieviel Nährstoffe in einem See sind – abgeleitet und der Gewässerzustand bewertet werden. Neben Chlorophyll-a können auch Informationen zur Trübung und Sichttiefe und zur Temperatur an der Wasseroberfläche ermittelt werden, sowie die Wahrscheinlichkeit, ob sich im See problematische Algen entwickeln und es zu sogenannten Blaualgenblüten kommen kann. Bild zeigt: Überblick über die Chlorophyll-a-Gehalte in 21 baden-württembergischen Seen. Bildnachweis: ISF Bei den größeren Seen wie dem Bodensee wird durch die häufige Überfliegung eine zeitlich engere Analyse des Gewässerzustandes möglich. Die höhere räumliche Auflösung der Satellitenbilder erlaubt es den Fachleuten zudem, die Entwicklung in mehr Seeteilen und Buchten im Detail zu verfolgen als dies bei der regelmäßigen Analyse von Wasserproben möglich ist. Wasserproben können wegen des hohen Aufwandes nur an wenigen Stellen im See genommen werden. Gerade im Hinblick auf die Entwicklung potenziell gefährlicher Blaualgenblüten – angezeigt durch den sogenannten HAB-Indikator (Harmful Algal Bloom, gefährliche Algenblüte) – können die Daten aus dem All wichtige Informationen für die Sicherheit des betreffenden Gewässers als Badesee geben. In Zukunft soll die Fernerkundung noch weiter ausgebaut werden. So sind beispielsweise automatisierte Warnungen auf Basis der Satellitendaten denkbar, wenn Blaualgen das Gewässer verunreinigen. Die Nutzung neuer Satelliten und Sensoren sowie eine erhöhte Schnelligkeit in der Weiterverarbeitung der Gewässerinformationen sind weitere Pläne für die Zukunft. Damit kann der Zustand der Seen frühzeitig erkannt werden und es können gegebenenfalls weitere detaillierte vor-Ort-Untersuchungen stattfinden.
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| Bund | 7 |
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| Strukturierter Datensatz | 2 |
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