Mit dem Weißbuch Stadtgrün 2017 hat sich der Bund den Arbeitsauftrag gegeben, urbanes Grün durch eine integrierte und nachhaltige Stadtentwicklungspolitik zu stärken. Valide, zeitreihenfähige und qualifizierte Informationen zur Grünausstattung und zum Grünvolumen fehlen aber bundesweit. Das Projekt zielt darauf ab, die Grünausstattung flächendeckend für alle deutschen Städte mittels Fernerkundung zu erfassen und ein Konzept für ein dauerhaftes Grünmonitoring zu definieren und umzusetzen. Ausgangslage: Zum urbanen Grün zählen grüne Freiräume innerhalb der Städte wie Parkanlagen, Friedhöfe, Kleingärten, Brachflächen, Spielbereiche und Spielplätze, Sportflächen, Straßenbegleitgrün und Straßenbäume. Hinzu kommen Grünflächen an öffentlichen Gebäuden, Naturschutzflächen, Wald und weitere Freiräume, die zur Gliederung und Gestaltung der Städte entwickelt, erhalten und gepflegt werden müssen. Auch private Gärten und landwirtschaftliche Nutzflächen sind ein wesentlicher Teil des städtischen Grünsystems. Bund, Länder und Kommunen benötigen fundierte Informationen, um sachlich-räumliche Defizite und kritische Entwicklungen beobachten und Handlungsbedarfe empirisch untermauern zu können. Grünflächen machen Städte für deren Bewohner attraktiv und steigern die allgemeine Umwelt- und Lebensqualität. Bei Fragen der sozialen Gerechtigkeit in der Stadt wird der Freiraumqualität im Wohnumfeld eine erhebliche Bedeutung beigemessen. Denn gerade Bewohnern sozial benachteiligter Quartiere stehen häufig weniger wohnungsnahe Grünflächen und damit weniger Erholungsmöglichkeiten im direkten Wohnumfeld zur Verfügung. Während einige Städte seit Jahren ein Monitoring ihres Stadtgrüns betreiben und wiederkehrende Erhebungen des städtischen Grünvolumens und Biotopkartierungen durchführen, fehlen auf der bundesweiten Ebene zuverlässige und flächendeckende Informationen zu diesem Thema. Mit diesem Projekt sollen grundlegende Fragen zur Ausstattung deutscher Städte mit urbanem Grün beantwortet werden. Bisher sind gesamtstaatliche Aussagen dazu nur auf der Grundlage von geotopographischen Daten zu treffen. Satellitendaten (Sentinel-2) aus dem europäischen Erdbeobachtungsprogramm Copernicus bieten sich hier als vielversprechende alternative Informationsquelle an. Neben bundesweiten Auswertungen auf Basis der Satellitenbilder wird in diesem Projekt untersucht, welche weiteren Datenquellen zur Informationsgewinnung zum urbanen Grün zur Verfügung stehen und wie stabile Zeitreihen (unterschiedliche Phänologie zum Aufnahmezeitpunkt usw.) aufgebaut werden können. Dazu werden Testgebiete in sieben Fallstudienstädten definiert. Die Betrachtung erfolgt dabei auf unterschiedlichen Maßstabsebenen (Städte, Stadtteile, Quartiere etc.).
Im Lauf der letzten Dekaden wurde für große Teile der Arktis eine signifikante Erwärmung der Erdoberfläche und des oberflächennahen Untergrunds beobachtet. Deren Folgen zeigen sich bereits heute - beispielsweise in einer Ausbreitung der Buschvegetation und einer Vertiefung der saisonalen Auftauschicht. In Anbetracht der Bedeutung von Änderungen in Permafrostregionen für Umwelt, Infrastruktur und Klimasystem besteht ein dringender Bedarf, Parameter dieses Raumes großflächig zu bestimmen und kontinuierlich zu überwachen. Durch die Weite und spärlichen Besiedelung der Arktis sind diese Umweltdaten jedoch nur unzureichend verfügbar und ihre Erhebung ist kostenintensiv. In diesem Kontext können fernerkundliche Daten einen wichtigen Beitrag leisten; Flugzeug- und Satellitengestützte Systeme ermöglichen eine effiziente und flächendeckende Aufnahme von Oberflächeneigenschaften. Ziel des Projekts ist die Identifizierung und Quantifizierung von Zusammenhängen zwischen Eigenschaften der Erdoberfläche, welche durch Fernerkundung abgeleitet werden können, und Eigenschaften des Untergrunds, die den Zustand von Permafrostgebieten charakterisieren. Basierend auf diesen Ergebnissen ist ein weiteres Ziel die Erstellung von konzeptionellen Modellen, welche die Verschränkung und Verbindung von Umwelt-Parameter zeigen. Die Arbeiten werden in einem skalenübergreifenden Multi-Sensor-Ansatz durchgeführt. Der Fokus wird dabei auf die Identifizierung der Kopplungen zwischen Oberfläche und Untergrund, sowie auf den Einfluss des Betrachtungsmaßstabs gelegt. Als fernerkundliche Daten stehen zur Verfügung: (1) grob aufgelöste optische und thermische Satellitendaten, (2) mittel-aufgelöste Radar- und Multi-Spektraldaten und (3) hoch-aufgelöste Thermal-, Hyperspektral- und Laserscanner-Daten von regionalen Befliegungen. Die Charakterisierung des Untergrunds erfolgt mittels (1) geomorphologischer Kartierung, (2) Zeitreihen-Analyse der Temperatur und Bodenfeuchte aus abgeteuften Sensoren, (3) Ground Penetrating Radar (GPR) und (4) elektrischen Widerstandsmessungen. Fernerkundliche Daten der Erdoberfläche und geophysikalische Daten zum Untergrund werden mit multivariaten statistischen Methoden analysiert - mit dem Ziel Zusammenhängen zwischen Oberflächen- und Untergrund-Parametern des periglazialen Systems zu identifizieren und zu quantifizieren. Als Untersuchungsgebiete wurden die Mackenzie Delta Region und das Peel Plateau identifiziert. Beide Regionen liegen in Nord Kanada und zeigen innerhalb geringer Distanzen verschiedenartige, durch Permafrost geprägte Ökosysteme. Zudem stehen durch Vorstudien Daten zur Verfügung; zum einen Referenzdaten von Feld-Kampagnen und zum anderen Satellitenbilder verschiedener Sensoren. Darüber hinaus wird vom Alfred Wegener Institut eine Befliegung dieser Gebiete geplant und finanziert. Das Flugzeug wird mit einer vielfältigen Instrumentenauswahl bestückt; u. a. ein flugzeuggetragenes GPR, ein Laserscanner und eine hyperspektral Kamera.
Die Beurteilung und Stabilisierung der Dynamik von Landschaftsstrukturveränderungen in tropischen Regenwald-Randzonen erfordert aktuelle und flächendeckende Kartierungen der Landnutzungen als Grundlage von Planungen für zukünftige Maßnahmen. In dem Forschungsvorhaben sollen flächendeckend Landnutzungs- und Vegetationskarten über Randbereiche zu tropischen Regenwäldern mit Hilfe von satellitengetragenen Fernerkundungssensoren (SPOT-PAN + XS/XI oder LANDSAT-TM) hergestellt werden. Durch bestimmte digital durchgeführte Algorithmen sollen die Satellitenbilder zur Herstellung thematischer Karten klassifiziert werden. Die Ergebnisse der Klassifikation werden anhand von Kontrollflächen, für die ebenso wie für die Trainingsgebiete die Landnutzung bekannt sein muss, verifiziert. Der Prozess von Klassifikation und Verifikation ist iterativ und wird durch wiederholte Modifikation des Klassifikationsverfahrens solange fortgeführt, bis keine nennenswerte Steigerung der Klassifikationsgenauigkeit mehr erreichbar ist.
B05 hat zum Ziel, Muster in der räumlichen Landnutzungs- und Transformations-Struktur zu identifizieren und zu quantifizieren und Regionen ähnlicher Muster abzugrenzen, um quantitative Beziehungen zwischen Landschaft und Funktionen formulieren und Treiber der Land-Transformation identifizieren zu können. B05 arbeitet mit Methoden der Fernerkundung (Satellitenbilder, Drohnenbilder) und mit stichprobenbasierten Feldaufnahmen auf verschiedenen Skalenebenen und mit unterschiedlichen räumlichen Auflösungen: (1) in der gesamten Provinz Jambi, (2) in Gebieten um die Harapan Restoration Konzession, um ausgewählte Dörfer und um die CRC core plots, sowie (4) in kleineren Bereichen (Ausschnitten) der unter (3) genannten Referenzflächen.
Es sollen Paläo- und rezente Böden in den Becken- und Schwemmfächerbereichen des Gaxun Nur-Systems (Abb. 1) untersucht werden. Die Ziele dieser Untersuchungen sind: 1. Das Paläoklima zu rekonstruieren, 2. die Entwicklung und 3. die Ökofunktionen der Böden zu erfassen. Zur Rekonstruktion des Paläoklimas werden relikte sowie fossile Böden untersucht, die datierbar sind bzw. bekanntes Alter haben. Dabei werden vor allem Paläoböden von Wadi- und Strandterrassen bevorzugt untersucht. Die Verwitterungsart und Verwitterungsintensität dieser Böden sollen durch Geländearbeit, mineralogische und geochemische Untersuchungen sowie über Stoffbilanzen erfaßt werden. Ziel dieser Untersuchungen ist die Ableitung pedogener Klimaindikatoren.An rezenten Böden sollen 1. der Einfluß der hohen Kontinentalität auf bodenbildende Prozesse (Bioturbation, kryoklastische und chemische Verwitterung) und 2. Wichtige Ökofunktionen (z.B. Verdunstung, Grundwasserneubildung, Kapillarer Aufstieg, Versalzung) bestimmt werden. Mit Hilfe von Satellitenaufnahmen und geophysikalischen Methoden soll eine Regionalisierung der Daten erfolgen, so daß es möglich wird, für bestimmte Teilgebiete Boden. und Landeignungskarten sowie Karten über den Wasserhaushalt (z.B. Grundwasserneubildung, Kapillarer Aufstieg) und die Versalzungs- sowie Erosionsgefährdung zu erstellen.
Objectives: Sustainable management of tropical moist forests through private forest owners will become increasingly important. Media report that in Brazil, particularly in Amazonia, approx. 80 percent of the timber harvested is from illegal sources. Private management of forests according to internationally acknowledged standards offers an opportunity to significantly lower the portion of illegally cut timber. Moreover, it contributes significantly to the conservation of the Amazon forest. Private forest owners show a clear long-term commitment towards the implementation of management standards according that is ecologically compatible, socially acceptable and economically viable. The project area, a pristine forest in legal Amazonia in the transition zone between moist tropical forests and savannas (cerrado), is extremely diverse in floristic and faunistic terms. The institute cooperates with the private forest owner. Main tasks are to document the faunistic and floristic diversity, to calculate the Annual Allowable Cut and to elaborate concepts for site-specific silviculture. Results: To date (Oct. 2006) the following activities were started: - a comprehensive inventory system for planning at the FMU-level has been successfully introduced; - the inventory system for the annual coupe area has been designed and data for the first coupe are being processed; - the annual allowable cut is currently calculated based on the results of the above described inventories; - two fauna surveys are completed; one focusing on large mammals and one on the avi-fauna. A long-term monitoring concept to assess the influence of forest management on the faunistic diversity is currently under development; - forest zoning is completed applying terrestrial surveys and interpreting high-resolution satellite images; - a study on the use of Bethollethia excelsa-fruits (Brazil nuts) is currently implemented; - a study on timber properties of lesser known species is currently implemented.
The Tropical Glaciology Group's research on Kilimanjaro started in 2002 and is in progress. Central aspects of our research plan are: 1) Development of the working hypothesis: From a synopsis of (i) proxy data indicating changes in East African climate since ca. 1850, (ii) 20th century instrumental data (temperature and precipitation), and (iii) the observations and interpretations made during two periods of fieldwork (June 2001 and July 2002) a scenario of modern glacier retreat on Kibo is reconstructed. This scenario offers the working hypothesis for our project. 2) Impact of local climate on the glaciers: This goal involves micrometeorological measurements on the glaciers, and the application of collected data to full glacier energy and mass balance models. These models quantify the impact of local climate on a glacier, based on pure physical system knowledge. Our models are validated by measured mass loss and surface temperature. 3) Latest Extent of the Kilimanjaro glaciers: Here, a satellite image was analyzed to derive the surface area and spatial distribution of glaciers on Kilimanjaro in February 2003. To validate this approach, an aerial flight was conducted in July 2005. 4) Linking local climate to large-scale circulation: As glacier behavior on Kilimanjaro, a totally free-standing mountain, is likely to reflect changes in larger-scale climate, this goal explores the large-scale climate mechanisms driving local Kilimanjaro climate. Well known large-scale forcings of east African climate are sea surface temperature variations in the Pacific and, more important, in the Indian Ocean. 5) Regional modification of large-scale circulation: The regional precipitation response in East Africa due to large-scale forcing is not adequately resolved in a global climate model as used in 4). Thus, mesoscale model experiments with the numerical atmospheric model RAMS will be conducted within this goal. They are thought to reveal the modification of atmospheric flow by the Kilimanjaro massif on a regional scale. 6) Practical aspects: Based on micro- and mesoscale results, (i) how much water is provided by glaciers, (ii) providing future projections of glacier behavior as basis for economic and societal studies (practical part), e.g., for studies on the impact of vanishing glaciers on Kibo's touristic appeal, and (iii) which impact does deforestation on the Kilimanjaro slopes have on summit climate? Referring to item 2), two new automatic weather stations have been installed in February 2005. They complete a station operated by Massachusetts University on the surface of the Northern Icefield since 2000.
Die Datengrundlagen zur Berechnung der Abflussgrößen wurden aus dem Berliner Informationssystem Stadt und Umwelt (ISU) für die ca. 25 000 Einzelflächen des räumlichen Bezugssystems des ISU zur Verfügung gestellt. Die Daten der Flächennutzung beruhen auf der Auswertung von Luftbildern, bezirklichen Flächennutzungskarten und weiteren Unterlagen für den Umweltatlas (vgl. Karte 06.01, SenStadt 2004c und Karte 06.02, SenStadt 2004d). Es werden etwa 30 Nutzungsarten unterschieden. Bis auf einzelne Nachträge geben sie den Nutzungsstand von Ende 2001 wieder. Die langjährigen Mittelwerte des Niederschlags der Jahresreihe 1961 bis 1990 und zwar die Jahresmittel und die Mittel für das Sommerhalbjahr (Mai-Oktober) wurden aus den Messwerten von 97 Messstationen der FU Berlin und des Deutschen Wetterdienstes berechnet (vgl. Karte 04.08, SenStadtUm 1994). Die Daten aus diesem Modell wurden für die Mittelpunktskoordinaten der Blockteilflächen berechnet. Für die potentielle Verdunstung wurden langjährige Mittelwerte der um 10 % erhöhten TURC-Verdunstung verwendet, die aus Beobachtungen an Klimastationen im Berliner Raum berechnet wurden. Dabei wurden für das Stadtgebiet bezirksweise Werte zwischen 610 und 630 mm/a und zwischen 495 und 505 mm für das Sommerhalbjahr zugeordnet. Der Versiegelungsgrad wurde durch die Auswertung von Luft- und Satellitenbildern unter Verwendung der Karte von Berlin 1 : 4/5 000 und der Stadtplanungsdatei zu Beginn der 90er Jahre für jede Blockteilfläche bestimmt und 2001 im Rahmen einer Schwerpunktaktualisierung fortgeführt. Die Angaben beziehen das Straßenland zunächst nicht mit ein (vgl. Karte 01.02, SenStadt 2004a). Im Datenbestand wird zwischen der bebaut versiegelten Fläche (Dachfläche) und der unbebaut versiegelten Fläche (Parkplätze, Wege etc.) unterschieden. Für die unbebaut versiegelte Fläche war außerdem der Anteil der einzelnen Belagsarten eine wichtige Eingangsgröße. Die Belagsarten wurden in vier Belagsklassen zusammengefasst (vgl. Tab. 2) und spezifisch für die einzelnen Baustrukturtypen auf Testflächen im Gelände ermittelt und dann auf alle Blockteilflächen gleichen Baustrukturtyps bezogen. Zum Teil wurde die Belagsklassenverteilung für einzelne Teilflächen aus Luftbildern abweichend von den Pauschalwerten bestimmt. Angaben zum Versiegelungsgrad der Straßenflächen wurden aus einer Statistik der Senatsbauverwaltung über Fahrbahnen und deren Beläge entnommen. Die dort aufgeführten Belagsarten wurden zu den genannten Belagsklassen zusammengefasst. Da diese Statistik nur bezirksweise vorliegt, wurden Versiegelungsgrad und Belagsklassenverteilung pauschal allen Flächen jedes Bezirkes zugeordnet. Die bodenkundlichen Daten zur nutzbaren Feldkapazität des Flachwurzelraums (0-30 cm) und zur nutzbaren Feldkapazität des Tiefwurzelraumes (0-150 cm) wurden im Rahmen eines Gutachtens (Aey 1993) aus der Bodengesellschaftskarte Berlin (vgl. Karte 01.01, SenStadt 2005a) abgeleitet. Für die Ermittlung der Flurabstände des Grundwassers wurde zunächst ein Modell der Geländehöhen entwickelt, das auf der Digitalisierung und anschließenden Interpolation von ca. 85 000 Einzeldaten zur Geländehöhe (vgl. Karte 01.08, SenStadt 2004b) beruht. Parallel wurde aus Messungen an Beobachtungsrohren des Landesgrundwasserdienstes aus den Messwerten von Mai 2002 ein Modell der Höhe der Grundwasseroberfläche aufgebaut. Die für die Berechnung der Abflüsse verwendeten Flurabstandsdaten wurden dann aus dem Differenzmodell von Höhenmodell und Grundwasserhöhenmodell (vgl. Karte 02.07, SenStadt 2003) für die Mittelpunktskoordinaten der Blockteilflächen berechnet. Die Flächengröße wird zur Berechnung der Abflussvolumina verwendet. Die Flächengröße der Blockteilfläche (ohne Straßenfläche) liegt im ISU vor. Zusätzlich wurde die geschätzte Flächengröße der Straßen bezogen auf die einzelne Blockteilfläche angegeben. Dazu wurden vorliegende Angaben zur Fläche des Straßenlandes auf der Ebene der statistischen Gebiete flächengewichtet auf die Teilflächen umgerechnet. Die Angaben zur Kanalisation wurden der Karte ”Entsorgung von Regen- und Abwasser” (vgl. Karte 02.09, SenStadt 2006) entnommen, die den Stand von Ende 2005 hat. Kriterium war das Vorhandensein von Abwasserleitungen für Regenwasser in der angrenzenden Straße. Die Angabe ist daher zunächst unabhängig von der tatsächlichen Ableitung des Regenwassers. Es kann aus der Karte nur abgelesen werden, ob die Blockfläche überhaupt von der Kanalisation erfasst wird. Es kann davon ausgegangen werden, dass einige hochversiegelte Flächen (zumeist Industrie- und Gewerbegebiete) ihr Regenwasser über private Rohrleitungen oder das öffentliche Netz ableiten, darüber aber keine Informationen vorliegen. Aus der Karte geht jedoch noch nicht hervor, inwieweit das Wasser, das auf den bebauten oder versiegelten Flächen anfällt, tatsächlich abgeführt wird. Hierzu waren spezielle Untersuchungen erforderlich. Für die Abschätzung des tatsächlichen Anschlussgrades an die Kanalisation lag gegenüber der ersten Anwendung des Modells für Berlin (SenStadtUmTech 1999a) eine neue Datenquelle vor. Im Rahmen der Neuordnung des Abwasserentgeltes durch die Berliner Wasserbetriebe (BWB) wurde eine grundstücksscharfe Erhebung der versiegelten Flächen durchgeführt und dabei zwischen angeschlossenen und nicht angeschlossenen versiegelten Flächen unterschieden. Ziel der Erhebung war es, die Kosten für die Regenwasserentsorgung weitgehend nach dem Verursacherprinzip zu erheben. Diese Daten wurden auch graphisch erfasst und der Senatsverwaltung aggregiert auf die Bezugsflächen des räumlichen Bezugssystems des ISU übergeben. Die Auswertung dieser Daten ergab jedoch, dass die graphische Erfassung durch die BWB nicht flächendeckend erfolgte. Aus diesem Grund konnten die Originaldaten nicht direkt für das Wasserhaushaltsmodell verwendet werden. Ausgehend von der Überlegung, dass der Anschlussgrad eng von Alter und Struktur der Bebauung abhängig ist, wurden daher aus den Daten der BWB und der flächendeckend vorliegenden Kartierung der Baustruktur (vgl. Karte 06.07, SenStadt 2005b) für die einzelnen Strukturtypen rechnerisch Pauschalwerte ermittelt und diese dann allen kanalisierten Einzelflächen zugeordnet Die Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengefasst. Ein Vergleich der Werte mit den von BACH 1997 ermittelten Werten ergab eine gute Übereinstimmung. Lediglich der Anschlussgrad der unbebaut versiegelten Flächen des Stadtstrukturtyps P (nicht oder gering bebaute Grün- und Freiflächen) weicht mit 66 % sehr stark von dem von BACH ermittelten Wert von 20 % ab. Da die Analyse des BWB-Datenbestandes ergeben hat, dass gerade in diesen Gebieten die unbebaut versiegelten Flächen nicht oder unzureichend erfasst wurden, wurde für diesen Strukturtyp der Wert von BACH beibehalten. Die tatsächlichen Kanalisierungsgrade der Straßenflächen wurden ebenfalls aus BACH zugeordnet, da die Straßenflächen durch die BWB nicht erfasst wurden. Für die Ermittlung der Versickerung ohne Berücksichtigung der Versiegelung (Karte 02.13.4) wurden die Eingangsdaten dahingehend verändert, dass die Versiegelung für alle Flächen auf 0 gesetzt wurde, also im Prinzip unberücksichtigt blieb. Die Flächengröße der Straßen wurde ebenfalls auf 0 gesetzt, so dass sich die Ergebniswerte nur auf die unversiegelten Böden der Blockflächen beziehen.
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