Das Mosaik ermöglicht den Bedarfsträgern aufbereitete Fernerkundungsinformationen aus dem Erdbeobachtungsprogramm Copernicus für das Gebiet Thüringen in bestehende Fachverfahren einzubinden. Die Bilddaten werden ab dem Jahr 2018 in jeweils drei Aufnahmezeiträumen (Frühjahr, Sommer und Herbst) zu einem Mosaik zusammengefügt, welches eine Bodenauflösung von 10m hat und als Komposit aus drei Bändern (R, G und B) angeboten wird. Die Daten stehen momentan als Web Map Service zur Verfügung. Verwendungsmöglichkeiten für das Mosaik sind: Visualisierungen für eigene Dienste und kartographische Anwendungen, Kartierungs- und Aktualisierungsunterstützung von Landbedeckungen, 3D-Flugsimulationen in Verbindung mit Höheninformationen (DGM, DOM).
Bei dem Datensatz handelt es sich um Fernerkundungsdaten aus dem Copernicus-Programm der Europäischen Kommission und der Europäischen Weltraumorganisation, die für das Gebiet von Sachsen-Anhalt aufbereitet wurden. Die Sentinel-2 Satelliten des Copernicus-Programm liefern multispektrale Aufnahmen im Wellenlängenbereich des sichtbaren Licht (VIS) und nahen Infrarotbereich (NIR) aus denen nahezu wolkenfreie Mosaikbilder erstellt werden. Diese Daten finden insbesondere in der Forst-, Wasser-, und Agrarwirtschaft Anwendung um z.B. zeitliche Veränderungen zu beobachten.
Meereisinformationen (Klassifikation) aus Sentinel-3 SLSTR-Daten und Sentinel-1 SAR-Daten (Aythetisches Apertur Radar). Ein Ergebnis von EisKlass31 war die Demonstration, dass eine Kombination aus beiden Sensoren eine deutlich detaiiertere Anprache der Eistypen erlaubt als die Klassifikation aus nur einer Datenquelle. Ein Datensatz besteht aus - Inhaltsbeschreibung - SLSTR-Klassifikation, kontinuierliche Farbgebung, RGB, 8-bit pro Farbauszug, TIFF - SAR-Klassifikation, 8-bit pro Farbauszug, TIFF - SLSTR-Klassifikation, reduziert auf Hauptfarben, RGB, 8-bit pro Farbauszug, TIFF - Demonstration einer Kombination, RGB, 8-bit pro Farbauszug, TIFF - Legende zur SLSTR-Klassifikation - Legende zur SAR-Klassifikation - Legende zur Kombination der Klassifikationen
Die Trockengebiete der Erde waren und sind besonders anfällig für klimatische Änderungen. Gleichzeitig sind sie der Lebensraum für mehr als 2 Milliarden Menschen. Aufgrund der Größe der Räume, der in weiten Teilen schlechten infrastrukturellen Ausstattung und den häufig widrigen Umweltbedingungen weist der Forschungsstand zu den Raten der Landschaftsveränderungen noch große Lücken auf. Schon seit mehreren Jahrzehnten werden Fernerkundungsdaten intensiv zum Monitoring von Trockenräumen eingesetzt. Aber gerade in Bezug auf geomorphologischen Prozesse und Prozessraten stoßen optische Fernerkundungsmethoden häufig an ihre Grenzen. Im Rahmen dieses Projektes wird daher die Eignung von Radardaten zur Charakterisierung von Oberflächen untersucht. Mit den beiden Satelliten der Sentinel-1 Reihe der ESA (European Space Agency) steht ein modernes SAR (Synthetic Aperture Radar) mit einer räumlichen Auflösung von unter 15 m pro Bildpunkt kostenfrei zu Verfügung. Trockenräume sind aufgrund der geringen Vegetationsbedeckung für den Einsatz von Radarfernerkundung besonders geeignet, da Vegetation zu Volumenstreuung des Signals führt und dieses somit verfälscht. Im Rahmen der Untersuchungen sollen sowohl die SAR-Intensitäten als auch interferometrischen Kohärenzen zur raumzeitlichen Charakterisierung von Landoberflächen getestet werden. Als Testgebiet wurde das Orog-Nuur-Becken im Süden der Mongolei ausgewählt. Die Region zeichnet sich durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Landoberflächen und geomorphologischen Prozessen aus. Hierzu gehören u.a. ehemalige Seesedimente, welche durch aktuelle periglaziale Prozesse modifiziert werden, Dünen, große Strandwälle aus Kiesen und insbesondere eine Vielzahl unterschiedlicher Schwemmfächeroberflächen. Die verschiedenen Oberflächen werden vor Ort detailliert geomorphologisch erfasst und beschrieben. Ein Schwerpunkt der Arbeiten ist die Erstellung von hochgenauen Orthophotos und digitalen Geländemodellen aus Drohnenaufnahmen. Da die Oberflächenrauigkeit das Rückstreusignal des SAR Systems stark beeinflusst, können mit Hilfe der Geländemodelle detaillierte Rauigkeitsanalysen für unterschiedliche räumliche Skalen durchgeführt werden. Abschließend werden die Geländebefunde und die morphometrischen Analysen mit den Radardaten verglichen um eine genaue Charakterisierung der unterschiedlichen Oberflächen aus Fernerkundungsdaten zu erreichen. Stellt sich die Eignung der Radardaten für eine detaillierte Charakterisierung der Oberflächen in Trockenräumen heraus, bietet sich hier eine neue Methode für ein detailliertes Monitoring dieser sensiblen Landschaftsräume. Gerade in Gebieten mit einer hohen Variabilität, ist eine detaillierte und zeitlich dichte Beobachtungsreihe, wie sie das Sentinel-System bietet, von großer Bedeutung.
Neben Maßnahmen, die die Produktivität von Agrarflächen erhöhen, werden neue objektive Methoden zur kontinuierlichen Überwachung globaler landwirtschaftlicher Ressourcen dringend benötigt. Eine besondere Rolle nimmt dabei die Photosyntheseleistung (gemessen als Bruttoprimärproduktion) der Kulturpflanzen ein, da sie die maximal mögliche Menge an Nahrung und Treibstoff darstellt, die durch landwirtschaftliche Systeme bereit gestellt werden kann. Desweiteren ist sie ein guter Indikator für Ernteerträge und Stress. In den vergangenen Jahrzehnten wurden auf Reflektivitätsdaten beruhende optische Fernerkundungsmethoden benutzt um landwirtschaftliche Ressourcen abzuschätzen. Spektral aufgelöste Reflektivitätsdaten lassen auf biochemische und strukturelle Eigenschaften der Vegetation schließen, die wiederum auf die potentielle Photosyntheseleistung hindeuten, und sie sind die Grundlage zur Bewertung des Zustands der Pflanzen und ihrer phenologischen Entwicklungsstufe in hoher räumlicher Auflösung. Basierend auf diesem Messprinzip sollen die Sentinel-2 Satelliten (2015 gestartet) die Zugpferde der operationellen Agrarüberwachung in den kommenden Jahrzehnten werden. Es ist jedoch bekannt, dass Vegetationsparameter aus der Fernerkundung, die auf spektralen Reflektanzen beruhen, nicht die komplexen und hoch variablen physiologischen Abläufe der Photosynthese erfassen können. Ergänzend zu Reflektivitätsmessungen sind seit Kurzem globale weltraumgestützte Messungen von sonneninduzierter Chlorophyllfluoreszenz (Englisch sun-induced chlorophyll fluorescence, SIF) möglich. Wie gezeigt werden konnte, besitzt SIF eine höhere Sensitivität gegenüber der Photosyntheseaktivität auf Agrarflächen als andere Parameter oder Modelle. Das Instrument TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument), das ab Mitte 2017 auf dem EU Copernicus Sentinel 5-Vorläufersatelliten fliegen wird, wird die Messung von SIF in einer sehr viel höheren räumlichen und zeitlichen Auflösung als alle bisherigen Instrumente/Missionen ermöglichen. Somit stellt TROPOMI einen Meilenstein für die Einschätzung von Photosynthese im Allgemeinen, und der Produktivität von Nutzpflanzen im Besonderen, dar. Die Kombination von TROPOMI und Sentinel-2 Daten wird eine auf Beobachtungen basierende, globale Beobachtung der Photosyntheseaktivität auf Agrar-, Gras- und Weideflächen mit einer bisher nie dagewesenen räumlichen und zeitlichen Auflösung und Genauigkeit erlauben. Das Projekt CropSIF wird Nutzen aus den besonderen Möglichkeiten ziehen, die diese Konstellation von Instrumenten in naher Zukunft bieten wird, um die Produktivität von Agrarpflanzen und klimatischer Einflüsse darauf abzuschätzen. Wir werden zeitlich aufgelöste Karten der Bruttoprimärproduktion der Nutzpflanzen erstellen, die dann der Analyse von Effekten extremer Klimaereignisse auf die Produktivität in verschiedenen Agrargebieten der Erde dienen werden.
Dieses deutsch-argentinische Gemeinschaftsprojekt fokussiert auf den Ursachen der räumlichen Verteilung von großen Massenbewegungen in den Anden von NW Argentinien, einer durch zahlreiche Bergsturzablagerungen charakterisierten Region mit ausgeprägten E-W und N-S-Gradienten hinsichtlich Topographie, Relief, Niederschlag und Vegetationsbedeckung. Das Arbeitsgebiet ist außerdem seismisch aktiv und wurde von 2 großen Erdbeben in den letzten 6 Jahren erfasst (M6.3 in 2010 and M5.8 in 2015) und bietet somit die einmalige Gelegenheit, verschiedene Steuerungsfaktoren von Bergstürzen durch eine Kombination von Feld- und fernerkundlichen Arbeiten zu erkunden. Die Landschaftsentwicklung von Hochgebirgsregionen wird oft sehr stark durch Bergsturzaktivität geprägt, allerdings werden die Auslösemechanismen z.T. kontrovers diskutiert. Bisherige Studien zeigen, dass Bergsturzcluster durch seismische und/oder klimatisch gesteuerte Prozesse ausgelöst werden können, allerdings spielen lithologische und strukturelle Parameter, aber auch die klimagesteuerte Vegetationsbedeckung eine Rolle. Aus diesem Grunde fokussiert dieser Antrag auf zwei, miteinander verbundenen Arbeitshypothesen: Wir wollen erstens testen, ob die Verbreitung von Bergsturzablagerungen und rezenten Massenbewegungen in den nordwest-argentinischen Anden vor allem auch durch strukturell-lithologische und vegetationsbedingte Faktoren bestimmt ist. Zweitens soll geprüft werden, ob kosmogene Nukliddatierungen dazu beitragen können, sub-rezente sowie Bergsturzereignisse auf Zeitskalen von mehreren hundert bis tausend Jahren zu evaluieren und somit Bereiche wiederholter Bergsturzaktivität zu dechiffrieren. Diese Charakterisierung von Bergstürzen und Hanginstabilitäten auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen sind für die Bewertung von klimatischen und seismischen Extremereignissen und damit verbundenen kaskadierenden Effekten von großer Wichtigkeit. Diese Arbeiten zu Massenbewegungen sollen mit Hilfe einer Kombination von Geländebegehungen, optischen und Radar-Fernerkundungsdaten (Luftphotos, ENVISAT, TerraSAR-X, Sentinel, ALOS) für eine Zeitreihe von 2001 bis heute erarbeitet werden. Weiterhin werden geochemische Analysen an detritischem Quarz aus verschiedenen Einzugsgebieten durchgeführt, um Erosionsraten der letzten hundert bis tausend Jahre zu erfassen und somit die möglichen Auslösemechanismen zu bestimmen und die räumliche Bergsturzverteilung auf unterschiedlichen Zeitskalen zu bewerten.
Dieser Antrag skizziert ein Projekt, das den Zielen des SPP 'EarthShape' folgt, indem es die Rolle von Biota für die Formungsprozesse der Erde untersucht. Diese Studie zielt darauf ab, (i) die ursprüngliche Annahme von EarthShape zu testen, dass alle primären Arbeitsgebiete eine ähnliche langfristige tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aufweisen und (ii) den Einfluss von Biota auf Landschaften entlang eines ausgeprägten klimatischen und ökologischen Gradienten in der chilenischen Küstenregion über Jahrtausende zu quantifizieren. Die Annahme einer identischen tektonischen (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete impliziert, dass laterale Variationen der Topographie und der stattfindenden Erdoberflächenprozesse ausschließlich durch Klima und Biota gesteuert werden/wurden. Tektonische Studien und thermochronologische Pilotdaten, legen nahe, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist, und somit jedwede Schlussfolgerung über Biota- Topographie-Erosionsbeziehungen unvollkommen ist. Wir werden Festgesteins- Niedrigtemperatur-Thermochronologie (Apatit (U-Th)/He- und Fission-Track-Methode) und thermisch-kinematische Modellierung (PECUBE) anwenden, um die tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete in EarthShape über Millionen Jahre zu rekonstruieren. Die Ergebnisse sind sowohl für Beobachtungs- als auch für Modellierungsstudien, die großskalige Tektonik-Klima-Biota-Interaktionen und Landschaftsentwicklungen untersuchen (vgl. Phase-II-EarthShape-Anträge: PIs Ehlers und Hickler, Schaller und van der Kruk, Mutz und Niedermeyer), von großer Bedeutung. Detritische (Tracer) Thermochronologie wird in allen primären Arbeitsgebiete von EarthShape angewendet, um die antreibenden Kräfte von Erdoberflächenprozessen über Jahrtausende zu identifizieren. Von besonderem Interesse ist hierbei die Untersuchung der Beziehungen zwischen Vegetationsbedeckung, Geomorphologie, Erosion und Sedimenttransport. Dies geschieht durch statistische Zuordnung der detritischen Altersverteilungen zu den Herkunftsgebieten in den untersuchten Einzugsgebieten. Geomorphologische und biotische Einflussfaktoren werden aus verschiedenen Fernerkundungsdaten abgeleitet. Geomorphologische Erosionsfaktoren werden aus digitalen Höhenmodellen (ASTER, LiDAR) berechnet, während Vegetations-Erosionsfaktoren aus der Analyse multispektraler Satellitendaten (Sentinel, Landsat) in Verbindung mit Feldarbeit abgeleitet werden. Hieraus resultierende relative Erosionskarten können mit kosmogenen Nuklid-Erosionsraten kombiniert werden (z. B. EarthShape Phase I + II, PIs Schereler et al., Schaller und van der Kruk), um hochaufgelöste Erosionsraten-Karten für alle primären Arbeitsgebiet von EarthShape abzuleiten. Wir erwarten, dass dieser innovative multidisziplinäre Ansatz (Kombination von Thermochronologie und Fernerkundungsdaten) unser Verständnis der tektonischen, klimatischen und biologischen Landschaftsdynamik verbessern wird.
In den vergangenen Jahrzehnten wurden die meisten Grünlandökosysteme in Mitteleuropa durch höhere Düngergaben und durch häufigeres Mähen oder Beweiden verändert. Diese Landnutzungs-Intensivierung hat zwar die Bereitstellung der Ökosystemleistung 'Futterproduktion' verbessert, jedoch die Biodiversität und die Bereitstellung anderer Ökosystemleistungen negativ beeinflusst. Vor allem aufgrund räumlicher Diskrepanzen zwischen ökologischen Prozessen und Managementeinheiten in gekoppelten sozial-ökologischen Systemen fehlt bisher ein mechanistisches Verständnis zu Effekten der Landnutzungs-Intensivierung auf die Beziehung der Biodiversität zu Ökosystemfunktionen und -leistungen. In unserem Projekt SEBAS wollen wir dieses mechanistische Verständnis verbessern, indem wir plotbasierte ökologische Forschung zur Landnutzungsintensität und zu sechs grundlegenden Biodiversitätsvariablen (engl. EBVs) mit einer satellitenbasierten Fernerkundung dieser Proxies verbinden. Wir werden Beziehungen zwischen funktionaler und struktureller Diversität und der Ökosystemleistung 'Futterproduktion' (oberirdische Biomasse bzw. Primärnettoproduktion) für managementrelevante Flächen analysieren. Dies sind Wiesen- bzw. Weideflächen, landwirtschaftliche Betriebe und Landschaften. Wir stellen die Hypothesen auf, dass (i) die sechs EBVs auf mehreren räumlichen Skalen unter Verwendung multimodaler Satellitenbild-Zeitreihendaten abgeleitet werden können, die mit vorhandenen und neu erhobenen Daten zur Landnutzungsintensität und zu EBVs kalibriert und validiert wurden; und dass (ii) Auswirkungen der Landnutzung auf die Beziehung der Biodiversität zu Ökosystemfunktionen und -leistungen über räumliche Skalen hinweg variieren. Hierbei dürfte die funktionale und strukturelle Diversität eine Schlüsselrolle für die Höhe und zeitliche Stabilität der Futterproduktion spielen. Das Projekt wird räumlich explizite EBV-Produkte auf Satelliten- und UAV-Basis liefern sowie neue Methoden entwickeln, die auf multiskalierten und multimodalen Fernerkundungs-Datensätzen (PlanetScope, RapidEye, Sentinel 1 & 2, Landsat, MODIS) sowie auf maschinellen Lern- und Hybridmodellen basieren. Durch Raum-für-Zeit-Substitutionen für Klimawandel und Landnutzungswandel werden wir zudem interaktive Auswirkungen dieser beiden wichtigsten Treiber des Globalen Wandels auf die Beziehung der Biodiversität zu Ökosystemfunktionen und -leistungen analysieren. Hierfür werden wir direkte und indirekte (biodiversitätsvermittelte) Auswirkungen der beiden Treiber auf die Futterproduktion mittels eines sozial-ökologischen Systemansatzes formalisieren und über Strukturgleichungsmodellen quantifizieren. Auf diese Weise werden wir ein tieferes Verständnis der Ökosystemfunktionen und -leistungen in mitteleuropäischen Grünländern erlangen.
Fortschritte in der hydrologischen Modellierung werden durch eine unzureichende Beobachtungsgrundlage hydrologischer Parameter eingeschränkt. Wenn weltweit die Datensammlung durch in-situ-Netzwerke nachlässt, müssen Satellitenverfahren zur Hilfe kommen. Obwohl Satelliten naturgemäß global und synoptisch beobachten, unterliegen auch sie gewissen Beschränkungen der Genauigkeit oder der raum-zeitlichen Auflösung. Dieses Projekt beabsichtigt, die Datengrundlage für zwei relevante hydrologischen Variablen, Abfluss und Oberflächenspeicher, durch innovative Modellierung von Satellitenaltimetrie (Wasserpegel) und Fernerkundung (Oberflächenvariationen) erheblich zu verbessern. Dazu sollte die existierende Methodik für Raum-Zeit-Verdichtung von Abflussschätzungen aus Altimetrie auf komplette Flusseinzugsge-biete erweitert werden. Die neue Methodik soll in der Lage sein, Nicht-Stationaritäten zu berücksichtigen, die durch menschliches Eingreifen, natürliche Prozesse oder Klimawandel bedingt sind. Angesichts der Fülle an neuen und künftigen Satellitenmissionen, insbesondere der operationellen Sentinel-Reihe, ist dieses Forschungsvorhaben sowohl inhaltlich relevant als auch hochaktuell.
Im Kontext des globalen Wandels wird neben dem Erwärmungstrend von einer Zunahme von Extremereignissen (Stürme, Hitzewellen) ausgegangen. Wir planen die Entwicklung von Szenarien, zur Bedeutung der Überlagerung kurzfristiger Extremereignisse und langfristiger trendhafter Veränderungen für die Biodiversität, Funktionalität und Resilience planktischer Gemeinschaften in Seen. Wir nehmen an, daß der Zeitpunkt, die Höhe und die Frequenz einer Störung entscheidend für deren Auswirkungen sind- und diese systemspezifisch sind. Wir basieren unsere Studien auf der statistischen Modellierung empirischer Langzeitdaten (mehrere Dekaden) und einer temporalen Resolution von Minuten (automatische in situ Messungen von GLEON Seen) bis Wochen/Monate (größer als 34 Seen in der Nord Temperierten Zone; Plankton Gemeinschaften und wesentliche abiotischen Treiber wie Temperatur und Nährstoffe). Mit Hilfe von Satelliten Daten planen wir die Erfassung der Stabilität von Seen in Hinblick auf ihren trophischen Zustand (klar / trüb) im Kontext der globalen Erwärmung für Seen weltweit. Das Projekt wird einen innovativen methodischen Rahmen entwickeln, der einen überregionalen Ansatz für Szenerienplanung für Süßwasserökosysteme und einen Backcasting Ansatz zur Szenarienplanung kombiniert, der die überregionalen Faktoren bei der Gestaltung von Wegen zu einer Nachhaltigkeitsvision von Süßwasserökosystemen berücksichtigt. Die Methodik wird in Fallstudien in Deutschland, Schweden und Kanada angewendet. Zu den erwarteten Ergebnissen gehören Gestaltungsprinzipien für partizipative Szenarioprozesse zur Unterstützung des transformativen Lernens hin zu einer nachhaltigen Nutzung von Süßwasser-Ökosystemdienstleistungen und Charakteristika von Mensch-Süßwasser-Wechselwirkungen, die die Resilienz von SES in Situationen mit hohem Nutzungskonflikt und Unsicherheiten bestimmen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 111 |
| Kommune | 1 |
| Land | 15 |
| Wirtschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 99 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 15 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 4 |
| offen | 111 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 28 |
| Englisch | 95 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Dokument | 7 |
| Keine | 69 |
| Webdienst | 7 |
| Webseite | 45 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 88 |
| Lebewesen und Lebensräume | 96 |
| Luft | 86 |
| Mensch und Umwelt | 115 |
| Wasser | 70 |
| Weitere | 115 |