Team: Küsten und Flusseinzugsgebiete

Das Team „Küsten und Flusseinzugsgebiete“ erfasst und analysiert natürliche als auch anthropogen verursachte Prozesse und deren Aus- und Wechselwirkungen in Küstenzonen und Flusseinzugsgebieten durch den Einsatz fernerkundlicher Verfahren. Hierzu werden Satellitendaten unterschiedlicher Sensorsysteme (optisch/ multi- & hyperspektral, thermal, SAR) mittels moderner Ansätze der maschinellen Bildanalyse ausgewertet und höherwertige Geoinformationsprodukten generiert. Ein Beispiel eines solchen Datenproduktes ist das Global WaterPack, welches globale Informationen zur täglichen Wasserverfügbarkeit liefert.

Unsere zentralen Methoden die wir anwenden sind:

  • Zeitreihen- und Trendanalysen
  • Pixelbasierte und objektbasierte Verfahren der Bildanalyse
  • Maschinelles Lernen
  • Integrative Geo- und EO-Datenauswertung
  • Synergien und Komplementaritäten unterschiedlicher Sensoren
  • Entwicklung nutzerfreundlicher Umweltinformationssysteme
Lake Urmia
Beispiel des Global WaterPack für den Urmiasee, Nordwestiran.
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Evros flooding 2018_04_01
Evros (türkisch-griechisches Grenzgebiet) Hochwasserkarte für den 01. April 2018 mittels Sentinel-1 Aufnahmen
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Die abgeleiteten Informationen bilden die Basis für neue geowissenschaftliche Erkenntnisse und dienen der Beantwortung von grundlegenden Herausforderungen im Kontext des Globalen Wandels. In Küstenzonen und Flusseinzugsgebieten sind diese Herausforderungen meist durch Eingriffe in den Wasserkreislauf sowie Veränderungen seiner Interaktionen mit Böden, Vegetation, Klima und der Anthroposphäre geprägt. Neben Rückkopplungseffekten und Fernwirkungen haben auch lokale Entwicklungen großen Einfluss auf die natürlichen Wasser- und Landressourcen. Klimatisch bedingte Extreme wie Dürre oder Flutereignisse werden in vielen Regionen durch den Klimawandel voraussichtlich noch verstärkt werden.

Aquaculture
Satellitenbasierte Aquakulturerkennung an der Küste des Pearl River Deltas, Guangdong Provinz, China. In Blau eingefärbt sind die Aquakulturbecken, welche mit Fernerkundungsverfahren aus Sentinel-1 SAR Zeitreihen abgeleitet wurden.
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Der sozio-ökonomische Wandel, Urbanisierung, sowie die steigende Nachfrage nach Nahrung, Rohstoffen und Energie und damit einhergehende Veränderungen in der Landnutzung, erhöhen zunehmend den Druck auf die vorhandenen Wasser- und Landressourcen. In den äußerst dynamischen Küstengebieten sind mehr als 40% der Weltbevölkerung sowie 75% der Mega-Städte der Welt zu finden. Die Ausdehnung der urbanen Siedlungsflächen und landwirtschaftlichen Nutzflächen, die zunehmende Bedeutung der Aquakultur als wachsender Industriezweig, der expandierende globale Küstentourismus und der Klimawandel sind nur einige Entwicklungen, welche die Lebensräume der Küsten kontinuierlich verändern und die natürlichen Funktionen der Ökosysteme zunehmend bedrohen.

Ziel unseres Teams ist es, anwendungsorientierte Methoden und Prozessoren im Bereich der Erdbeobachtung zu entwickeln, um die oben beschriebenen natürlichen und anthropogenen Interaktionsprozesse in Küstenzonen und Flusseinzugsgebieten zu erfassen, zu beschreiben und besser zu verstehen. Darüber hinaus tragen die entwickelten Geoinformationsprodukte, im Rahmen von interdisziplinären und sektorübergreifenden Forschungsprojekten, zur Entwicklung innovativer und effizienter Konzepte für ein nachhaltiges Management der Küstenzonen und Flusseinzugsgebiete bei.

Aus diesem komplexen Wirkungsgefüge adressiert die Forschung im Team „Küsten und Flusseinzugsgebiete“ folgende Anwendungsschwerpunkte:

Natron
Die Alkaliseen Lake Natron/Magadi im ostafrikanischem Grabensystem mittels multitemporaler Sentinel-1 Darstellung
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  1. Prozesse und Morphologien

    • Küstenmorphologie
    • Monitoring von Seen, Reservoirs und Flüssen
    • Strukturveränderungen von Ökosystemen
    • Typisierung von Küstenzonen und Einzugsgebiete
       

  2. Extremereignisse: Exposition / Vulnerabilität und Anpassung / Resilienz

    • Meeresspiegelanstieg und Subsidenz in Küstenzonen
    • Überflutung, Sturmfluten und Dürre
    • Salzwasserintrusion
    • Nature-based Solutions (NbS)
    • Auswirkungen des Klimawandels
       

  3. Management und Planung

    • Integriertes Einzugsgebiet- und Küstenzonenmanagement
    • Oberlauf - Unterlauf Interaktionen
    • Dynamiken von Feuchtgebieten und saisonalen Überflutungen
    • Nachhaltige UN Entwicklungsziele (SDG Indikatoren)
       

  4. Sozio-ökonomischer Wandel in Küstenzonen und Flusseinzugsgebieten

    • Landnutzungswandel und Produktivitätswandel
    • Küstenökonomie: Potentiale und Auswirkungen
    • Aquakulturen
    • Konkurrierende Landnutzungsbedarfe
    • Rohstoffe
    • Maritime Infrastruktur und Windenergie
       

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