DLR - Earth Observation Center - Projekte: Landoberfläche

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Anwendungen und Projekte: Landoberfläche

Die Oberfläche unseres Planeten ist ständigen Veränderungen unterworfen. Von den exogenen und endogenen geologischen Prozessen über globale Klimaschwankungen bis hin zu regionalen und lokalen Eingriffen des Menschen laufen ständig Prozesse an der Erdoberfläche ab, die signifikante Änderungen in der Beschaffenheit und Nutzbarkeit von Flächeneinheiten herbeiführen. Beispiele sind Erosion, Buschfeuer, Wüstenbildung, großflächige Rodungen und Urban Sprawl. Diese Veränderungen können mit Hilfe "fernerkundlicher" Methoden erfasst und beurteilt werden. Die Ergebnisse der Analysen werden zur Entwicklung von Informationsprodukten, automatisierter Verarbeitungsketten und Ressourcen-Managementsystemen genutzt.

Global WaterPack (GWP)

Wasser ist lebenswichtig. Der Rhythmus des Wassers bestimmt das Wirtschaften des Menschen und formt Ökosysteme. Natürliche Seen, Feuchtgebiete, Überschwemmungsflächen und künstliche Wasserreservoire weisen oftmals eine ausgeprägte Dynamik auf. Die Ausdehnung der Wasserflächen wird dabei im Wesentlichen von Klima, Relief, Landbedeckung und dem Eingriff des Menschen geprägt und kann zum Beispiel in regelmäßige Schwankungen oder langfristige Trends resultieren. Zudem können Extremwetterlagen für plötzliche, großflächige Veränderungen sorgen. Ein umfassendes Wissen über räumlich-zeitliche Muster globaler Wasserflächen ist von großer Bedeutung, um die natürlichen und menschenverursachten Prozesse und deren Auswirkung zu verstehen.

Global CDA 2 (07/2021 – 07/2024)

Gegenwärtige globale hydrologische Modelle und Landoberflächenmodelle geben widersprüchliche Einschätzungen zu wichtigen Indikatoren wie der mittleren jährlichen Verdunstung oder dem Pegel von Flüssen wieder. Daraus resultierend ergeben sich starke Unterschiede in der Abschätzung von verfügbarem Wasser und dem Einfluss des Klimawandels auf Süßwasserressourcen. Das wichtigste Ziel des GlobalCDA Projekts und seiner Weiterführung GlobalCDA 2 ist die Verbesserung unseres Verständnisses zu globalen Süßwasserressourcen und der Abschätzungen kontinentaler Wasserflüsse und Wasserspeicherung.

EO4_Lake_Kivu (07/2021 – 12/2021)

Das Einzugsgebiet des Kivu- und Ruzizi-Sees ist besonders anfällig für fluvial bedingte Bodenerosion, die besonders während extremen Niederschlagsereignissen stattfindet. Das Bodenerosionsrisiko wird durch ungeschützte Böden aufgrund geringer Vegetationsbedeckung durch Landbewirtschaftung oder Dürreperioden noch verstärkt. Um die komplexe Situation in der Untersuchungsregion besser zu verstehen wird die Vegetationsdynamik mittels Zeitreihenanalyse von Erdbeobachtungsdaten und integrativer Auswertung von Niederschlagsdaten und in-situ Messungen analysiert. Ziel ist es zu einem angepassten Wasser- und Bodenmanagement in der Region beizutragen.

FloodAdaptVN (04/2021 – 03/2025)

Zentralvietnam ist von einer rasanten Urbanisierung gekennzeichnet. Gleichzeitig sieht sich die Region mit einer Klimawandel-bedingten Zunahme von Niederschlägen und Starkregenereignissen, sowie daraus resultierenden häufigeren und intensiveren Überschwemmungen konfrontiert. Vor diesem Hintergrund bewertet das Forschungsprojekt FloodAdaptVN Maßnahmen zur Verringerung des Hochwasserrisikos und zur Anpassung an den Klimawandel anhand ihrer Schadensminderung, Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit. Die Dynamik heutiger und zukünftiger Hochwasserrisiken (2030, 2050, 2100) wird modelliert. Ein Entscheidungsunterstützungssystem für risikoinformierte Planung und Priorisierung zwischen verschiedenen DRR-, Risikotransfer- und Anpassungslösungen (mit Fokus auf ökosystembasierte Ansätze) wird entwickelt.

Drought-ADAPT (06/2021 – 05/2024)

Das zentrale Hochland ist einer der wichtigsten Agrarregionen Vietnams, in der Kaffee, Kautschuk, Pfeffer, Gemüse und Obst u.a. zum Export angebaut werden. Gleichzeitig gehört Vietnam zu den vom Klimawandel am stärksten betroffenen Ländern, wobei die Projektregion besonders sensibel auf Extremwetterereignisse, wie z.B. hervorgerufen durch El Niño, reagiert. Drought-ADAPT hat zum Ziel, innovative Lösungsansätze zu entwickeln, um kurz-, mittel- und langfristige Planungen und Anpassungsmaßnahmen an Dürressituationen und deren Auswirkungen im Kontext des Klimawandels zu unterstützen.

4DGreenland (09/2020 – 08/2022)

Die hohe Arktis hat in den letzten zwei Jahrzehnten eine große Erwärmung erfahren. Als Reaktion auf die gestiegenen Temperaturen unterliegt das grönländische Eisschild derzeit raschen Veränderungen, welche zu einer stetigen Zunahme der Schmelzvorgänge geführt haben. Eine Grönland-weite Quantifizierung des hydrologischen Budgets gibt es bisher nicht. Im Rahmen des ESA Projekts 4DGreenland soll daher jetzt die oberflächennahe, supra- und sub-glaziale Hydrologie des Grönländischen Eisschilds, deren zeitliche Veränderungen sowie ihre Interaktionen untersucht und besser verstanden werden.

GeoForPy (05/2020 – 04/2022)

In den letzten 40 Jahren hat Paraguay den Großteil seiner natürlichen Waldbedeckung verloren und wurde so zu einem der Länder mit den höchsten Entwaldungsraten der Welt. Ununterbrochene Abholzungspraktiken im paraguayischen Chaco zwischen 1987 und 2012 führten zu einem Verlust von 27% der ursprünglichen Waldbeckung, was fast 44.000 km2 an abgeholzten Waldflächen entspricht. Die rasche Ausdehnung der Landwirtschaft, die Viehzucht und der illegale Holzeinschlag haben die letzten Waldreste in isolierte Flecken verwandelt und damit ihren Fortbestand und die Artenvielfalt gefährdet.

FP-CUP Umweltindikatoren (09/2021 – 08/2023)

Das Projekt FP-CUP (Framework Partnership Agreement on Copernicus User Uptake) wird von der Europäischen Kommission gefördert. Ziel von FPCUP ist es, die breite Nutzung von Copernicus-Daten zu verbessern. In der nun bewilligten FPCUP-Action „Downstream service / application development for monitoring of environmental indicators “ werden in Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Landesamt für Umwelt fernerkundungsbasierte Umweltindikatoren entwickelt, die unter anderem aus Sentinel-2-Zeitreihen und höchstaufgelösten optischen Satellitendaten abgeleitet werden.

GrassAM (09/2020 – 11/2021)

Grünland nimmt rund 40 % der Landesfläche Armeniens ein. Mahdgrünland und Weideflächen sind lebenswichtige Ressourcen für die Viehhaltung, haben eine große Bedeutung aufgrund vielfältiger Ökosystemleistungen und sind wichtig für den Erhalt der Biodiversität․ Diese Flächen sind durch fortschreitende Bodenerosion und Degradierung aufgrund von Überweidung gefährdet. Außerdem werden in Armenien dringend ganzheitlichen Ansätzen zur nachhaltigen und biodiversitätsfreundlichen Nutzung der natürlichen Ressourcen benötigt. Daher ist ein integrierter Managementansatz für Entscheidungsprozesse wichtig, basierend auf verlässlichen Daten, welche eine raum-zeitliche Charakterisierung des armenischen Grünlands erlauben.

CCVS (12/2020 – 12/2022)

Der Nutzen des großen und immer wachsenden Volumens an Satellitenbeobachtungen und der davon abgeleiteten Datenprodukte für operationelle Dienste hängt entscheidend von der richtigen Kalibrierung der Instrumente und der Validierung der Produkte ab. Routinemäßige Kalibrier- und Validierungsaufgaben sind erforderlich, um die Vergleichbarkeit von Satellitenmessungen, die zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Orten von verschiedenen Instrumenten durchgeführt wurden, zu ermöglichen und um die Kreuzvalidierung mit anderen Arten von Messungen zu erleichtern.

SDGs4Namibia (11/2020 – 04/2021)

Das Projekt „Assessment and Monitoring of SDG Indicators utilizing Satellite Remote Sensing“ wird von der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) finanziert und ist als Machbarkeitsstudie konzipiert. In der Studie werden – in enger Zusammenarbeit mit der Namibian Statistics Agency – die Indikatoren für drei Nachhaltigkeitsziele (SDGs) der Agenda 2030 mittels Erdbeobachtungsdaten errechnet und die Rahmenbedingungen für ein kontinuierliches nationales Monitoring und Reporting analysiert.

TAPESTRIES (04/2020 – 03/2021)

Im Rahmen der Kooperation mit Äthiopien sollen Informationen aus Erdbeobachtungsdaten zur Verfügung gestellt werden, die die Überwachung und Folgenabschätzung der aktuellen hin zu Planung einer nachhaltigen Landbewirtschaftung in Äthiopien unterstützen können. Ziel des DLR ist es, Schlüsselinformationsprodukte der Erdbeobachtung, wie Vegetationsindizes (NDVI) und Anteile der Vegetation an der Bodenbedeckung (FCOVER) aus Sentinel-2 Zeitserien abzuleiten.

TanDEM-X PolarDEM (2017 – ongoing)

TanDEM-X PolarDEM bietet den Rahmen für die Ableitung und Verteilung weiterführender Produkte, die aus dem globalen Digitalen Höhenmodell (DHM) der TanDEM-X (TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurements) Mission erzeugt werden. Das globale TanDEM-X DHM ist ein konsistenter Datensatz derzeit einzigartiger Genauigkeit, der - mit der Methode der Radarinterferometrie – erzeugt wurde. Die entsprechenden SAR-Aufnahmen wurden 2010 und 2014 getätigt. Trotz der hohen Qualität zeigt das globale TanDEM-X DHM u.a. bedingt durch die Aufnahmetechnik, noch einige Einschränkungen die im Rahmen dieses Projektes verbessert werden. Der spezielle Fokus liegt dabei auf den Polaren Regionen. Die TanDEM-X PolarDEM Produkte beinhalten editierte DHMs, Höhenmodelle, die aus Aufnahmen eines einzelnen Jahres zusammengesetzt wurden sowie Eindringtiefen korrigierte DHMs aus Polaren Regionen.

LOOSE (02/2020 – 01/2022)

Im Projekt LOOSE werden innovative, technologische Lösungen zur Organisation, Auswertung und Verteilung von langen, fernerkundungsbasierten Zeitreihen entwickelt. Das Ziel ist massenhafte Datenprozessierung mittels cloud-basierter Infrastrukturen zu ermöglichen und höherwertige Analysen auf abgeleiteten und harmonisieren Produkten (Analysis Ready Data) zu vereinfachen.

AI-CORE-Homepage(11/2019 - 10/2022)

In “Artificial Intelligence for Cold Regions” (AI-CORE) we will develop a collaborative approach for applying Artificial Intelligence (AI) methods in earth observation and thereby breaking new ground for researching the cryosphere. Rapidly changing ice sheets and thawing permafrost are big societal challenges, hence quantifying these changes and understanding the mechanisms are of major importance.

EXCELSIOR (10/2019 – 09/2026)

As one of the European Copernicus Processing and Archiving Centres (PACs) for the Sentinel-missions, involved in several Copernicus core services and being the key German institution to build and operate the Copernicus collaborative ground segment, the EOC has extensive knowledge and links to data, science and infrastructure in Copernicus.

FP-CUP (07/2018 – 2023)

The EU-funded project aims at increasing the number of Copernicus users and applications derived from Copernicus data or products by different actions. The project is lead by the German Aerospace Center (DLR Space Administration). 48 partners from 23 European countries are part of the consortium comprising a broad expertise on national and international Copernicus user uptake.

AgriSens DEMMIN 4.0 (03/2020 – 03/2023)

Im Projekt „AgriSens DEMMIN - 4.0 Fernerkundungstechnologien für die Digitalisierung im Pflanzenbau“ werden digitale Technologien im Bereich der Fernerkundungsdatennutzung für die Digitalisierung in der Landwirtschaft erprobt. Die Ziele sind praxisrelevante Anwendungsfälle für die Nutzung von Fernerkundungsdaten, d.h. satelliten- und UAV-gestützter Systeme, für konkrete Fragen des Pflanzenbaus zu identifizieren, Methoden vor dem Hintergrund der bisherigen Erfahrungen weiter- und neu zu entwickeln und dieses Wissen dem Landwirt im Speziellen, allgemein aber auch jedem Interessierten unkompliziert zur Verfügung zu stellen.

CURE HORIZON 2020 (01/2020 – 12/2022)

Cities are exceptionally vulnerable to climate change and their vulnerability is increasing over time. In this framework, the main goal of CURE is to demonstrate the potential of the Copernicus Core Services to provide reliable information for enhancing the resilience of European cities.

Urbanisierung in Afrika (01/2020 – 11/2020)

Die rapide Verstädterung in Afrika führt zu einer deutlichen Verschiebung des Katastrophenrisikoprofils der dortigen Städte und Länder. Eine Schlüsselherausforderung bei der Gewährleistung resilienter Städte ist die regelmäßige Erhebung aktueller Risikodaten.

G-DAT DE(01/2020 – 10/2020)

Im Rahmen des Vorhabens geht es um die Bewertung des Potenzials von Daten und Techniken der Fernerkundung bezüglich der Unterstützung der laufenden Raumbeobachtung zum Gebäude- und Siedlungsbestand in Deutschland. Neben einer Erhebung neuer oder verbesserter gebäude- und siedlungsbezogener Merkmale spielen dabei insbesondere praxis- und umsetzungsrelevante Aspekte wie Aufwand-Nutzen-Verhältnis und Fortschreibungsfähigkeit der Erhebungsmethoden und Messverfahren eine zentrale Rolle.

WASCAL-Coop (2019 – 2022)

4D ANTARCTICA (2019 – 2022)

Die großen polaren Eiskappen spielen eine Schlüsselrolle im System der Erde. Sie haben wesentlichen Einfluss auf den globalen Meeressspiegel, die Zirkulation der Meeresströme und bio-chemikalischer Prozesse. Obwohl in der Antarktis meist niedrige Temperaturen herrschen, entstehen regelmäßig große Wassermengen auf der Oberfläche der Eismassen, an deren Basis und unterhalb des auf dem Meer schwimmenden Schelfeises, die wiederum mit den Eismassen interagieren. Ein globales hydrologisches Budget für die Antarktis gibt es aber bisher nicht. Im Rahmen des ESA Projekts 4DAntarctica soll daher die supra- und sub-glaziale Hydrologie des Antarktischen Eisschilds, deren zeitliche Veränderungen sowie ihre Rolle für den gesamten Eisschild und die Ozeane untersucht und besser verstanden werden.

MOSAIK-2 (11/2019 – 10/2022)

In MOSAIK-2 wird das in der ersten Phase entwickelte Stadtklimamodel PALM-4U erweitert und verbessert. Das Modell ist in der Lage das Stadtmikro-klima in Großstädten mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 10m zu simulieren. Das Arbeitspaket am DLR-LAX befasst sich mit den räumlichen Eingangsdaten für dieses Modell. Nach die Erstellung einer State-of-the-Art, aber Arbeit-intensiver, Datensatz in der erste Phase, soll jetzt untersucht werden, welche Deutschland oder weltweit frei verfügbare Datensätze genutzt werden können und wie die automatisiert aufbereitet werden können für PALM-4U.

AgRAIN (09/2019 – 08/2022)

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für Subsahara-Afrika. Prognosen legen nahe, dass der zunehmend variabel auftretende Niederschlag und steigende Temperaturen zu beträchtlichen Ernteeinbußen von bis zu 50% führen werden. Dies beeinträchtigt den afrikanischen Agrarsektor, unter anderem in Burkina Faso, einem Land, in dem der Agrarsektor eine volkswirtschaftlich essentielle Rolle spielt. Daher sind neue Strategien und Technologien dringend erforderlich, die dazu beitragen den landwirtschaftlichen Sektor an die negativen Folgen des Klimawandels anzupassen.

HI-CAM (07/2019 – 12/2021)

Dürren, Hurrikane und Überschwemmungen haben in den letzten Jahren die Menschheit auf der ganzen Welt getroffen. Obwohl solche Ereignisse auf natürliche Weise auftreten, haben sie aufgrund des Klimawandels an Häufigkeit zugenommen. Die neue Helmholtz-Klimaschutzinitiative (HI-CAM), die im Juli 2019 ins Leben gerufen wurde, ist ein zweijähriges Projekt, welches die effektive Kommunikation von Strategien zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen auf verschiedene Bereiche der menschlichen Entwicklung anstrebt.

IKEBANA (02/2019 – 10/2020)

Die ungeregelte Umwandlung von Naturwäldern zu Agrarflächen ist einer der größten Treiber von Waldzerstörungen weltweit. Entsprechend der New Yorker Walderklärung der UN (2014) soll bis 2030 die Entwaldung aus den Lieferketten globaler Agrarrohstoffe eliminiert werden. Vorgeschlagene Maßnahmen umfassen u.a. einerseits eine effizientere Nutzung vorhandener Agrarflächen, andererseits sollen Konzepte ergänzt werden, die den Verlust an naturnahen Wäldern mit hoher Biodiversität und Kohlenstoffgehalt durch geplante Expansion in bereits stark degradierte Flächen eindämmen.

SUSALPS II (11/2018 – 11/2021)

Entwicklung innovativer Methoden zur Bestimmung des Bewirtschaftungsmanagement in Grünland
Grünlandökosysteme sind in den süddeutschen Alpen und im Alpenvorland mit einer Gesamtfläche von mehr als einer Million Hektar weit verbreitet. Da Grünland das Futter für die Milch- und Fleischproduktion bereitstellt, ist es in ökonomischer Hinsicht besonders wertvoll. Weiterhin erfüllen Flächen, die als Grünland genutzt werden, eine Reihe zentraler Ökosystemfunktionen wie die Speicherung von Kohlenstoff und Stickstoff, Wasserretention, Erosionsschutz und Biodiversität.

SALDi (11/2018 – 11/2021)

Südafrika Landdegradationsmonitor
Südafrika wird in den nächsten Jahrzehnten in starkem Ausmaß von Klimaveränderungen und Wetterextremen betroffen sein, was sich auch in der Verschiebung von Vegetationszonen widerspiegeln wird. Zusammen mit dem starken Bevölkerungswachstum steigt daher die Gefahr von Landdegradation und damit des dauerhaften Verlusts von Landflächen.

OptiMED-Water (09/2018 – 08/2021)

Dieses Projekt zielt darauf ab, den Mangel an lokalen und regionalen Informationen über die Hauptparameter des Wasser- und Kohlenstoffkreislaufs (wie Bodenfeuchtigkeit, Vegetationsbiomasse und Wasserzustand der Pflanzen) zu überwinden, indem die Potentiale neuer Satellitensysteme sowohl im Mikrowellen- als auch im optischen Bereich und fortgeschrittene Modellierung genutzt werden. Das übergreifende Ziel von Optimed-Water ist die Definition eines optimierten Managements der Wasserressourcen für Anbauflächen im ägyptischen Delta (nördlicher Teil) und auf tunesischem Gebiet.

SOIL-DE (07/2018 – 06/2021)

SOIL-DE ist ein vom BMEL gefördertes Projekt, welches die Bewertung landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland zum Ziel hat. Auf Basis multispektraler und hyperspektraler Daten werden die Funktionalität, die Nutzungsintensität und die Vulnerabilität der Böden sowohl rückwirkend als auch aktuell bewertet.

GlobalCDA 1 (06/2018 – 06/2021)

Die globale Verteilung von Süßwasserressourcen und deren Dynamik übt einen wichtigen Einfluss auf die Prozesse der Atmosphäre, der Ökosysteme und auf biochemische Kreisläufe aus. Ziel des Projektes GlobalCDA (Global Calibration and Data Assimilation) ist es, ein besseres Verständnis des globalen Süßwassersystems zu erlangen, indem geodätische und fernerkundungsbasierte Informationen mit Modellierung unter Verwendung von Kalibrierungs- und Datenassimilationsansätzen verknüpft werden.

Locust-Tec (05/2018 – 12/2022)

Einführung innovativer und umweltschonender Technologien für das Heuschrecken-Management in Kasachstan -
Heuschreckenplagen sind in vielen Regionen der Erde eine ernsthafte Bedrohung für die landwirtschaftliche Produktion, Ernährungssicherheit und Umwelt, so auch in Kasachstan dem flächenmäßig neuntgrößten Staat der Erde. Anhaltende Dürreperioden, Klimawandel sowie Veränderungen der Landnutzung erhöhen in Kasachstan zusätzlich die Ausbruchswahrscheinlichkeit und -stärke von Heuschreckenplagen.

Thematic Exploitation Platform Urban (U-TEP) (ESA, 2015 - 2018)

Siedlungen und städtische Gebiete stellen die Zentren menschlicher Aktivität und Entwicklung dar. Neben dem Klimawandel stellt die Urbanisierung eine der wichtigsten Entwicklungen im Zusammenhang mit der menschlichen Präsenz auf dem Planeten dar. Beide globalen Entwicklungen fordern unsere ökologische, gesellschaftliche und wirtschaftliche Entwicklung heraus. In diesem Zusammenhang werden die Verfügbarkeit von und der Zugang zu genauen, detaillierten und aktuellen Informationen die Entscheidungsfindungsprozesse auf der ganzen Welt beeinflussen. Die Reihe der Sentinel-Satelliten zur Erdbeobachtung (EO) trägt in Kombination mit ihrer Politik des freien und offenen Datenzugangs zu einer räumlich und zeitlich detaillierten Überwachung der Erdoberfläche bei.

Global Urban Footprint (GUF)

„Weltweit leben mehr als die Hälfte der Menschen in Städten mit weiterhin steigender Tendenz. Neben diesem Trend der Verstädterung schreitet zugleich die Zersiedelung der Landschaft auch im ländlichen Raum stetig voran. Um effektive Nachhaltigkeitsstrategien zu entwicklen und umzusetzen ist eine globale Erfassung und Beobachtung der Siedlungsflächen von besonderer Bedeutung. Ziel des Projektes „Global Urban Footprint (GUF)“ ist deshalb die Erstellung einer weltweiten Datenbasis, die besiedelte Flächen in einem bislang einzigartigen räumlichen Detail ausweist. Als Ergebnis der Auswertung wird die Erdoberfläche in den drei Bedeckungstypen „Siedlung“ (schwarz), „Landoberfläche“ (weiß) und „Wasser“ (grau) unterteilt und dargestellt. Diese Reduzierung macht Siedlungsmuster eindeutig sichtbar und erleichtert somit deren weitere Charakterisierung. Der GUF-Datensatz soll zugleich als Ausgangspunkt für ein zukünftiges Monitoring der weltweiten Siedlungsentwicklung dienen, was unter anderem vergleichende Analysen der Siedlungsdynamik innerhalb verschiedenster Regionen der Erde ermöglicht.

Abteilung: Dynamik der Landoberfläche

Projekt EO Miners (0,24 MB)

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