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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.

FerBund (11/2022 –12/2023)

Welche Merkmale zu Gebäuden können heute aus Fernerkundungsdaten gewonnen werden? Das Forschungsprojekt FerBund geht dieser Frage nach und lotet am Beispiel zivil genutzter Bundesgebäude die Möglichkeiten und Grenzen zur Bestimmung des Nutzungspotenzials bezüglich erneuerbarer Energien und Beiträgen zu Biodiversität und Klimaschutz aus. Zu diesem Zweck wird zunächst über die Liegenschaftsliste des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) und georeferenzierten Points of Interest (POI) des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie (BKG) eine georeferenzierte Auswahl der im Projekt betrachteten Bundesgebäude erstellt.

ROOT (04/2023 - 04/2026)

Das Verbundprojekt ROOT ist eines von 4 Gewinnerprojekten der 34 Einreichungen zur bidt Jahresausschreibung 2022 zum Thema “Umwelt und digitale Transformation”. Drei Verbundpartner (Lehrstühle für Informatik, Biologie und Fernerkundung der Universität Würzburg) kooperieren hier im Kontext der Erarbeitung und Bereitstellung quantitativer Geoinformation für sämtliche Waldgebiete Bayerns.

ForstEO (03/2023 – 02/2026)

Das Projekt ForstEO (Einsatz der Erdbeobachtung zur Erfassung von klimabedingten Schädigungen des Waldes in Deutschland) wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) durch den Waldklimafonds gefördert.

RS4AIM-2 (01/2023 – 12/2023)

Vor dem Hintergrund einer unsicheren und defizitären Ernährungslage ist der Ausbau einer effizienten und nachhaltigen Landwirtschaft in Äthiopien von großer Bedeutung. Im Projekt RS4AIM-2 (Remote Sensing for large-scale Agricultural Investment Monitoring in Ethiopia) wird die Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) zum Monitoring der Landnutzung in Äthiopien fortgesetzt.

COINS (10/2022 – 09/2026)

Das Projekt COINS (Co-developing innovations for sustainable land management in West African small holder farming systems) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Ziel des Projektes ist die nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft, d.h. die Steigerung der Produktivität, ohne neue Flächen zu beanspruchen. In COINS werden die entsprechenden Möglichkeiten katalogisiert, hinsichtlich ihrer Eignung in lokalen Kontexten in Untersuchungsgebieten in Ghana und Senegal bewertet und schließlich die geeigneten Maßnahmen vor Ort umgesetzt.

BETA-FOR (04/2022 – 04/2026)

Das DFG Projekt “Enhancing the structural diversity between patches for improving multidiversity and multifunctionality in production forests” befasst sich mit dem Zusammenhang von Biodiversität, Ökosystemdienstleistungen und deren Stabilität. In deutschen Wäldern wird seit Jahren ein durch Nadelwald-Monokulturen getriebener Rückgang der β-Diversität beobachtet, was laut Hypothese zu einer abnehmenden Multifunktionalität im Wald führt. Ein ökologisch orientiertes, nachhaltiges Waldmanagement, welches Störungen und Veränderungen im Wald auf verschiedenen Skalen zu-/belässt, kann zu einer Erhöhung der Heterogenität und Multifunktionalität beitragen.

HydroSHEDS-X (2020 – fortlaufend)

HydroSHEDS-X wird in einer internationalen Zusammenarbeit mit der McGill Universität in Montreal, der Firma Confluvio Consulting und dem World Wildlife Fund (WWF) durchgeführt. Der Name steht auch für eine neue Version der HydroSHEDS Datenbank. Diese stellt digitale hydrographische Informationen zur Verfügung, die in geographischen Informationssystemen (GIS) und hydrologischen Modellierungen in verschiedenen Skalen von lokal zu global zum Einsatz kommen. Die verschiedenen Informationsebenen und Datensätze bilden eine Basis für Anwendungen in einer Vielzahl von Disziplinen wie z.B. Studien zur Umweltbelastung, dem Naturschutz, Sozio-Ökonomie, Gesundheit und Nachhaltigkeit.

UrbanTEP CCN#4 (10/2021 – 06/2023)

Das Projekt Urban Thematic Exploitation Platform (UrbanTEP) zielt auf die Entwicklung und Nutzung moderner IKT-Technologien und Diensten ab, um die Lücke zwischen dem technologiegetriebenen Erdbeobachtungssektor und dem Informationsbedarf von Wissenschaft, Planung und Politik zu schließen.

CONCERT (05/2021 – 05/2024)

Das Projekt CONCERT wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Ziel des Projektes ist es, für Westafrika – unter Berücksichtigung der Ernährungssicherheit – Optionen zur Minderung von Treibhausgasemissionen zu ermitteln. In Zusammenarbeit mit deutschen und westafrikanischen Partnern (u.a. Universität Augsburg, FZJ, WASCAL) werden das derzeitige Beobachtungsnetzwerk von WASCAL erweitert, das Treibhausgas-Emissionsbudget mit einem gekoppelten regionalen Klima-Hydrologie-Vegetationsmodell geschätzt und prognostiziert sowie Landnutzungsoptionen ermittelt, die geeignet sind, um Emissionen zu mindern, um Boden-Kohlenstoff-Bestände zu erhöhen und um die Ernährungssicherheit in der westafrikanischen Sudansavanne zu verbessern.

InSAR Eindringtiefen (11/2021 – 10/2024)

Die zunehmende Klimaerwärmung führt zu dramatischen Veränderungen der Kryosphäre, wobei insbesondere der grönländische Eisschild in den vergangenen Jahr-zehnten erheblich an Masse verloren hat. Prognosen deuten auf eine weitere Verstärkung dieses Trends hin, wobei der infolgedessen ansteigende Meeresspiegel weitreichende globale Konsequenzen für Mensch und Umwelt hat. Zur Verbesserung der Prognosefähigkeit und zur Entwicklung von Abschwächungs- und Bewältigungsstrategien werden dringend verlässliche Informationen benötigt.

Eco-Aral (07/2021 – 12/2023)

Die Austrocknung des Aralsees zählt zu einer der größten von Menschen verursachten Umweltkatastrophen mit dramatischen gesundheitlichen, ökologischen und ökonomischen Folgen. Im Vordergrund des GIZ Vorhabens stehen unter anderem kompetenzstärkende Maßnahmen um vor Ort klimaangepasste und ökosystembasierte Investitionsentscheidungen treffen zu können. Der Einsatz modernster Satellitentechnik soll dabei die Land-, Forst- und Wasserwirtschaft unterstützen, wodurch neue Möglichkeiten der ökologisch orientierten regionalen Raumplanung gefördert werden.

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.

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 – 12/2022)

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 – 08/2022)

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.

Polar Monitor (01/2020 – 12/2022)

Im Rahmen des Projektes „Polar Monitor“ hat das EOC gemeinsam mit dem DLR-Institut für Optische Sensorsysteme (OS) eine Befliegungskampagne über dem Aletschgletscher in der Schweiz gestartet. Die Kampagne erlaubt, unterschiedliche Techniken und Verfahren für die Erforschung der Kryosphäre zu testen.

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.

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 – 03/2025)

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 – 04/2023)

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.

4D ANTARCTICA (2019 – 12/2022)

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.

AgRAIN (09/2019 – 05/2023)

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.

SUSALPS III (02/2022 – 02/2025)

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.

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 – 07/2023)

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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