Fernerkundungsinformationen zur Beobachtung landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland
Neue Satellitentechnologien und Auswerteverfahren können Informationen zur Nutzungsart und -intensität, zum Zustand und zu Eigenschaften von Böden flächendeckend und räumlich hochaufgelöst bundesweit und bundeseinheitlich bereitstellen. Mit dem Copernicus Programm der EU stehen diese Daten erstmals kostenfrei zur Verfügung.
Kostenfreie Satellitendaten
Bis zum Jahr 2020 wird die EU zehn Satelliten für Erd- und Umweltbeobachtungen, die sogenannten "Sentinels", in Betrieb nehmen. Innerhalb dieser Satellitenflotte sind für die Landwirtschaft insbesondere die vier Satelliten Sentinel-1A und -1B (Radar) und Sentinel-2A und -2B (Optik) sehr interessant. Jeweils zwei baugleiche Satellitenpaare sind so in den Orbit gebracht worden, dass dieselbe Region in Deutschland mit einer Wiederholrate von eins bis drei Tagen von den Satelliten mit einer räumlichen Auflösung von 10 m überflogen wird. Damit wird die kontinuierliche Beobachtung von landwirtschaftlich genutzten Flächen mit den jeweils angebauten Kulturen möglich.
Der Zugang zu den Daten ist kostenfrei, allerdings handelt es sich dabei um Rohdaten, die so direkt nicht vom landwirtschaftlichen Praktiker oder in Behörden verwendet werden können. Nach gezielter Auswertung und Interpretation sind die Daten jedoch von erheblichem Mehrwert für eine Vielzahl von Anwendungen in Forschung und Praxis. Das Julius Kühn-Institut hat deshalb das Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF) in Braunschweig gegründet, um ausgewertete Daten verfügbar zu machen.
Kontinuierliches Monitoring
Radarwellen können Wolken durchdringen und sind daher besonders interessant, um die Erdoberfläche kontinuierlich zu beobachten. Verändert sich die Bodenoberfläche zum Bespiel durch Bodenbearbeitung oder die Ernte ergibt sich eine starke Veränderung im Signal, die dann räumlich und zeitlich genau zugeordnet werden kann. So ist es mit den Sentinel-1 Daten möglich, die Erntetermine sehr genau aus den Satellitendaten zu ermitteln.
Erkennung von Bodenstrukturen
Je nach Jahreszeit, Phänologie und Witterung zeichnen sich Bodenstrukturen ab, die oft für Ertragsunterschiede verantwortlich sind. Unter guten Wachstumsbedingungen verschwinden diese Strukturen schnell wieder und die Bestände erscheinen homogen.
Durch die häufigen Überflüge mit den Satelliten wird es nun möglich, diese Bodenstrukturen zum richtigen Zeitpunkt zu erfassen und als Ergänzung für Bodenkartierungen heranzuziehen.
Eine klassische Anwendung für die Fernerkundung kann zukünftig unter anderem die Dokumentation von Landnutzungsveränderungen und der Verlust von Ackerböden durch Straßen und Bebauung sein.
Ein Beitrag von Dr. Holger Lilienthal, Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF) am Julius Kühn-Institut, Braunschweig.
