Nr. 51 / 2010

05. Februar 2010 : Kohlenstofferfassung in landwirtschaftlichen Böden aus Fernerkundungsdaten - Geoinformatiker der Uni Osnabrück an Projektinitiative für neuen Fernerkundungssatelliten beteiligt

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert in einem Projekt des Institutes Geoinformatik und Fernerkundung (IGF) der Universität Osnabrück die Entwicklung eines Verfahrens zur Kohlenstofferfassung landwirtschaftlicher Böden aus Fernerkundungsdaten.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert in einem Projekt des Institutes Geoinformatik und Fernerkundung (IGF) der Universität Osnabrück die Entwicklung eines Verfahrens zur Kohlenstofferfassung landwirtschaftlicher Böden aus Fernerkundungsdaten.

»Der organische Kohlenstoff in Böden bildet einen der Hauptspeicher im globalen Kohlenstoffkreislauf«, erklärt Dr. Thomas Jarmer vom IGF. Die Bilanzierung des Kohlenstoffes im Boden ist daher auch im Hinblick auf das Kyoto-Protokoll von großer Bedeutung. Eine angepasste Bodenutzung unterstützt die Kohlenstoffspeicherung im Boden und stellt somit eine Möglichkeit der CO2-Reduzierung in der Atmosphäre dar. Die Erfassung von Veränderungen des Kohlenstoffgehaltes ist außerdem für die Entwicklung der Bodenqualität von herausragender Bedeutung. Die Änderungsraten organischen Kohlenstoffs sind sehr gering, aber weisen eine hohe räumliche Variabilität selbst über kurze Distanzen auf. Auf Grund dieser Variabilität ist eine chemische Bodenanalyse im Labor zu zeit- und kostenaufwendig, insbesondere für großräumige Anwendungen, die eine große Anzahl von Bodenproben voraussetzen. Dies macht die Entwicklung einer Technik des Bodenmonitorings notwendig, die analytische Schnelligkeit und ausreichende Genauigkeit kombiniert.

In dem Projekt entwickelt das IGF eine effiziente Methode zur Erfassung organischen Kohlenstoffs landwirtschaftlicher Böden in der Region Osnabrück aus hyperspektralen Fernerkundungsdaten. Während das menschliche Auge die Umwelt in Rot, Grün und Blau sieht, zeichnen hyperspektrale Fernerkundungssysteme Bilder von sehr vielen, eng beieinander liegenden Wellenlängen bis in das mittlere Infrarot auf. Im Labor wird die Reflexion von Bodenproben landwirtschaftlicher Flächen gemessen. Ziel ist die Entwicklung von Modellen zur Bestimmung der Gehalte an organischem Kohlenstoff aus diesen Messungen. »Die anschließende Übertragung der entwickelten Modelle auf Ende August 2009 aufgenommene Hyperspektraldaten ermöglicht eine flächenhafte Erfassung der Gehalte organischen Kohlenstoffes, die mit herkömmlicher Laboranalytik aus Zeit- und Kostengründen nicht geleistet werden kann«, so Jarmer.

Diese Pilotstudie am IGF ist Teil einer vorbereitenden Untersuchung im Rahmen der deutschen hyperspektralen EnMAP-Initiative, an der 13 deutsche Hochschulen unter Koordination des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt sind. Prof. Dr. Manfred Ehlers, Institutsdirektor des IGF, weist darauf hin, »dass Hyperspektralsensoren bislang vorwiegend von Flugzeugen aus eingesetzt werden. Mit dem neuen Satelliten EnMAP steht uns erstmals ein Sensor zur Verfügung, der regelmäßig Hyperspektraldaten für große Gebiete liefert. Dies wird uns völlig neue Möglichkeiten räumlicher Analysen unserer Umwelt ermöglichen.«