Beschützer der Erde 2.0
Lehrerheft: Städte und Dörfer
fotolia, Karyn Cleugh
Hintergrund und Ziele des Wettbewerbs ________ 4 Bezug zu Lehr- und Bildungsplänen ____________ 5 Inhaltliche Bedeutung des
Lebensraums Städte & Dörfer _________________ 6 Didaktischer Kommentar _____________________ 7 Überleitung zur Projektarbeit und
Hinweise zu den Werkzeugen ________________ 9 Impulsideen für Projekte _____________________ 11
Inhaltsverzeichnis
Die Luft- und Raumfahrt fasziniert Kinder und Jugendliche jeden Alters. ESA-Astronaut Alexander Gerst gibt seiner zweiten Raum- fahrtmission zur Internationalen Raumstation ISS dieses Mal den Titel
„horizons“ und sieht sie als perfekte Fortsetzung seiner ersten Mis- sion 2014 („Blue Dot“). Die Raumstation ist nämlich seiner Ansicht nach nicht nur ein einzigartiges Labor, sondern auch ein Schiff, das durch seine Besatzung unterschiedliche Kulturen vereint und in friedlicher Gemeinschaft zusammenbringt. Ihr einziges Ziel ist es, die geistigen und physikalischen Grenzen des menschlichen Wissens zu erweitern, also neue Horizonte zu erreichen und auch zu überwin- den. Gerst wird wieder über hundert Experimente durchführen, um neue Erkenntnisse auch für unser Leben auf der Erde und im Um- gang mit unserer Umwelt zu gewinnen. So wird er ein ganz beson- deres Experiment begleiten: „ICARUS“. Das Projekt stattet tausende Tiere, darunter vor allen Dingen Vögel, mit Peilsendern aus. Diese können dann mit einer neuen Antenne an Bord der ISS beobachtet werden.
Der Wettbewerb „Beschützer der Erde 2.0“ vereint die Perspektiven von Astronauten, Vögeln und Satelliten: Wir blicken von oben auf unsere Erde, um wertvolle Informationen über die verschiedenen Lebensräume zu gewinnen.
Informationen, die dringend benötigt werden, um die Gefahren, die vor allem von uns Menschen ausgehen, ein- schätzen und eindämmen zu können. Im Sinne des afrikanischen Sprichworts „Wenn viele kleine Leute an vielen kleinen Orten viele kleine Dinge tun, können sie das Gesicht der Welt verändern“ sollen sich die Schülerinnen und Schüler (SuS) der 8., 9, und 10. Klasse Ideen zum Schutz unserer Erde überlegen. Das DLR stellt ihnen hierzu Werk- zeuge zur Verfügung, damit die SuS selbstständig die vier Lebensräume „Städte und Dörfer“, „Felder & Wiesen“,
„Gewässer“ und „Wälder“ untersuchen können.
Hintergrund und Ziele des Wettbewerbs
Alexander Gerst experimentiert auf der ISS.
NASA
Das Schülerheft zum Themenschwerpunkt „Städte und Dörfer“ beschäftigt sich mit Siedlungen als Lebensraum für Menschen und Vögel. Speziell werden die zeitgleichen Prozesse von Wachstum und Verdichtung der Siedlungsräume thematisiert und welche Auswirkungen diese auf die Lebensqualität in Städten und Dörfern haben. Das zugehörige Lehrerheft zum Themenschwerpunkt „Städte & Dörfer“ gibt Ihnen dementsprechend einen Überblick über die Lerninhalte des Schülerhefts. Es beinhaltet Hintergrundinformationen zur Geschichte von menschlichen Siedlungen, zu ihrer Biodiversität, zur Bedrohung durch Schadstoffeinträge und Flächenverbrauch, aber auch zur urbanen grünen Infrastruktur in Zeiten des Klimawandels.
Des Weiteren werden Lernziele der einzelnen Themenbereiche gesetzt sowie mögliche Impuls- fragen und Hinweise zu den Aufgaben und Experimenten im Schülerheft gegeben. Das Schü- lerheft zum Thema „Städte & Dörfer“ spricht neben den natur- und raumbezogenen Perspek- tiven des Geografieunterrichts auch die historische und die technische Perspektive an. So wird den SuSn die Entwicklung unserer Siedlungen aufgezeigt und vor Augen geführt, wie wir Menschen direkt und unmittelbar sichtbar, aber auch indirekt, unsichtbar und über lange Zeiträume das Gesicht unserer Erde verändern.
Bezug zu Lehr- und Bildungsplänen
Google Earth iStock, Andrew Howe
Inhaltliche Bedeutung des Lebensraums
Städte & Dörfer
Die beschleunigte Zunahme von Siedlungs- und Verkehrs- flächen sorgt für eine anhaltende Flächeninanspruchnah- me, die die aktuelle Entwicklung des räumlichen Musters in Deutschland am meisten prägt. Es besteht kein Zweifel
daran, dass der zunehmende Flächenverbrauch und die erhöhten Schadstoffeinträge weder ökonomisch noch ökologisch dauerhaft verträglich sind. Das Schülerheft geht auf die Geschichte von menschlichen Siedlungen und deren Bedeutung als Lebensräume für Menschen und Tiere, Vögel im Speziellen, ein. Außerdem beschäftigt es sich mit der Bedrohung des Lebensraums, beziehungs- weise der Verminderung der Lebensqualität durch die anthropogene Übernutzung. Neben Lärm, Luftverschmut- zung und weiteren Schadstoffeinträgen wird dabei die Thematik des Flächenverbrauchs genutzt, um die Proble- matik von Wärmeinseln, aber auch die über die Stadt- grenzen hinausgehenden Auswirkungen auf die Umwelt zu unterstreichen. Das Thema urbane grüne Infrastruktur soll den SuS vor Augen führen, dass Mensch und Umwelt in Zeiten des Klimawandels eng aneinander gekoppelt sind und jede gesellschaftliche Maßnahme auch Konse- quenzen für die Landschaft hat, in der sie leben.
Mögliche Impulsfragen
• Was könnt Ihr alles auf dem Luftbild erkennen?
• Welche städtischen Elemente findet Ihr?
• Welche Entwicklungsphasen der Stadt könnt Ihr aus dem Bild herleiten?
Mögliche Impulsfragen
• Was macht für Euch eine moderne Stadt aus?
• Diskutiert Stadtformen unterschiedlicher Phasen und Kulturen!
• Warum wachsen Städte weiter in die Fläche trotz stagnierender Bevölkerungszahlen?
• Welche Arten von Urbanisierung gibt es?
Mögliche Impulsfragen
• Was ist Biodiversität?
• Warum weisen Städte eine höhere Vielfalt an Tier- und Pflanzenarten auf als beispielsweise Ackerflächen?
• Welche Nischen in der Stadt sind bei vielen Tierarten beliebt?
Das Schülerheft zum Thema „Städte und Dörfer“ setzt sich mit folgenden Inhalten auseinander: die Geschichte von menschlichen Siedlungen, Biodiversität der Städte, Schadstoffeinträge, das zen- trale Problem des Flächenverbrauchs in Zeiten des Klimawandels und die urbane grüne Infrastruktur. In den einzelnen Kapiteln erhal- ten die SuS die entsprechenden Hintergrundinformationen und werden über kleine Aufgaben, Spiele und Experimente zum entde- ckenden Lernen angeregt. Die letzten Themen bilden hierbei eine Überleitung zur Projektarbeit, die die SuS darin unterstützen soll, Gestaltungskompetenzen zur Erhaltung der eigenen Umwelt selbst- ständig zu entwickeln. Als Einstieg in die Thematik und zur Veran- schaulichung der vielfältigen Nutzung des Landes durch uns Men- schen wird ein Luftbild von Nördlingen genutzt, auf dem neben dem mittelalterlichen Stadtkern auch moderne Wohn- und Gewer- begebiete sowie der ländliche Raum zu erkennen sind. Die SuS wer- den dazu angehalten, sich zum einen mit den räumlichen Entwick- lungsphasen der Beispielstadt zu beschäftigen, aber auch die Stadt- Umland-Beziehungen durch den „Blick von oben“ unter die Lupe zu nehmen.
Von der Höhle zum Hochhaus – Städte im Laufe der Zeit
In Deutschland leben zurzeit 70 Prozent der Menschen in Städten.
Trotz stagnierender Bevölkerungszahlen wachsen sie alle ins Umland hinein. Der historische Abriss zeigt den SuS, wie der Mensch das Land schon seit der Steinzeit für sich genutzt hat und welche Veränderungen die Siedlungsformen durchlaufen haben. Die SuS erleben Stadtentwicklung von der Höhle bis zu den Hochhäusern und kommen hier erstmals mit dem Phänomen der Suburbanisierung dem flächenhaften Wachstum der modernen Städte und der damit einhergehenden Auflösung der Grenze zwischen Stadt und Land in Kontakt.
Lernziele: Die SuS lernen, dass der Mensch bereits vor fast 10.000 Jahren größere Siedlungen gegründet hat. Sie lernen die verschiedenen historischen Stadttypen kennen und erfahren, wel- che Charakteristika die römische Stadt der Antike, die mittelalterli- che Stadt, die Stadt der Renaissance sowie die der Industrialisierung und die zeitgenössische Stadt ausmachen. Sie werden für städti- sches Wachstum sensibilisiert.
Biodiversität in Städten
Alexander Gerst wird sechs Monate auf der ISS verbringen und in dieser Zeit die Erde und ihre Vielfalt von oben betrachten und unter anderem das Vogelbeobachtungsprojekt ICARUS begleiten. Aus sei- ner Perspektive von der ISS, aber auch hier am Boden ist vielen gar nicht klar, dass Städte Lebensräume für Tiere und Pflanzen darstellen und dazu eine höhere Biodiversität als beispielsweise Ackerflächen haben.
Lernziele: Die SuS lernen den Begriff der Biodiversität kennen und wenden diesen auf städtische Räume an. Sie werden mit verschiede- nen Vogelarten konfrontiert und so an das ICARUS-Projekt herange- führt.
Didaktischer Kommentar
Antwort
Zu sehen sind: Altstadt/verdichtete Innenstadt; Kleingartensied- lung; Wiesen und Weiden; Ackerflächen; Höfe; Bahnhof; Gleise;
Straßen; Gewerbeflächen; Wohnsiedlungen
Die SuS haben die Möglichkeit ihre unterschiedlichen Ergebnisse zu vergleichen.
Aufgabe Seite 5
Schadstoffeinträge
Über die Biodiversität geht es zum großen Themenkomplex der ver- schiedenen Faktoren in der Stadt, die die Lebensqualität von Siedlun- gen verringern. Hierzu gehören neben den bekannten Schadstoffen auch Licht und Lärm. Der Begriff „Verschmutzung“ wird somit auf nicht-stoffliche Elemente wie Licht und Lärm übertragen. Hierzu wer- den verschiedene Arten von Lärmquellen vorgestellt und die berühm- ten Nachtansichten der Erde aus dem All präsentiert. Ein Schülerexpe- riment lässt die SuS eigene Filteranlagen mit Aktivkohle basteln.
Lernziele: Die SuS lernen, welche Schadstoffe in städtische Ökosys- teme eingetragen werden und welche Quellen dazugehören. Sie lernen ebenfalls den Begriff „ökologischer Fußabdruck“ kennen und werden dafür sensibilisiert, dass Städte auch geografisch weit ent- fernte Ökosysteme negativ beeinflussen können. Zusätzlich verdeut- licht das Satellitenbild „Erde bei Nacht“ wieviel Energie wir verbrau- chen und wie „hell“ dadurch die Siedlungsräume der Erde bei Nacht sind.
Aus Land wird Stadt: Flächenverbrauch als Problem
Mensch und Umwelt sind eng aneinandergekoppelt. Handlungswei- sen der Menschen verändern die Umwelt und somit auch die Land- schaft. Das Schülerheft zum Thema Städte und Dörfer bringt die Kinder in Kontakt nun mit einer Ressource, die oftmals nicht als solche erkannt wird: Land. Die SuS lernen die Begriffe Flächeninan- spruchnahme und Flächenverbrauch kennen und werden in den Prozess der Suburbanisierung eingeführt.
Lernziele: Die SuS lernen, dass Stadtwachstum den Verlust von nutz- barem Boden bedeutet und welche negativen ökologischen, ökono- mischen und sozialen Folgen Flächenverbrauch und Flächenversiege- lung für das Stadtumland möglich sind. Vor allen Dingen sollen sie durch die Impulsfragen für die Entkopplung von Bevölkerungswachs- tum und Siedlungsflächenwachstum sensibilisiert werden, denn wäh- rend die Bevölkerung stagniert, wachsen die Städte immer weiter.
Urbane grüne Infrastruktur
Der Klimawandel ist omnipräsent in den Medien und der Begriff Kli- maschutz den SuS geläufig. Der Begriff der Klimaanpassung jedoch eher nicht. Über diesen Einstieg gelangen die SuS zum Thema urba- ne grüne Infrastruktur. Sie lernen, welche ökologische Bedeutung Stadtgrün hat und wie die Stadtplaner gezielt diese Art der Infra- struktur entwickeln und umsetzen lassen. Zusätzlich werden sie in das Urban Gardening als potenzielles Aktionsfeld eingeführt. Dieses Thema eignet sich gut, um zu demonstrieren, wie man selbst tätig werden kann, um die eigene Stadt zu begrünen und damit die Le- bensqualität zu steigern. So werden vertikale Gärten und Seed- bombs vorgestellt.
Lernziele: Die SuS lernen die Begriffe urbane grüne Infrastruktur und Klimaanpassung kennen. Ihnen soll vermittelt werden, dass man sowohl auf der Ebene der Stadtplanung als auch auf der indivi- duellen Ebene darum bemüht ist, städtische Räume mehr und mehr vom grauen Image zu befreien.
Mögliche Impulsfragen
• Was bedeutet Flächenversiegelung?
• Welche Arten von versiegelten Flächen kennt Ihr?
• Warum ist Flächenverbrauch ein Problem?
• Diskutiert Maßnahmen zur Verringerung des Flächenverbrauchs!
Mögliche Impulsfragen
• Was ist grüne Infrastruktur?
• Was könnte blaue Infrastruktur sein?
• Welche Arten von Stadtgrün gibt es?
• Erklärt die Begriffe Klimawandel, Klimaschutz und Klimaanpassung!
• Diskutiert, wie man selbst die Stadt begrünen kann!
Mögliche Impulsfragen
• Was bedeutet der Begriff ökologischer Fußabdruck?
• Welche Schadstoffe kennt Ihr?
• Beschreibt ihre Quellen!
• Diskutiert Möglichkeiten zur Reduzierung dieser!
• Erklärt den Zusammenhang zwischen Lichtemission und Energieverbrauch!
• Warum kann man von Licht auf den Entwicklungsstand eines Landes schließen?
Aufgaben Seite 8
Aufgaben Seite 12
Aufgaben Seite 18
Antwort
(4–7) Berlin, (3–10) Hamburg, (2–6) München, (1–9) Köln, (5–8) Frankfurt
Antwort
(2) Biodiversitaet, (4) Samenbomben, (1) Stickoxid, (3) Turmfalke, (5) ICARUS, (6) Suburban
Überleitung zur Projekt- arbeit und Hinweise zu den Werkzeugen
Zum Abschluss des Schülerhefts wird eine Überleitung zur Projektar- beit und zur Beteiligung am Wettbewerb „Beschützer der Erde 2.0“
hergestellt.
Lernziele: Der Wettbewerb „Beschützer der Erde“ zielt darauf ab, die SuS dazu anzuleiten, sich mit den anthropogenen Auswirkungen auf Umwelt und Lebensräume auseinanderzusetzen. Dementspre- chend wird am Ende des Schülerhefts „Städte & Dörfer“ das Be- wusstsein der SuS dafür geschärft, dass Schadstoffeinträge und Flä- cheninanspruchnahme, gerade in Zeiten des Klimawandels, den Le- bensraum verändern. Sie lernen, dass Städte und Dörfer intensiv von Menschen beansprucht werden, aber als Lebensraum auch eine hohe Biodiversität gerade für Vögel darstellen. Die SuS können nach der Bearbeitung des Schülerhefts dazu angeregt werden, über wei- tere Möglichkeiten nachzudenken: Wie können sie selbst Einfluss auf Schadstoffeinträge im Alltag nehmen und somit die Um- welt im Allgemeinen und die Vögel im Speziellen schonen?
Welche anderen Möglichkeiten gibt es, vermindernd auf die stetige Konversion von Freiflächen einzuwirken?
Naturbeobachtung mit Fernglas, Stift und Notizbuch
Wo kann man Vögel und andere Tiere besser kennenlernen als in ih- rem natürlichen Umfeld? Um Tiere professionell zu beobachten, be- nötigen die SuS nichts weiter als ein Fernglas, um die Tiere nicht durch Nähe zu erschrecken, und etwas zu schreiben, um die Beob- achtungen aufzuzeichnen. Vogelbeobachtungen zum Beispiel kön- nen das ganze Jahr im Stadtpark oder Garten stattfinden – oder na- türlich auch im Wald oder Feld. Dann sind Kompass oder GPS und Karte unerlässlich, damit die genaue Beobachtungposition später nachvollzogen werden kann. So können die Punkte später auch in Karten oder Satellitenbilder übertragen werden, um den räumlichen Bezug besser auswerten zu können.
Besonders aktiv sind Vögel zwischen April und Juni während der Brutzeit – aber auch außerhalb dieser Monate können die SuS viele Exemplare beobachten. Das gelingt natürlich nur, wenn sich die Tie- re nicht gestört fühlen. Dafür ist es unerlässlich, sich vorsichtig und unauffällig in der Natur zu bewegen. Damit kontrolliert werden kann, welche Tiere beobachtet werden, bietet sich eine vorbereitete Tabelle mit besonders auffälligen Merkmalen an, die dann im Feld ausgefüllt werden kann. Wie groß ist der Vogel? Welche Farbe hat das Federkleid eines Vogels, wie ist sein Schnabel gekrümmt? Wie verhält er sich, sucht er Nahrung allein oder in der Gruppe, zeigt er Balzverhalten? All das gibt Aufschluss darüber, welche Art beobach- tet wird.
K Q B F M S T S R E M U I K W A O K H V B K P O G V U C A T T K W R H A
P N Y T P Z T R Q W T C B B I Y N K J S X Q D U R R E H L L T A U B E J
V M W G O H J E V S L L S F B B E W
E L S T E R V Z W C T M N E E N M R J S Y V P U V P N L S B H V S E Y P
Q G G I K X W D U Z S P L B B J K P
Y L C F B B G I R B L A U M E I S E V M S B K D F B R U W H I D I R D D
Z P L M T U N I H Y O R S V T D M H
J T U R M F A L K E S L G J R L Z G H R P P Y H E E R G E F M C F W D X
N I S Z N V S Z T N C B Ä F O U X H
W Z R M U R D G M K P Q H J D V K K F C Q J T I O E S W X O X O R U L L
B E T N D I N S Q T Q P H Q O U L B
Q Z E P B C O P H A Z L D P M K L C
Die hier aufgezählten Tipps gelten natürlich nicht nur für Vögel, sondern für alle Tier- und Pflanzenarten, die beobachtet und be- stimmt werden können. Besonders wichtig ist dabei, dass auch Umweltinformationen miterfasst werden. Wird auf einem Feld oder im Wald beobachtet? Welche Pflanzen kommen vor? Gibt es in der Nähe Siedlungen oder Straßen? Gibt es Hinweise auf Arten, die nicht direkt beobachtet wurden, zum Beispiel Maulwurfshügel oder Nistkästen, Kaninchenlöcher? Wenn all diese Informationen zusam- mengetragen und protokolliert wurden, können sich die SuS ein umfassendes Bild vom Lebensraum machen.
Animal Tracker App und Movebank
Mit der Animal Tracker App und einer Online-Datenbank, der soge- nannten Movebank, können die SuS den Vogelzug der verschiede- nen Arten nachverfolgen. Sie können zum Beispiel nachvollziehen, wo die Vögel hingeflogen sind, wie lange sie an einem Ort verweilt haben und welche Flugroute sie genommen haben. Die App ist nicht nur dafür geeignet, Vögel zu beobachten, sondern auch die Wanderbewegungen anderer Tiere. Die SuS haben so die Möglich- keit, nahezu in Echtzeit zum Beispiel die Wanderbewegungen der Weißstörche nachzuvollziehen. Die Tiere tragen auf dem Rücken einen kleinen Rucksack mit einem Sender und einem Fahrtenschrei- ber, der die GPS-Positionen mit einer Abweichung von nur wenigen Metern speichert. Die Daten werden regelmäßig an die Movebank übermittelt. Zurzeit wird im Rahmen des ICARUS-Projekts (Inter- national Cooperation for Animal Research Using Space) eine Antenne auf der ISS getestet, um die Daten zu empfangen.
(http://www.orn.mpg.de/ICARUS_de)
Nicht nur die SuS können diese Daten verwenden, sondern auch hunderte Forscher auf der ganzen Welt nutzen die Movebank, um ihre Daten zu verwalten und zu analysieren. Die gespeicherten Be-
wegungsprofile und das Verhalten der Tiere erlauben auch Rück- schlüsse auf die gegebenen Umweltbedingungen. So konnte man beobachten, dass Tiere bei Gefahr (zum Beispiel bei der Annähe- rung eines Hurrikans) das gefährdete Gebiet verlassen.
(www.movebank.org)
Die Daten sind auch wichtig, um die Folgen des Klimawandels abschätzen zu können, da sich Hitzewellen, Dürren und auch das verstärkte Auftreten von Stürmen stark auf Tierpopulationen und Wanderungsbewegungen auswirken. Viele Arten sind vom Ausster- ben bedroht, allein in Europa hat die Vogelpopulation in den letzten 20 Jahren um 300 Millionen Tiere abgenommen. Die Ursachen hierfür sind vielfältig – für deren Untersuchung und für die Planung von Schutzmaßnahmen sind die Bewegungsdaten sehr hilfreich.
Die SuS können die Forscher bei ihrer Arbeit auch unterstützen.
Dazu benötigen sie nur die Animal Tracker App auf ihrem Smart- phone. Die App greift auf die Daten der Movebank zu und erlaubt es, die Bewegung der besenderten Tiere nachzuvollziehen. Wenn sie Glück haben, finden sie die Tiere in der freien Natur vor ihrer Haus- tür und können sie in ihrem Lebensraum beobachten. Die Beobach- tungen und Fotos können die SuS mit der Animal Tracker App direkt in die Movebank hochladen. Fressen die Vögel und wenn ja was?
Ruhen sie sich aus? Sind sie allein unterwegs oder mit Artgenossen?
Welche Interaktion besteht zwischen den Tieren? All diese Informa- tionen sind für die Forscher wichtig, um die Bewegungsdaten der Vögel besser zu verstehen und auswerten zu können.
Die App gibt es bei Google Play und im App Store. Eine genaue Anleitung gibt es unter https://www.orn.mpg.de/3625925/Anlei- tung-Animal-Tracker_Release-14.pdf.
Abbildung 1:
Auf den rohen Satelli- tendaten ist kaum etwas zu erkennen.
Abbildung 3:
Ein Echtfarbenbild R (rot), G (grün), B (blau)
Abbildung 2:
Nach einer Kontrastver- besserung wird sichtbar, was der Sensor aufge- zeichnet hat.
Abbildung 4:
Ein Falschfarbenbild R (infrarot), G (grün), B (blau)
Fernerkundung mit Living-Earth-Lernmodulen
Ohne die Rechenkraft von Computern ist die Arbeit mit Satellitenbil- dern heute nicht mehr denkbar. Und so werden auch die SuS Unter- stützung durch Soft- und Hardware benötigen, um ihrer Rolle als Beschützer der Erde gerecht zu werden. Die Arbeit mit digitalen Satellitenbildern ist für die meisten wahrscheinlich neu; viele Zusam- menhänge sind nicht einfach zu verstehen. Für das Projekt wird des- wegen ein Online-Werkzeug zur Verfügung gestellt, mit dem der Einstieg in die Welt der Pixel und Wellenlängen leichter fallen soll:
Angeleitete Lernmodule, mit denen SuS die Erde mit Satelli- ten und ihren Daten beobachten, verstehen und schützen können. Die Living-Earth-Lernmodule zum Wettbewerb finden Sie auf der Internetseite: www.geospektiv.de. Diese Lerneinheiten verwenden das Tool „BLIF“.
Hier ein kurzer Überblick zu den Möglichkeiten von BLIF:
Das Tool BLIF (Blickpunkt Fernerkundung) gibt den SuS die gleichen Methoden und Werkzeuge in die Hand, mit denen auch Profis Satellitenbilder auswerten Wenn im Atlas oder auch hier in den Info-Materialien faszinierende Bilder von Satelliten zu sehen sind, wurden diese bereits bearbeitet. Betrachtet man die Originaldaten der Sensoren, ist zunächst oft nichts oder nur schemenhaft etwas zu erkennen, denn oft ist das von der Erde reflektierte Signal so schwach, dass kaum etwas am Sensor ankommt und Informationen erst durch eine Kontrastverbesserung sichtbar werden.
Zunächst ist das sichtbare Bild schwarz-weiß. Farbbilder entstehen im Computer durch die Kombination sogenannter Kanäle. Jeder dieser Kanäle R (rot), G (grün), B (blau) ist für sich genommen schwarz-weiß. Mit BLIF können die Kanäle mit wenigen Klicks zu ei- nem Farbbild kombiniert werden. Hält man sich dabei an die richti- ge Reihenfolge und ordnet jeder Farbe den richtigen Kanal zu (ROT zu rot, GRÜN zu grün und BLAU zu blau), erhält man ein Echt- farbenbild, dessen Farben unseren Sehgewohnheiten entsprechen.
Man kann den Farben aber auch andere Kanäle zuordnen und zum Beispiel den vom Sensor ebenfalls gemessenen infraroten Kanal rot darstellen lassen. Damit hat man ein Falschfarbenbild erstellt, in welchem die gesamte Vegetation rot erscheint und besser von an- deren Oberflächen differenziert werden kann.
Mit den Werkzeugen von BLIF gehen diese Verarbeitungsschritte, die auch Experten an jedem Bild vornehmen, schnell von der Hand.
Und das sind nur die ersten Möglichkeiten im Umgang mit digitalen Satellitenbildern. Mit BLIF können auch Flächen und Strecken ge- messen werden. Speziell eingebaute Prozeduren erlauben genauere Aussagen über die Pflanzenwelt. Die SuS können selbst voll- oder halbautomatisiert Karten aus Satellitenbildern erstellen. Eine solche
„Klassifikation“ von Satellitendaten kann dann der Ausgangspunkt für eine Analyse zur Veränderung bestimmter Landschaften sein.
Auch so eine „Change Detection“ ist ein sehr relevantes Verfahren bei der wissenschaftlichen Analyse von Satellitendaten.
Impulsideen für Projekte
1) „Die Stadt in Zeiten von Klimaanpassung“
Die SuS planen eine klimaangepasste Stadt. Es gilt die verschiede- nen Akteure der Kommunen ins Boot zu holen und zu eruieren, welche Maßnahmen ergriffen werden müssten, um die eigene Stadt für die Folgen des Klimawandels vorzubereiten. Besonderes Augenmerk wird auf die grüne und blaue Infrastruktur gelegt.
Hier können Techniken und Methoden der Fernerkundung helfen, um mögliche „Hot Spots“ (im wahrsten Sinne des Wortes) zu de- tektieren und ggf. zu entdichten. Weitere Klimafolgen die es in die Planung zur Anpassung einzubeziehen gilt: gesteigerte Hoch- wassergefahren, veränderte Vegetationsperioden, Veränderung der Artenvielfalt (Flora und Fauna), Folgen für die Land- und Forstwirtschaft sowie ökonomische Klimafolgen für die Region.
2) „Von der Hanse- zur Storchenstadt“
Die Stadt Werben hat sich zu einer der größten Storchenkolonien Deutschlands entwickelt und darf sich sogar „storchenreichste Stadt Deutschlands“ nennen. Anhand dieses Beispiels und dem ICARUS-Projekt, sollen die SuS die Storchenrouten von Werben zum afrikanischen Kontinent und zurück analysieren und mit his- torischen Routenbelegen vergleichen. Welche Veränderungen ha- ben stattgefunden? Inwieweit beeinflussen Städte die Storchen- routen? Wie hat sich Werben als Stadt auf die Störche eingestellt?
Welche Bedeutung haben Feuchtgebiete für die Störchenpopula- tion und wie stehen sie im Einklang mit den Siedlungsge- bieten? Anhand dieses Beispiels können sich die SuS überlegen, inwieweit sich die eigene Stadt/Region zu einer Stube für be- stimmte Vogel- oder Tierarten entwickelt haben könnte. Sie sollen daraus ein Szenario ableiten, wie dieses Thema in das „Image“
der Stadt passen könnte und wie die Stadtplanung dieses Thema aufgreifen sollte.
3) „Lichter in der Nacht – Großstädte von der ISS erkundet“
Alexander Gerst hat bei seiner ersten ISS-Mission zahlreiche Bilder von der Erde bei Nacht getwittert. So wie er machen es auch all die anderen Astronauten, sodass zusammen mit dem „METEOR“- Experiment auf der ISS und weiteren Daten des USGS und der NASA ein großes Archiv an Bilddaten von der Erde bei Nacht ent- standen ist. Die SuS sollen dieses Archiv in diesem Projekt erschlie- ßen und besonders auffällige Stadtregionen analysieren und ggf.
Veränderungen zu früheren Aufnahmen entdecken. Welche Pro- zesse stecken dahinter? Wie kann die Fernerkundung mit ihren Methoden auffällige Muster detektieren? Warum gibt es so große Unterschiede zwischen den Regionen? Welche
Aussagen lassen sich aus den Lichtern über den sozioökonomischen Zustand einer Ge- sellschaft treffen? Die SuS können davon ausgehend selbst tätig werden und sich überle- gen, ob es eigentlich eine optimale Verteilung von Siedlungen geben könnte und welche öko- nomischen und ökologischen Kriterien man dieser zugrunde legen müsste.
iStock, Andrew Howe
Beschützer der Erde 2.0, Lehrerheft: Städte und Dörfer_D_09/2018
Das DLR im Überblick
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das Forschungszentrum der Bundes- republik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen Forschungs- und Ent- wicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist das DLR als Raumfahrtagentur im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zudem fungiert das DLR als Dachorganisation für den national größten Projektträger.
In den 20 Standorten Köln (Sitz des Vorstands), Augsburg, Berlin, Bonn, Braunschweig, Bremen, Bremerhaven, Dresden, Göttingen, Hamburg, Jena, Jülich, Lampoldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffenhofen, Oldenburg, Stade, Stuttgart, Trauen und Weilheim beschäftigt das DLR circa 8.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Das DLR unterhält Büros in Brüssel, Paris, Tokio und Washington D.C.
Impressum
Herausgeber:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) Raumfahrtmanagement | Innovation & Neue Märkte Schul- und Jugendprojekte
Autor:
Dr. Andreas Rienow
Anschrift:
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