Copernicus leuchtet GRÜN –
Integration und Praxistransfer von Copernicus-Aktivitäten für ein umfassendes behördliches Monitoring von Grünland
Dr. Dirk Hinterlang, Dr. Stefan Erasmi
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus 2021
Eckdaten und Projektstatus
Fördergeber: BMVI (vertreten durch das DLR) Fördervolumen: 1,4 Mio. Euro
Programm: Umweltmonitoring – auf dem Weg zu einem Leuchtturmprojekt
(„Schwester“-Projekt: Binnengewässerqualität, dafür ebenfalls 1,4 Mio. Euro)
Laufzeit: 36 Monate (01.05.2021 – 30.04.2024)
Verbundpartner mit Fördermitteln: Kooperationspartner:
Lead: LANUV (Fernerkundungskompetenzzentrum) LfU BB, LUBW, LfU BY, HLNUG BfUL SN, LLUR SH, TU Berlin, AgroScience RLP, Thünen-Institut HE, NLWKN NI, LfU RP
Produkte:
ca. 12 online-Dienste zur Beantwortung konkreter Monitoring-Fragen im Naturschutz (und FNP) kostenfreie und für die Landesumweltämter frei zugängliche Bearbeitungsplattform auf CODE-DE
Ergebnissicherung in Form von Biotopobjekt- und Biotoptyp-Datenbanken nach dem Konzept der EAGLE- GRASP Libraries (Erläuterung des Akronyms folgt später)
Hintergrund
Offenland, Grünland, Agrarflächenanteil Ökosystemdienstleistungen von DGL
Biodiversität, Boden-, Gewässerschutz, Kohlenstoffspeicher
Grünlandumbruch und Flächenverlust
Gründe: Ackerflächenbedarf (Futter-, Energiepflanzen), Nutzungsaufgabe; Trend: seit 2013 stabil (Greening)
Naturschutzfachliches Interesse
EU-Berichtspflichten (FFH-RL, WRRL, Nitrateintrag), hohe Biodiversität auf extensiv bewirtschaftetem GL,
„Flächenreserve“ für Schutzgebietsplanung / Ausgleichsmaßnahmen
Zuständigkeit der Landesämter
Erhalt und Schutz von GL, aber Monitoring / Erfolgskontrolle sehr aufwändig
Informationsbedarf
raum-zeitlich hochauflösende, flächendeckende Daten für gesamtes Offenland – also auch über bestehende Schutzgebietsgrenzen hinaus
Ziel
Entwicklung und Bereitstellung optimierter Verfahren für das behördliche Monitoring von Grünland in Deutschland
Länderübergreifende Lösungen
Copernicus-Daten und -Dienste als Grundpfeiler
Technisch-methodisches Gesamtkonzept, skalier- und erweiterbar
Implementierung von konkreten Monitoring-Diensten für die Arbeit der Landesumweltämter
Bereitstellung auf CODE-DE
Ergebnissicherung in Objekt-Datenbanken (EAGLE-GRASP*)
Leitgedanken
Vorhandene Copernicus Tools zum Thema zusammenführen und allen LUÄ verfügbar machen
Pragmatische und praxisnahe Ausrichtung des Projekts –> Dienste für Sachbearbeitungsebene
* EAGLE-GRASP Libraries: Reference Library for Geocoded Ground Truth and Spectral Parameters extending the EAGLE data model (EAGLE = Eionet Action Group for Land Monitoring in Europe); Eionet = European Environment Information and Observation Network
Kulisse
Offenland mit Ausrichtung entlang eines Feuchtegradienten
„Fachlich ist vorgesehen, das Projekt für mehr als ein Dutzend
Offenland-Lebensraumtypen(sowohl der FFH-Richtlinie als auch
weitere) entlang eines Feuchtegradienten aufzustellen, der von Mooren, Braunseggensümpfen und feuchten Heiden, über gemähtes oder
beweidetes Feuchtgrünland
und Grünland mittlerer Standorte, bis hin zuTrocken- und Magerrasen sowie trockenen Heiden reicht.
Zugunsten einer ganzheitlicheren landschaftsbasierten
Flächennutzungsplanung, soll dabei auch naturschutzfachlich geringwertiges Grünland aus dem gesamten Bereich
landwirtschaftlicher Nutzung
einbezogen werden.“
Monitoring von Grünlandtypen über geschützte Gebiete hinaus
Offenland mit Ausrichtung entlang eines Feuchtegradienten
Kulisse
am intensivsten
landwirtschaftlich
genutzte Flächen
Beispiel
Trockene Heiden (LRT 4030 u.a.)
Flächeca. 32.500 ha + 16.500 ha davon in Schutzgebieten ca. 85 % Ökologisch relevant unterteilbar in:
Flachland- und Bergland-Heiden (violetteTrennung)
Kontinentale und atlantische Heiden (roteTrennung) Entwicklung von Diensten für:
differenzierte Flächenerkennung / -veränderung
Erhaltungszustandsbewertung
Gezielte Allokation von Fördermitteln (VNS)?
FE-relevante Erhaltungszustandsmerkmale:
Anteil der Altersphasen
Flächenanteil offener Bodenstellen Anteil Vergrasung
Anteil Verbuschung / Aufforstung
Räumliche Relevanz: obige Karte Beschreibungen
aus terrestrischer Kartierung und
FE-Daten zusammenführen
/ neu denken
Projektstruktur
Methodisch-technische Durchführung
Bereitstellung von Referenzdaten und ökologischer Fachexpertise sowie regionale Ergebnisvalidierung durch die Landesumweltämter
S1 und S2 als primäre FE-Datenbasis
Entwicklung grünlandspezifischer Indikatoren
Datenzusammenführung und Dienstebetrieb auf CODE-DE (backend)
Webbasiertes intuitiv bedienbares Interface für Sachbearbeitende (frontend)
Zu erstellende fachliche Funktionen:
Identifikation von GL-Typen und Veränderungsdetektion
Erhaltungszustandsbewertung ausgewählter GL-Typen
Entscheidungsunterstützung (v.a. im Bereich förderpolitisches Monitoring)
Berücksichtigung von Umwelteffekten (Klimafolgen, Klimaanpassung)
Methodisch-technische Durchführung
S1
Andere
(z.B. FORCE)
EO-Finder API
S2 L8
Referenz- Daten
Statistik
Karten UAV
Felddaten
Coherence Backscatter Vegetations-
Indizes GLCM
Identifikation Zustand Änderung Nutzung
Standard-App (Formular)
Benutzer-
definierte App Standard-
Produkte (statisch)
FE-
Parameter
FE- Dienste
In fr as tr uk tur
EAGLE- GRASP Library
EAGLE-GRASP Library
Reference Library for Geocoded Ground Truth and Spectral Parameters extending the EAGLE data model (EAGLE = Eionet Action Group for Land Monitoring in Europe); Eionet = European Environment Information and Observation Network
EAGLE-GRASP plot library = Datenbank mit…
konkreten Geo-Objekten (plots) und deren strukturellem Ground Truth und spektralen Parametern in den phänologischen Jahreszeiten
Spektrale Merkmale
Erfassung satellitenbasiert
Strukturelle Merkmale
Erfassung terrestrisch
Phänologische Jahreszeiten
vertikal
horizontal
Sensordaten Indices EAGLE-GRASP
Library
Strategische Aspekte
Synthese
Zusammenführung bisheriger und laufender Ansätze zur Nutzung von Copernicus-Ressourcen für (grünlandbezogene) Monitoring-Aufgaben auf Ebene der Bundesländer
Innovation
Entwicklung von innovativen Prozessketten für die Inwertsetzung von Copernicus-Daten unter Verwendung aktueller technischer Entwicklungen (z.B. KI)
enge Ausrichtung an Monitoringbedarfen und „Lebenswelt“ der Sachbearbeitenden
nachhaltige Ergebnissicherung in EAGLE-GRASP Libraries
Infrastruktur
Nachverwertung bestehender Infrastruktur(konzepte) aus früheren Projekten (z.B. FELM, timeStamp)
Einbeziehung von F&E-Partnern für technisch-wissenschaftliche Unterstützung
Datenverarbeitung und -zugang länderübergreifend über CODE-DE
Kontakt
Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW, Fachbereich 21 – Naturschutzinformationen
Dr. Dirk Hinterlang
Johann Heinrich von Thünen-Institut,
Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei
Dr. Stefan Erasmi
