Trockenheit in der Landwirtschaft früher erkennen – Geoinformatiker bereiten Satellitenmission vor

Global gesehen steht die Landwirtschaft angesichts des Klimawandels vor der großen Herausforderung, nachhaltig zu arbeiten und sich rechtzeitig auf veränderte Bedingungen einzustellen. »Unter Wassermangel leidende Pflanzen und Böden verändern sich bereits lange, bevor die Trockenheit tatsächlich sichtbar und unabwendbar wird«, erläutert der Osnabrücker Projektleiter Dr. Thomas Jarmer vom IGF. Zusammen mit Partnern an der Universität Trier und dem Julius Kühn-Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde in Quedlinburg erforscht er in den nächsten drei Jahren, wie diese Veränderungen mit Hilfe von hyperspektralen Fernerkundungsdaten erkannt und bewertet werden können.

»Unser Ziel ist es, von Trockenheit gefährdete Standorte rechtzeitig auszumachen«, so der Osnabrücker Wissenschaftler. 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. Unter Trockenstress leidende Pflanzen reflektieren Licht in einem anderen Wellenlängenbereich als gesunde Pflanzen. Die hyperspektrale Fernerkundung bietet daher eine gute Möglichkeit, den Zustand auch von großen landwirtschaftlichen Flächen einzuschätzen.

Auf Versuchsflächen in Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt werden die Wissenschaftler dazu regelmäßig Pflanzen- und Bodenproben entnehmen sowie deren Reflexionsverhalten messen. Laboranalysen liefern zudem viele zusätzliche Informationen über Wassergehalt und Nährstoffversorgung der Proben. »So können wir feststellen, wie sich Veränderungen des Pflanzen- und Bodenzustandes auf das Reflexionsverhalten auswirken und daraus Modelle entwickeln, die auf das gesamte Untersuchungsgebiet übertragen werden können«, erläutert Jarmer.

Die unter diesen kontrollierten Bedingungen gewonnenen Erkenntnisse wollen die Wissenschaftler anschließend auf hochaufgelöste Fernerkundungsdaten übertragen. »Wir können dann Karten generieren, die von Trockenheit bedrohte Landwirtschaftsflächen hervorherben«, so der Osnabrücker Geoinformatiker. »In der Praxis könnten diese Ergebnisse Gold wert sein«, ist sich Jarmer sicher. Die Informationen können dann genutzt werden, Flächen gezielt zu bewirtschaften und auch Prognosen für die zu erwartenden Erträge abzugeben.«

Das Projekt »DryLand« bereitet die deutsche Satellitenmission »EnMAP« vor. 2017 soll diese Mission starten und mithilfe der Hyperspektraltechnik sowohl zeitlich als auch räumlich hochauflösende Daten liefern.

Weitere Informationen für die Redaktionen:
Dr. Thomas Jarmer, Universität Osnabrück,
Institut für Geoinformatik und Fernerkundung
Barbarastraße 22b, 49076 Osnabrück
Tel.: +49 541 969 3914
E-Mail: tjarmer@igf.uni-osnabrueck.de

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