PhaenOPT Entwicklung eines operationellen … · 2017. 6. 8. · 1981 - 2010 1961 - 1990 1981 -...
Transcript of PhaenOPT Entwicklung eines operationellen … · 2017. 6. 8. · 1981 - 2010 1961 - 1990 1981 -...
„PhaenOPT“
-
Entwicklung eines operationellen
Phänologiemonitorings
für den Freistaat Thüringen
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus
14.-16. März 2017, Berlin
Motivation
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
---
aus: TLUG (ed.) (2016): Beobachteter Klimawandel in Thüringen
1961 - 1990
1981 - 2010
2/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
---
aus: TLUG (ed.) (2016): Beobachteter Klimawandel in Thüringen
-7 Tage 1961 - 1990
1981 - 2010
2/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
---
aus: TLUG (ed.) (2016): Beobachteter Klimawandel in Thüringen
-7 Tage 1961 - 1990
1981 - 2010
1961 - 1990
1981 - 2010
2/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
-7 Tage +6 Tage
---
aus: TLUG (ed.) (2016): Beobachteter Klimawandel in Thüringen
1961 - 1990
1981 - 2010
1961 - 1990
1981 - 2010
2/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
Klimawandel in Thüringen
-7 Tage +6 Tage
---
aus: TLUG (ed.) (2016): Beobachteter Klimawandel in Thüringen
1961 - 1990
1981 - 2010
1961 - 1990
1981 - 2010
2/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
Welche Folgen hat das auf die Pflanzenwelt in Thüringen?
3/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
Welche Folgen hat das auf die Pflanzenwelt in Thüringen?
• Abnahme der Frost- und Eistage
Kürzere Ruhephasen
• Zunahme der Sommer- und Hitzetage
Längere Vegetationsperiode
3/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
Welche Folgen hat das auf die Pflanzenwelt in Thüringen?
_______ Phänologie: Klima- und witterungsabhängige Erscheinungslehre von
Organismen im Jahresverlauf (www.spektrum.de)
• Abnahme der Frost- und Eistage
Kürzere Ruhephasen
• Zunahme der Sommer- und Hitzetage
Längere Vegetationsperiode
3/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
Welche Folgen hat das auf die Pflanzenwelt in Thüringen?
• Abnahme der Frost- und Eistage
Kürzere Ruhephasen
• Zunahme der Sommer- und Hitzetage
Längere Vegetationsperiode
Zeitliche Änderungen in der
Pflanzenphänologie
3/15
_______ Phänologie: Klima- und witterungsabhängige Erscheinungslehre von
Organismen im Jahresverlauf (www.spektrum.de)
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Motivation
Welche Folgen hat das auf die Pflanzenwelt in Thüringen?
Folgenindikator für
Klimaänderungen
• Abnahme der Frost- und Eistage
Kürzere Ruhephasen
• Zunahme der Sommer- und Hitzetage
Längere Vegetationsperiode
Zeitliche Änderungen in der
Pflanzenphänologie
3/15
_______ Phänologie: Klima- und witterungsabhängige Erscheinungslehre von
Organismen im Jahresverlauf (www.spektrum.de)
PhaenOPT
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Ziel:
Entwicklung, Darstellung und routinemäßige
Beobachtung von Klimafolgenindikatoren im
Freistaat Thüringen.
Aufbau eines Diensts zur operationellen Nutzung
von Satellitendaten an einer Behörde.
Ein erster Dienst soll mit der Beobachtung der
Pflanzenphänologie bereitgestellt werden.
PhaenOPT
4/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Projektpartner:
1. Thüringer Landesanstalt für Umwelt und
Geologie (TLUG) (Projektkoordination)
2. Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU)
3. Jena-Optronik GmbH (JOP)
(im Unterauftrag der FSU)
PhaenOPT
Infos
• Laufzeit: 01.08.2016 bis 31.07.2018 (24 Monate)
• Förderung durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale
Infrastruktur (BMVI)
• COPERNICUS-Kerndienst: „Überwachung des Klimawandels“
• DWD Abteilung Agrarmeteorologie unterstützt und begleitet das Vorhaben. 5/15
Daten & Methoden
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Satellitendaten
Daten & Methoden
6/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Daten & Methoden
7/15
Sentinel 2: Kanäle 2/3/4
Satellitendaten
• Grundlagen der Bearbeitung
• Großräumige Aufnahmen
• Regelmäßige Aufnahmen
• Langjährige Zeitreihen
vorhanden
• Benötigte Szenen sind
kostenlos (z.B. der
europäischen „Sentinels“,
Proba-V, MODIS)
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Daten & Methoden
7/15
Sentinel 2: Kanäle 3/4/8
Satellitendaten
• Grundlagen der Bearbeitung
• Großräumige Aufnahmen
• Regelmäßige Aufnahmen
• Langjährige Zeitreihen
vorhanden
• Benötigte Szenen sind
kostenlos (z.B. der
europäischen „Sentinels“,
Proba-V, MODIS)
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Daten & Methoden
Sentinel-2
www.esa.int
Aqua/Terra (MODIS)
7/15
Satellitendaten
• Grundlagen der Bearbeitung
• Großräumige Aufnahmen
• Regelmäßige Aufnahmen
• Langjährige Zeitreihen
vorhanden
• Benötigte Szenen sind
kostenlos (z.B. der
europäischen „Sentinels“,
Proba-V, MODIS)
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Modellierung Satellitendaten
Daten & Methoden
8/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
___
* Normalisierter Differenzierter VegetationsIndex
Modellierung
• Basis: Satellitenzeitreihen
• Ableiten von sog.
Vegetationsindices (z.B. NDVI*)
• Bestimmen phänologischer
Kenngrößen eines Jahres (z.B.
Vegetationsbeginn/-ende)
• Algorithmus: TIMESAT
• Ergebnis: wichtige phänologische
Zeitpunkte
Daten & Methoden
9/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Phänologiedaten Modellierung Satellitendaten
Basis
für
1
Daten & Methoden
10/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Daten & Methoden
Phänologiedaten
• Daten des Deutschen
Wetterdienstes (DWD)
Ehrenamtliche Beobachter
Kontinuierliche Zeitreihe seit
1961 digital abrufbar
11/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Daten & Methoden
Phänologiedaten
• Daten des Deutschen
Wetterdienstes (DWD)
Ehrenamtliche Beobachter
Kontinuierliche Zeitreihe seit
1961 digital abrufbar
• Daten aus „Crowdsourcing“
mobile App „MySeasons“
11/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Phänologiedaten
• Daten des Deutschen
Wetterdienstes (DWD)
Ehrenamtliche Beobachter
Kontinuierliche Zeitreihe seit
1961 digital abrufbar
• Daten aus „Crowdsourcing“
mobile App „MySeasons“
• Ziel: Abgleich mit
Modellierungsergebnissen
Daten & Methoden
11/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Phänologiedaten Modellierung Satellitendaten
Basis
für
1
2
plausibel?
Daten & Methoden
12/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Phänologiedaten Modellierung Satellitendaten
Basis
für
1
2
plausibel?
Modell-
Einstellungen
3
Geodatenbank
Daten & Methoden
12/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Phänologiedaten Modellierung Satellitendaten
Basis
für
1
2
plausibel?
Geodatenbank
Prozesskette Prozesskette
Daten & Methoden
Modell-
Einstellungen
3
12/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Phänologiedaten Modellierung Satellitendaten
Basis
für
1
2
plausibel?
Geodatenbank
Prozesskette Prozesskette
Operationeller Webdienst
bereitstellen 4
Daten & Methoden
Modell-
Einstellungen
3
12/15
Angestrebtes
Ergebnis
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Operationeller Webdienst
• Visualisieren von zeitlichen
Änderungen der Pflanzenphänologie in
Thüringen
• Tool für eigene Berechnungen zur
Verfügung stellen
• Hintergrundinformationen 13/15
Zusammenfassung
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Mit PhaenOPT wollen wir…
• … einen operationellen Dienst zur Beobachtung von
Klimafolgenindikatoren einrichten
• …auf die Folgen des Klimawandels für die Umwelt aufmerksam
machen und diese visualisieren
• …(kostenlose) Satellitendaten der Copernicus-Infrastruktur für ein
Monitoring an einer Behörde nutzen
• …neue Beobachtungsmethoden für die Pflanzenphänologie
testen („Apps“)
Zusammenfassung
14/15
Aktueller Stand
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Aktueller Stand
8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7
AP 1100:
Projektkoordination, Partnerkommunikation
AP 1200:
Nutzerkommunikation
AP 2100:
Datenakquise- und aufbereitung der DWD-Phänologiedaten
AP 2200:
Datenerhebung und -aufbereitung der Satellitendaten
AP 3100:
Harmonisierung der DWD-Phänologiedaten
AP 3200:
Harmonisierung der Satellitendaten
AP 3300:
Phänologische Modellierung
AP 4100:
Extraktion phänologischer Maße
AP 4200:
Entwicklung von Klimafolgenindikatoren
AP 5100:
Aufbau der Geodateninfrastruktur und Datenverarbeitung
AP 5200:
Implementierung der Geodateninfrastruktur
AP 5300:
Implementierung des Kartendienstes zum EO-basierten Phänologiemonitoring
2016 2017 2018
15/15
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus, 14. – 16. März 2017, Berlin
Aktueller Stand
8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7
AP 1100:
Projektkoordination, Partnerkommunikation
AP 1200:
Nutzerkommunikation
AP 2100:
Datenakquise- und aufbereitung der DWD-Phänologiedaten
AP 2200:
Datenerhebung und -aufbereitung der Satellitendaten
AP 3100:
Harmonisierung der DWD-Phänologiedaten
AP 3200:
Harmonisierung der Satellitendaten
AP 3300:
Phänologische Modellierung
AP 4100:
Extraktion phänologischer Maße
AP 4200:
Entwicklung von Klimafolgenindikatoren
AP 5100:
Aufbau der Geodateninfrastruktur und Datenverarbeitung
AP 5200:
Implementierung der Geodateninfrastruktur
AP 5300:
Implementierung des Kartendienstes zum EO-basierten Phänologiemonitoring
2016 2017 2018
15/15
Kontakt:
Oliver Bauer
Tel.: +49 3641 684 447
E-Mail: [email protected]
FKZ: 50EW1611
Herzlichen Dank
für Ihre
Aufmerksamkeit Fragen?