Use Case
May 28, 2024
7 min

Die Welt unter Kontrolle mit Sentinel-2 Daten und GIS

Author
Monika Jurašiková

Wirksame Instrumente zur Überwachung und Verwaltung natürlicher Lebensräume sind für den Umweltschutz von entscheidender Bedeutung. Die Fernerkundung liefert detaillierte Informationen über Lebensräume und Landschaften. In diesem Artikel erfahrt ihr, wie Esri-Tools für die fortschrittliche Analyse der Welt um uns herum eingesetzt werden können.

Jeden Tag kommen wir dem Verständnis unserer Erde durch ein breites Spektrum an visuellen und analytischen Perspektiven einen Schritt näher. Esri macht die Sentinel-2 Daten für alle Esri-Benutzer zugänglich. Ganz gleich, ob ihr für die Waldbewirtschaftung, die Überwachung von Ernten, die Verfolgung von Vegetationsveränderungen oder den Katastrophenschutz zuständig seit, die Fernerkundung wird euer treuer Verbündeter sein.

Sentinel-2 Daten in ArcGIS Living Atlas of the World

Sentinel-2 ist jetzt Teil des ArcGIS Living Atlas of the World. Diese erstklassige Sammlung geografischer Informationen umfasst den Sentinel-2-Bilderdienst von Esri, der auf ArcGIS Image Serverbasiert, mit täglichen Aktualisierungen und verschiedenen Informationsbändern. Mit Hilfe der Bildanalyse können Indizes erstellt werden, die Eigenschaften wie den Zustand der Vegetation oder die Bodenfeuchtigkeit anzeigen und Veränderungen im Laufe der Zeit quantifizieren.

Beispiele

Dieses Beispiel aus dem Vlog von Robert Waterman zeigt landwirtschaftliche Felder in verschiedenen Sentinel-2-Bandkombinationen: Natürliche Farbe (links) zeigt optische Wellenlängen, die unser Auge natürlich wahrnimmt, kurzwellige Infrarotvegetation (Mitte) zeigt die üppigste Vegetation in hellem Grün, und der Wasserfeuchtigkeitsindex (rechts) zeigt die höchste Feuchtigkeit in Blau.
In einem anderen Beispiel sehen wir das Ganges-Delta links in natürlicher Farbe und rechts im modifizierten Wasserindex (MDWI), wobei gelbe Bereiche trocken sind und blaue Bereiche einen Bereich mit niedrigem bis hohem Wassergehalt darstellen.
Ein weiteres Beispiel ist die Eiskappe des Quelccaya. In der kurzwelligen IR-Darstellung können wir die Gletschergebiete wunderbar verfolgen und, was noch wichtiger ist, Veränderungen in ihrer Fläche beobachten.

Was ist Fernerkundung?

Bei der Fernerkundung werden Informationen über die Erdoberfläche ohne direkten Kontakt mit Hilfe von Sensoren auf Satelliten, Flugzeugen oder modernen Drohnen gewonnen. Diese Sensoren erfassen multispektrale oder hyperspektrale Bilder und ermöglichen die Analyse verschiedener Umweltelemente wie Vegetation, Gewässer und städtische Gebiete.

Schlüsseltechniken der Fernerkundung

- Multispektrale Bildgebung: Mit den Sentinel-2-Daten können Sie Bilder in mehreren Spektralbändern aufnehmen, die eine Unterscheidung verschiedener Vegetationstypen und Landbedeckungen ermöglichen.

- Bildsegmentierung: Mit dieser Technik wird ein Bild in Segmente oder Objekte unterteilt, wodurch sich bestimmte Lebensräume leichter identifizieren lassen.

- Klassifizierungsalgorithmen: Diese Algorithmen kategorisieren verschiedene Arten der Bodenbedeckung wie Wälder, Grasland und Feuchtgebiete auf der Grundlage von Spektraldaten.

Praktische Anwendungen

- Planung des Naturschutzes: Identifizierung kritischer Lebensräume und Prioritätensetzung für Schutzmassnahmen.

- Landwirtschaftliches Management: Überwachung der Pflanzengesundheit und Optimierung der Ressourcennutzung, um höhere Erträge zu erzielen und Dürregebiete zu identifizieren.

- Stadtplanung: Bewertung von Landnutzungsänderungen und Planung einer nachhaltigen Stadterweiterung.

Fallstudie

In unserer Studie haben wir Sentinel-2-Daten verwendet, um eine genaue Lebensraumkarte zu erstellen. Das segmentierte Gebiet, das Teil des Natura-2000-Netzes ist, ist für seine biologische Vielfalt von Bedeutung. Wir haben die Lebensräume segmentiert und klassifiziert, um geschützte Gebiete von solchen zu unterscheiden, die einer Bewirtschaftung bedürfen (z. B. Vorhandensein von nicht heimischen/invasiven Arten).

Die Sentinel-2-Daten eignen sich hervorragend zur Erfassung von Veränderungen und phänologischen Entwicklungsstadien. Felduntersuchungen und die Kenntnis der wichtigsten Arten sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung.

Ein Beispiel:

- In einem Band sind Gewässer und Habitatstrukturen leicht zu erkennen. Strukturierte Fragmente weisen auf die Vielfalt und das Alter der Vegetation hin, während homogene Flächen gleichaltrige Vegetation, wie z. B. Monokulturen, darstellen.

- In einem anderen Band konnten wir im Spätherbst eindeutig Nadelbäume wie Pinus nigra (Schwarzkiefer) zwischen blattlosen Laubbäumen identifizieren. Auch in dichten Wäldern sind Kiefern zu erkennen, die in einem anderen Band hellgrün erscheinen.

Beginne noch heute

Entdecke die Möglichkeiten von ArcGIS Pro für die Lebensraumanalyse und trage zur ökologischen Nachhaltigkeit bei. Besuche die ArcGIS Pro Dokumentation für weitere Informationen. Lese hier eine Erfolgsgeschichte über ArcGIS im Umweltschutz.

Alle Daten des ArcGIS Living Atlas of the World können auch in unseren branchenspezifischen GIS-Lösungen verwendet werden. Besuche die YRGEO Worker Seite, um zu sehen, in welchen Branchen diese Lösungen bereits eingesetzt werden.

Written by
Monika Jurašiková
GIS-Spezialistin