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Institut für Geographie und Geologie

Ableitung und Analyse von Phänologie aus Fernerkundungsdaten

Motivation

Die interdisziplinäre Anwendung der Phänologie und Fortschritte sowie Intensivierungen der Datenakquise führten in den letzten Jahrzehnten dazu, dass die ursprüngliche Definition von Phänologie im botanischen Sinn (Blüte – Reife - Seneszenz) durch verschiedene Definitionen aus anderen Disziplinen ersetzt wurde. In Abhängigkeit des beobachteten Objekts ändert sich mit der jeweiligen disziplinären Definition auch der Maßstab der Betrachtung.

Neben der Phänologie im botanischen Sinn, in deren Mittelpunkt ein einzelnes Individuum wie eine Pflanze steht, adressiert die meteorologische Phänologie im Grenzbereich zwischen Biologie und Klimatologie den Entwicklungsstand regional auftretender Zeigerpflanzen (z.B. für Deutschland: Schneeglöckchen, Forsythie, Apfelbaum, Stileiche) und daraus abgeleitet zehn phänologische Jahreszeiten. Einen weiteren Skalensprung beinhaltet die fernerkundliche Definition der Phänologie als „Land Surface Phenology“: Besonders hervorzuheben ist dabei die Abgrenzung gegenüber den beiden obenstehenden Definition: Das fernerkundliche Signal integriert sowohl über zahlreiche, nicht mehr getrennt beobachtbare Spezies als auch über abiotische Oberflächen wie beispielsweise Schnee, Wasser oder künstliche Objekte. Durch die flächendeckende Informationsgewinnung – auch in abgelegenen Regionen – sowie die Reproduzierbarkeit von Aufnahmen und deren objektive Auswertung sind fernerkundlich basierte Geodaten zu einer wichtigen Datenquelle geworden.

Daten und Methoden

Das Ziel dieser Dissertation ist die flächenhafte Ableitung der Phänologie für Deutschland aus MODIS-Zeitserien. Dazu wird unter anderem die Software TIMESAT verwendet, mit der ein Set phänologischer Maße abgeleitet werden kann.

Mit Hilfe von phänologischen Daten des Deutschen Wetterdienstes werden diese phänologischen Informationen hinsichtlich ihrer Aussagekraft untersucht. Für die beiden Landbedeckungsklassen Laubwald und Dauergrünland wird weiterhin eine vegetationsspezifische Ableitung des Frühlingsbeginns vorgenommen, um den Einfluss unterschiedlicher Vorprozessierungen zu untersuchen. Schließlich werden raum-zeitliche Muster der Vegetationsentwicklung erklärt.

Start of Season (SOS) der Jahre 2001 bis 2012, basierend auf MODIS-NDVI-Zeitserien mit Qualitätsanalyse (TiSeG), linearer Interpolation, gefolgt von einem Savitzky-Golay-Filter. Der SOS basiert auf einem Schwellwert von 0,35.

Assoziertes Projekt: msave

Kontakt: Carina Kübert

Schlagwörter: MODIS, CORINE land cover, Deutschland, Zeitserien, Ableitung phänologischer Maße, Geostatistik

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