Anwendungen Erdbeobachtung

Landwirtschaft und Ernährung

Vor dem Hintergrund einer kontinuierlich anwachsenden Weltbevölkerung steigen die Anforderungen an eine ökologisch nachhaltige und gleichzeitig ertragreiche Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen. Im Rahmen des sogenannten Greenings werden ökologische Leistungen der Landwirte, wie die Diversifizierung der Anbaukulturen, Erhaltung von Dauergrünland und wertvollen Biotopen durch Umwelt-Prämien belohnt. Im Green Deal verpflichtet sich die Europäische Union, bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu werden. Das Abkommen beinhaltet unter anderem die Förderung von nachhaltiger, klimaneutraler Landwirtschaft. Erdbeobachtungsdaten sind dabei eine wichtige Größe, um die Erreichung dieser Ziele überprüfen zu können.

Satellitengestützte Erdbeobachtung liefert hierzu Informationen über den Zustand von Ackerböden und Feldfrüchten. Durch wiederholte Aufnahmen im Jahresverlauf werden aktuelle Einblicke ins Innenleben von Pflanzen möglich – etwa wie hoch Chlorophyll- oder Wassergehalt sind, wie gut die Nährstoffversorgung ist und welche Erträge zu erwarten sind. Präzise Landwirtschaft – Precision Farming – ermöglicht eine punktgenaue Kontrolle des Pflanzenwachstums und eine zielgerichtete Bewirtschaftung, wie auch die Ausweisung von Minderertragsarealen als ökologische Schutzzonen. In der internationalen Zusammenarbeit trägt die Erdbeobachtung dazu bei, mit Dürre- und Ernteprognosen die Versorgungssicherung der Bevölkerung mit Nahrungsmitteln und damit die Ernährungssituation zu verbessern.

Wälder und Forstwirtschaft

Vielfältige Anwendung findet die Erdbeobachtung insbesondere beim Monitoring von Wäldern und in der Forstwirtschaft. Erdbeobachtung ermöglicht großflächige Aussagen über den Zustand, die Holzvorräte und die Biodiversität von natürlichen und forstwirtschaftlich genutzten Wäldern. Zeitreihen von Erdbeobachtungsdaten, die große Waldgebiete abdecken, stellen eine wichtige Ergänzung zur klassischen stichprobenartigen Forstinventur dar und unterstützen die forstliche Betriebsplanung und das Katastrophenmanagement, etwa bei Sturmschäden.

Bei Waldschäden und Naturereignissen wie Insektenbefall, Wind- und Schneebruch sowie Waldbränden, ermöglichen zeitnahe Aufnahmen betroffener Gebiete schnelle und flächendeckende Schadensanalysen. Mit neuen Auswertungsmethoden kann zudem ein Befall durch Schädlinge zu einem frühen Zeitpunkt erfasst und deren Ausbreitung auf weitere Bäume im Idealfall eingedämmt werden. Erdbeobachtungsatelliten stellen auch die einzige Möglichkeit dar, die großflächigen Rodungen von tropischen Regenwäldern zu beobachten und klimaschutzrelevante Maßnahmen über lange Zeiträume zu überwachen.

Umweltschutz

Die Erdbeobachtung ermöglicht ein globales und kontinuierliches Umweltmonitoring. Durch die kostenfreien und offenen Datenzugänge der großen Erdbeobachtungsprogramme wie Copernicus oder Landsat ist es möglich, langfriste Monitoringaufgaben zu erfüllen. Aber auch wissenschaftliche und kommerzielle Erdbeobachtungsmissionen liefern vielschichtige Informationen. So lassen sich kurz- und langfristige Veränderung von Ökosystemen erkennen und Aussagen zum Zustand geschützterBiotope treffen.

Solche Veränderungen sind vielfach durch den anthropogenen Klimawandel verursacht, aber auch durch Veränderungen der Nutzung der Landoberfläche wie Versiegelung oder landwirtschaftliche Bebauung. Auch das Freisetzten von Treibhausgasen in die Atmosphäre bedingt vermehrt solche Veränderungen. Nicht nur die Atmosphäre und die Landoberfläche sind durch die menschliche Nutzung beeinflusst, auch die Ozeane und Binnengewässer unterliegen beispielsweise durch Schiffsverkehr und Fischerei großen Veränderungen.

Besonders stark zeigt sich der menschliche Einfluss beim Abschmelzen von Eiskappen und Gletschern sowie im Rückgang von Permafrostgebieten in den Polarregionen und Hochgebirgen. Die Erdbeobachtung ermöglicht ein gezieltes Monitoring, insbesondere von Veränderungen und unterstützt so Entscheidungsträger in Politik und Wirtschaft beim Ergreifen geeigneter Maßnahmen. Auch die Wirksamkeit dieser Maßnahmen kann mittels der Erdbeobachtung überwacht werden. Genau das wird im Rahmen des „Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz“ (ANK) von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUV) umgesetzt.

Wirtschaft und Ressourcenmanagement

Neben der Land- und Forstwirtschaft unterstützt die Erdbeobachtung auch zahlreiche weitere Wirtschaftszweige. So liefert sie mit der Messung und Vorhersage von Windgeschwindigkeiten und Solareinstrahlung wichtige Daten für die Nutzung erneuerbarer Energien. Die Beobachtung der Meeresumwelt und des Seeverkehrs trägt zur Erhöhung von Sicherheit und Effizienz der maritimen Wirtschaft bei. Im Bergbau hilft die Erdbeobachtung bei der Erschließung von Rohstoffen und der Detektion von Bergbauschäden. Die Erfassung und Klassifizierung von Landbedeckung und -nutzung unterstützt zudem die Stadt- und Raumplanung sowie das Verkehrs- und Transportwesen.

Wissenschaftliche Datenportale und Ausbildung