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s/gris/GIS/gi

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Digitales Höhenmodell Hamburg DGM 10

Abgeleitetes, flächendeckendes digitales Geländemodell mit einer Rasterweite von 10 Meter auf Basis des DGM1. Für die Fläche der Freien und Hansestadt Hamburg (ohne das Gebiet des hamburgischen Wattenmeeres) wurde in 2020 eine Laserscanvermessungen (Airborne Laserscanning) durchgeführt. Die Daten liegen im Lagestatus 310 (ETRS89/UTM) vor, mit Höhenangaben über Normalhöhennull (NHN), gemäß DE_DHHN2016_NH. Die Genauigkeit eines einzelnen Messpunktes liegt in eindeutig definierten Bereichen, wie z.B. auf Straßenflächen, bei ca. ± 105 cm. In Bereichen von Abschattungen (Brücken), Vegetation, insbesondere Flächen in Wald- und Strauchgebieten und bei stark geneigtem Gelände, ist die Genauigkeit geringer. Standardmäßig werden vom LGV folgende Rasterweiten angeboten: DGM 1 (Rasterweite 1m), DGM 10 (Rasterweite 10m), DGM 25 (Rasterweite 25m). Eine jährliche Aktualisierung dieser Daten erfolgt über Luftbildbefliegungen. Neben der reinen Bereitstellung der Höheninformation als regelmäßiges Gitter werden die Daten auch als Dienstleistung in einer Dreiecksvermaschung (TIN) abgegeben. Dabei ist ein Datenaustausch mit 2D- und 3D-CAD-Systemen sichergestellt. Als weitere Dienstleistung können z.B. Höhenlinien und Profile abgeleitet oder Volumina und Neigungen errechnet werden. Durch Integration weiterer Geobasis- und Fachdaten (Vektor- und Rasterdaten) können weitere Dienstleistungen z.B. für die Bereiche Wasserwirtschaft, Tiefbau, Umwelt und Stadtplanung sowie Energieversorgung groß- und kleinräumige Anwendungen abgeleitet werden.

Digitales Höhenmodell Hamburg DGM 1

Aus Laserscanvermessungen (Airborne Laserscanning) oder photogrammetrischen Produkten abgeleitetes, flächendeckendes digitales Geländemodell mit einer Rasterweite von 1 Meter für die Fläche der Freien und Hansestadt Hamburg. Die Daten stammen jeweils aus den landesweiten 3D-Laserscanbefliegungen aus 2010, 2020 und 2022 und liegen im Lagestatus ETRS89_UTM32 (Lagestatus 310) und mit Höhenangaben über Normalhöhennull (NHN), gemäß DE_DHHN2016_NH vor. Eine punktuelle Aktualisierung dieser Daten erfolgt über photogrammetrische Produkte und ist ggf. in den Metadaten der einzelnen Jahrgänge dokumentiert. Die Genauigkeit eines einzelnen Messpunktes liegt in eindeutig definierten Bereichen, wie z.B. auf Straßenflächen, bei ca. ± 15 cm. In Bereichen von Abschattungen (z. B.: Brücken), dichter Vegetation, insbesondere Flächen in Wald- und Strauchgebieten und bei stark geneigtem Gelände, ist die Genauigkeit geringer. Standardmäßig wird vom LGV ab dem Jahr 2022 folgende Rasterweite angeboten: DGM 1 (Rasterweite 1m). Ältere Jahrgänge haben zusätzlich noch folgende Rasterweiten: DGM 10 (Rasterweite 10m) DGM 25 (Rasterweite 25m) Neben der reinen Bereitstellung der Höheninformation als regelmäßiges Gitter werden die Daten auch als Dienstleistung in einer Dreiecksvermaschung (TIN) abgegeben. Dabei ist ein Datenaustausch mit 2D- und 3D-CAD-Systemen sichergestellt. Als weitere Dienstleistung können z.B. Höhenlinien und Profile abgeleitet oder Volumina und Neigungen errechnet werden. Durch Integration weiterer Geobasis- und Fachdaten (Vektor- und Rasterdaten) können weitere Dienstleistungen z.B. für die Bereiche Wasserwirtschaft, Tiefbau, Umwelt und Stadtplanung sowie Energieversorgung für groß- und kleinräumige Anwendungen abgeleitet werden.

Integrating GIS and Remote Sensing for Multi-Scale Analysis of Degradation in the African Sahel

Multi-level monitoring of destabilized Sahelian regions connects field work in situ with detailed to semi-detailed analysis of vegetation structure (aerial photography), vegetation functional types and units of rational landcover (satellite images). Human impact on Sahelian vegetation in its regional variations is a main reason for continous destruction of former grazing lands. Regional dynamics of impact patterns are analysed by means of multi-stage remote sensing techniques and multi-spectral image classification. Integration of remotely sensed as well as of socio-economic data with geo-information systems is an important tool for modelling regional dynamics of degradation and desertification due to multi-thematic and multi-temporal input parameters. Intersection of geo-informations creates change detection databasas of Sahelian regions. Planning sustainable development will urgently need the appropriate use of the presented facilities of IGIS technology.

Northern Eurasia Earth Science Partnership Initiative (NEESPI)

The Northern Eurasia Earth Science Partnership Initiative, or NEESPI, is a currently active, yet strategically evolving program of internationally-supported Earth systems science research, which has as its foci issues in northern Eurasia that are relevant to regional and Global scientific and decision-making communities (see NEESPI Mission Statement). This part of the globe is undergoing significant changes - particularly those changes associated with a rapidly warming climate in this region and with important changes in governmental structures since the early 1990s and their associated influences on land use and the environment across this broad expanse. How this carbon-rich, cold region component of the Earth system functions as a regional entity and interacts with and feeds back to the greater Global system is to a large extent unknown. Thus, the capability to predict future changes that may be expected to occur within this region and the consequences of those changes with any acceptable accuracy is currently uncertain. One of the reasons for this lack of regional Earth system understanding is the relative paucity of well-coordinated, multidisciplinary and integrating studies of the critical physical and biological systems. By establishing a large-scale, multidisciplinary program of funded research, NEESPI is aimed at developing an enhanced understanding of the interactions between the ecosystem, atmosphere, and human dynamics in northern Eurasia. Specifically, the NEESPI strives to understand how the land ecosystems and continental water dynamics in northern Eurasia interact with and alter the climatic system, biosphere, atmosphere, and hydrosphere of the Earth. The contemporaneous changes in climate and land use are impacting the biological, chemical, and physical functions of the northern Eurasia, but little data and fewer models are available that can be used to understand the current status of this expansive regional system, much less the influence of the northern Eurasia region on the Global climate. NEESPI seeks to secure the necessary financial and related institutional support from an international cadre of sponsors for developing a viable understanding of the functioning of northern Eurasia and the impacts of extant changes on the regional and Earth systems. Many types of ground and integrative (e.g., satellite; GIS) data will be needed and many models must be applied, adapted or developed for properly understanding the functioning of this cold and diverse regional system. Mechanisms for obtaining the requisite data sets and models and sharing them among the participating scientists are essential and require international and active governmental participation. (abridged text)

DIGSTER - Map and Go (Digital Satellite Based Terrain Model) - User Requirements

The project DIGSTER - Map and Go (Digital Based Terrain Mapping) aims at the technical aspects of digital terrrain mapping. For many questions in administration, planning and expertise terrrain mappings are indispensable. The whole process starting with the data acquisition in the field and ending with map products will be digitally performed by the system. Therefore, a platform appropriate for the use in the field (PDA) is combined with technologies from the disciplines of satellite navigation, remote sensing, communication, and mobile geoinformation systems. For DIGSTER a lot of practical applications already exist in connection with policies and directives on the national and also European level.

Erfassung der rezenten Flaechennutzung und Entwicklung territorialer Nutzungskonzepte der Landwirtschaft auf dem Gebiet der ehemaligen DDR

Ausgehend von den ueberdimensionierten Landnutzungsstrukturen auf dem Gebiet der ehemaligen DDR sollen Konzepte fuer eine oekologisch und oekonomisch sinnvolle neue Landnutzungsstruktur unter den besonderen Bedingungen in den neuen Bundeslaendern entwickelt werden. Hierzu werden zur Zeit anhand von Fallbeispielen ausgewaehlter LPG'en die variierenden Standortfaktoren (Mittelgebirgslagen, Sandboeden, Loessboeden) untersucht, um darauf aufbauend zweckmaessige Landnutzungsstrukturen zu entwickeln. Erfasst und dargestellt wird die rezente Flaechennutzung unter besonderer Beruecksichtigung schutzwuerdiger Natur- und Landschaftsbestandteile sowie die natuerlichen Standorteigenschaften im Hinblick auf Klima, Boden, Geologie, Wasserhaushalt etc. anhand von Gelaendeaufnahmen, Karten, Luftbildaufnahmen und Literaturauswertungen. Weitere Daten zur Agrarstruktur und der amtlichen Statistik fliessen in die Untersuchung ein. Im Anschluss an die Datenerhebung und Darstellung schliesst sich eine Bewertung der untersuchten Gebiete fuer verschiedene Nutzungsansprueche im Sinne einer Mehrfachnutzung an. Ausgehend von den Bewertungen sollen alternative, standortspezifische Flaechennutzungskonzeptionen entwickelt werden. Aus EDV-technischer Sicht wird zu diesem Projekt ein begleitendes DV-Instrumentarium und die entsprechende Analysemethodik fuer raumbezogene Daten auf der Basis geographischer Informationssysteme entwickelt. Hierzu zaehlt sowohl die digitale als auch die datenbankgestuetze Erfassung der vielfaeltigen Flaechen- und Rauminformationen. Zu diesem Zweck wird ein PC- gestuetztes Geographisches Informationssystem eingesetzt. Methoden der Datenanalyse und Datentransformationen sollen in einem weiteren Projektabschnitt zeigen, ob und inwieweit bestehende GIS in der Lage sind, den vielfaeltigen Auswertungs- und Abfragewuenschen gerecht zu werden. Hierzu zaehlt beispielsweise die quantitative Bestimmung von Konfliktpotentialen verschiedener Nutzungsansprueche, die Simulation alternativer Planungsvarianten oder die Optimierung der Flaechennutzung an ausgewaehlten Standorten (Freizeit, Erholung, Hecken, Feldgehoelze).

Water use characteristics of bamboo (South China)

Bamboos (Poaceae) are widespread in tropical and subtropical forests. Particularly in Asia, bamboos are cultivated by smallholders and increasingly in large plantations. In contrast to trees, reliable assessments of water use characteristics for bamboo are very scarce. Recently we tested a set of methods for assessing bamboo water use and obtained first results. Objectives of the proposed project are (1) to further test and develop the methods, (2) to compare the water use of different bamboo species, (3) to analyze the water use to bamboo size relationship across species, and (4) to assess effects of bamboo culm density on the stand-level transpiration. The study shall be conducted in South China where bamboos are very abundant. It is planned to work in a common garden (method testing), a botanical garden (species comparison, water use to size relationship), and on-farm (effects of culm density). Method testing will include a variety of approaches (thermal dissipation probes, stem heat balance, deuterium tracing and gravimetry), whereas subsequent steps will be based on thermal methods. The results may contribute to an improved understanding of bamboo water use characteristics and a more appropriate management of bamboo with respect to water resources.

Oekophysiologie der Gruenlandpflanzen, a) Physiologie der Gruenlandpflanzen

Apparente Photosynthese und Dunkelatmung des Graesersprosses. Atmungsintensitaet der Graeserwurzel. CO2-Gaswechsel von ganzen und intakten Graspflanzen. Wirkung der Immissionsbelastung auf die Vegetation an Verkehrswegen.

Beobachtung Pflanzlicher Photosynthese mit satellitengestützten Messungen der Sonnen Induzierten Fluoreszenz (CropSIF)

Neben Maßnahmen, die die Produktivität von Agrarflächen erhöhen, werden neue objektive Methoden zur kontinuierlichen Überwachung globaler landwirtschaftlicher Ressourcen dringend benötigt. Eine besondere Rolle nimmt dabei die Photosyntheseleistung (gemessen als Bruttoprimärproduktion) der Kulturpflanzen ein, da sie die maximal mögliche Menge an Nahrung und Treibstoff darstellt, die durch landwirtschaftliche Systeme bereit gestellt werden kann. Desweiteren ist sie ein guter Indikator für Ernteerträge und Stress. In den vergangenen Jahrzehnten wurden auf Reflektivitätsdaten beruhende optische Fernerkundungsmethoden benutzt um landwirtschaftliche Ressourcen abzuschätzen. Spektral aufgelöste Reflektivitätsdaten lassen auf biochemische und strukturelle Eigenschaften der Vegetation schließen, die wiederum auf die potentielle Photosyntheseleistung hindeuten, und sie sind die Grundlage zur Bewertung des Zustands der Pflanzen und ihrer phenologischen Entwicklungsstufe in hoher räumlicher Auflösung. Basierend auf diesem Messprinzip sollen die Sentinel-2 Satelliten (2015 gestartet) die Zugpferde der operationellen Agrarüberwachung in den kommenden Jahrzehnten werden. Es ist jedoch bekannt, dass Vegetationsparameter aus der Fernerkundung, die auf spektralen Reflektanzen beruhen, nicht die komplexen und hoch variablen physiologischen Abläufe der Photosynthese erfassen können. Ergänzend zu Reflektivitätsmessungen sind seit Kurzem globale weltraumgestützte Messungen von sonneninduzierter Chlorophyllfluoreszenz (Englisch sun-induced chlorophyll fluorescence, SIF) möglich. Wie gezeigt werden konnte, besitzt SIF eine höhere Sensitivität gegenüber der Photosyntheseaktivität auf Agrarflächen als andere Parameter oder Modelle. Das Instrument TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument), das ab Mitte 2017 auf dem EU Copernicus Sentinel 5-Vorläufersatelliten fliegen wird, wird die Messung von SIF in einer sehr viel höheren räumlichen und zeitlichen Auflösung als alle bisherigen Instrumente/Missionen ermöglichen. Somit stellt TROPOMI einen Meilenstein für die Einschätzung von Photosynthese im Allgemeinen, und der Produktivität von Nutzpflanzen im Besonderen, dar. Die Kombination von TROPOMI und Sentinel-2 Daten wird eine auf Beobachtungen basierende, globale Beobachtung der Photosyntheseaktivität auf Agrar-, Gras- und Weideflächen mit einer bisher nie dagewesenen räumlichen und zeitlichen Auflösung und Genauigkeit erlauben. Das Projekt CropSIF wird Nutzen aus den besonderen Möglichkeiten ziehen, die diese Konstellation von Instrumenten in naher Zukunft bieten wird, um die Produktivität von Agrarpflanzen und klimatischer Einflüsse darauf abzuschätzen. Wir werden zeitlich aufgelöste Karten der Bruttoprimärproduktion der Nutzpflanzen erstellen, die dann der Analyse von Effekten extremer Klimaereignisse auf die Produktivität in verschiedenen Agrargebieten der Erde dienen werden.

Species discrimination of plant roots by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy

Comprehension of belowground competition between plant species is a central part in understanding the complex interactions in intercropped agricultural systems, between crops and weeds as well as in natural ecosystems. So far, no simple and rapid method for species discrimination of roots in the soil exists. We will be developing a method for root discrimination of various species based on Fourier Transform Infrared (FTIR)-Attenuated Total Reflexion (ATR) Spectroscopy and expanding its application to the field. The absorbance patterns of FTIR-ATR spectra represent the chemical sample composition like an individual fingerprint. By means of multivariate methods, spectra will be grouped according to spectral and chemical similarity in order to achieve species discrimination. We will investigate pea and oat roots as well as maize and barnyard grass roots using various cultivars/proveniences grown in the greenhouse. Pea and oat are recommendable species for intercropping to achieve superior grain and protein yields in an environmentally sustainable manner. To evaluate the effects of intercropping on root distribution in the field, root segments will be measured directly at the soil profile wall using a mobile FTIR spectrometer. By extracting the main root compounds (lipids, proteins, carbohydrates) and recording their FTIR-ATR spectra as references, we will elucidate the chemical basis of species-specific differences.

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