Die effektive Überwachung mariner Schutzgüter erfordert eine kontinuierliche Optimierung der Erfassungsmethoden. Insbesondere die zunehmende Offshore-Windenergienutzung stellt die traditionelle Erfassung mariner Wirbeltiere, v. a. mit Hilfe von Beobachterinnen und Beobach-tern in Flugzeugen und manueller Datenauswertung, vor neue Herausforderungen. Das Bundesamt für Naturschutz (BfN) setzt daher digitale Monitoringmethoden in Form von flugzeuggestützten Luftbildaufnahmen ein und entwickelt im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts eine automatisierte Detektion mariner Tierarten mittels Machine Learning. Der vorliegende Artikel beschreibt die Entwicklung und Evaluierung innovativer digitaler Verfahren zur Klassifikation von Seevögeln und Meeressäugern in Luftbildern. Durch den Einsatz von heuristischen Ansätzen und Deep-Learning-Technologien kann zukünftig eine effiziente und kostengünstige Erfassung ermöglicht werden, um langfristig belastbare Datensätze zu Größen und zur räumlichen und zeitlichen Verteilung der Populationen mariner Wirbeltiere sowie zur Bewertung menschlicher Einflüsse auf marine Ökosysteme zu gewinnen. Zudem wird die zukünftige Rolle automatisierter Erfassungsmethoden untersucht.
Nach einem Flugzeugabsturz am Hohen Lindkogel bei Baden im Jahr 2008 wurde eine Abtragung des Oberbodens notwendig, um eine weitere Kontaminierung des Bodens und des Grundwassers durch Kerosin und Öl zu verhindern. Dieser Abtrag beeinträchtigt sowohl die Filter-, Puffer- und Speicherfunktionen des Bodens, die Keimbettbedingungen für Pflanzen und die Lebensbedingungen für Bodenmikroorganismen und damit den Stoffumsatz. Ziel der Studie ist es die Dauer und den Verlauf der Sukzession auf dieser Fläche zu dokumentieren.
Das Absorptionsvermoegen der Atmosphaere fuer kurzwellige Strahlung zwischen 0.3 und 3.5 Mikrometer Wellenlaenge soll am Boden und vom Flugzeug aus gemessen werden. Erfasst werden die Absorption durch Wasserdampf, in Wolkentropfen und in Partikeln. Hauptziel sind Absorptionsmessungen als Funktion der Hoehe unter stark wechselnden Bedingungen, d.h. in Wolken und bei durchbrochener Bewoelkung.
Zielsetzung: Bestimmung des anthropogenen Einflusses auf den Kreislauf verschiedener Spurengase und Abschaetzung der dadurch verursachten Aenderungen der Umwelt (Atmosphaere). Methoden: Fluege ueber Grossstaedten, Messung der Verteilung der betreffenden Gase in verschiedenen Hoehen ueber einer Grossstadt und Berechnung der anthropogenen Produktion; Anwendung interhemisphaerischer Austauschmodelle und globale Bestimmung der Verteilung der einzelnen Spurengase.
In diesem Projekt sollen gemessene spektrale aktinische UV/VIS-Strahlungsflussdichten von sechs HALO-Missionen verwendet werden, um Strahlungstransportmodell-Vorhersagen zu überprüfen, die auf der Grundlage von Wolkeneigenschaften aus Satellitenbeobachtungen durchgeführt werden. Fünf der HALO-Missionen wurden bereits durchgeführt: TECHNO (2010), NARVAL-I (2014), OMO (2015), EMERGE (2017/2018) und CAFE-Africa (2018), mit einer Gesamtzahl von etwa 75 Forschungsflügen. Zudem sollen die Daten von CAFE-Brazil (2020) in die Auswertung einfließen. Der Hauptzweck der Messungen der aktinischen Strahlungsflussdichten ist die anschließende Berechnung von Photolysefrequenzen, die wichtige Größen in der Photochemie darstellen. Die HALO-Messungen bieten eine seltene Gelegenheit satelliten-gestützte Strahlungstransportmodell-Vorhersagen von Photolysefrequenzen zu überprüfen, da sie hochaufgelöste Stichproben aus verschiedenen Höhen und global verteilten Einsatzgebieten liefern. Zudem wurden während TECHNO, NARVAL und OMO durch einen Missionspartner spektrale Strahldichtemessungen in Nadir-Richtung durchgeführt. Diese Messungen umfassen den gesamten solaren Spektralbereich und bieten daher unabhängige lokale Informationen über Wolken unter dem Flugzeug, was die Interpretation und korrekte Anwendung der verfügbaren Wolkeneigenschaften erleichtern wird. Das Hauptziel des Projektes ist es herauszufinden, ob gemessene und durch ein Strahlungstransportmodell vorhergesagte Photolysefrequenzen durch den Einsatz der Satellitendaten in akzeptable Übereinstimmung gebracht werden können. Sollte dies gelingen, dann könnten auf der Grundlage satellitengestützter Wolkeninformationen nutzer-definierte 3D Felder von Photolysefrequenzen berechnet werden. Diese Felder können genutzt werden, um Vorhersagen von Chemie-Transportmodellen zu überprüfen, oder sie können in zukünftigen Anwendungen direkt in diese Modelle einfließen. Eine entsprechende Fallstudie soll im Rahmen dieses Projektes durchgeführt werden. Davon würden auch zukünftige HALO-Missionen und deren wissenschaftliche Interpretationen profitieren.
DGM1 - Laserscan-Geländemodell Im Frühjahr 2016 fand eine Airborne-Laserscan-Befliegung zur Generierung eines neuen hochgenauen Geländemodells für das gesamte Saarland statt. Dabei wurde die Geländeoberfläche mit einem im Flugzeug installierten Laser abgetastet. Als Resultat liegt seit Anfang des Jahres 2017 das hochgenaue DGM1 mit einer Rasterweite von 1m und einer durchschnittlichen Höhengenauigkeit von 1-2 dm vor. Als gewünschter Nebeneffekt wurden neben Geländedaten auch auf der Erdoberfläche befindliche Objekte wie Gebäude und Vegetation mit eingescannt, die als Oberflächendaten verfügbar sind. Digitale Geländemodelle (DGM) sind digitale, numerische, auf ein regelmäßiges Gitter reduzierte Modelle der Geländehöhen und –formen der Erdoberfläche. DGM können außerdem ergänzende Angaben (z.B. Geländekanten, Geripplinien, markante Geländepunkte) enthalten. Sie beinhalten keine Information über Bauwerke (z.B. Brücken) und Vegetation. Das DGM1 unterscheidet sich von den anderen DGM durch seine Höhengenauigkeit und seine Gitterweite.
Auf Blatt Rosenheim werden Teile des Alpenvorlandes und der Alpen abgebildet. Im Vorland der Alpen erstreckt sich das Molassebecken, das als Schutttrog der Alpen mit tertiären Sedimenten verfüllt ist. Die ungefaltete Vorlandmolasse am Nordrand der Karte geht in Höhe des Chiemsee in verstellte Faltenmolasse über. Während die tertiären Schichten im Bereich der Vorlandmolasse großflächig von quartären Lockersedimenten überlagert werden, sind sie im Bereich der Faltenmolasse aufgefaltet und treten verstärkt zu Tage. Die Alpen dominieren den Kartenausschnitt. Erfasst sind Teile der Ostalpen wie Chiemgauer, Tuxer und Kitzbüheler Alpen sowie Wendelgebirge, Mangfallgebirge und Kaisergebirge. Von Nord nach Süd lassen sich folgende alpine Einheiten unterscheiden: Helvetikum- und Flysch-Zone sind in einem schmalen Streifen ausgeprägt, der südlich an die Molasse grenzt und größtenteils von quartären Deckschichten überlagert ist. Südlich des Chiemsees sind beide Zonen von den Decken der Nördlichen Kalkalpen überschoben. Das Kalkalpin grenzt hier direkt an die subalpine Molasse. Die Nördlichen Kalkalpen werden von Sedimentgesteinen der Trias (z. B. Wettersteinkalk, Hauptdolomit) und des Juras (Kiesel- und Kalkgesteine) aufgebaut. Durch diverse Auf- und Überschiebungen charakterisieren ineinander greifende bzw. aneinander grenzende Schollen und Decken diese Zone. Im Kartenblatt sind drei Deckenbausteine zu unterscheiden: Tirolische Schubmasse, Lechtal- und Inntal-Decke. Nach Süden schließen sich die paläozoischen Gesteine (Ordovizium - Devon) der Grauwackenzone an. Die Grauwackenzone erstreckt sich nur im Osten des Kartenblattes. Im Südwest-Abschnitt wird die Inntal-Decke der Kalkalpen direkt von metamorphen Gesteinen der Zentralalpen (Unterostalpin) begrenzt. Das Unterostalpin setzt sich aus präkambrischen und altpaläozoischen Phylliten und Quarziten zusammen. Am Südrand des Kartenblattes sind Teile der Tauern-Schieferhülle erfasst, die zum Penninikum der Zentralalpinen Zone zählt. Paläozoische und mesozoische Metamorphite (Phyllite, Schiefer, Marmor, Gneise und Quarzite) bilden ihren Gesteinsverband. Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologischer Schnitt Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Das Nord-Süd-Profil kreuzt die ungefaltete und gefaltete Molasse, die Helvetikum- und Flysch-Zone, die Decken der Nördlichen Kalkalpen, die Grauwacken-Zone und die metamorphen Gesteine der Zentralalpen (Unterostalpin und Penninikum).
Blatt Saarbrücken zeigt einen Ausschnitt des linksrheinischen Mesozoikums, das sich zwischen den Grundgebirgsaufbrüchen des Rheinischen Schiefergebirges und der Vogesen erstreckt. Flach lagernde Schichten der Trias und des Unteren und Mittleren Juras lagern westlich des Oberrheingrabens dem Rhenoherzynikum, Saxothuringilum und Moldanubikum des variszischen Grundgebirges auf und bilden so das Gegenstück zum Deckgebirge der Süddeutschen Scholle. Die Störung von Metz, die sich Nordost-Südwest quer über das Kartenblatt verfolgen lässt, markiert die Grenze zwischen Rhenoherzynikum und Saxothuringikum der Varisziden. Am Nordrand des Kartenblattes sind die südlichen Ausläufer des Hunsrück mit variszisch verfaltetem und verschiefertem Schichten des Unterdevons erfasst. In Südost-Richtung schließt sich die Saar-Nahe-Senke an. Die hier lagernden Molassesedimente (Konglomerate, Sand- und Schluffstein) und Vulkanite (Rhyolith, Tholeyit, Kuselit, Andesit) des Perms reichen bis an die Oberkarbon-Schichten des Saarbrückener Hauptsattels. Im Oberkarbon bildeten sich in und um das variszische Gebirge Rand- und Binnensenken heraus, die sich mit Gebirgsschutt füllten. Eingelagerte Kohleflöze sind charakteristisch für diese Becken, die an der Grenze Oberkarbon/Perm von erneuter tektonischer Deformation erfasst und aufgefaltet wurden. Das Saargebiet war Teil einer solchen Binnensenke im ehemaligen variszischen Gebirge. Ihre Oberkarbon-Schichten (Sand-, Schluff- und Tonstein mit eingelagerten Kohleflözen) sind im Saarbrücker Hauptsattel aufgeschlossen. Die Sattelstruktur setzt sich nach Südwesten im Lothringer Sattel fort, im Südosten ist sie durch die Saarbrücker Hauptüberschiebung begrenzt, die den Übergang zur Pfälzer Mulde bzw. dem Nancy-Pirmasens-Becken markiert. Überlagerungen durch quartäre Lockersedimente, wie pleistozänem Lehm oder fluviatilen Sanden und Kiesen, sind in den Beckenlandschaften weit verbreitet. Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologischer Schnitt zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Das Profil schneidet in seinem Nordwest-Südost-Verlauf die Unterdevon-Schichten des Hunsrück, das Perm der Saar-Nahe-Senke, das Oberkarbon des Saarbrückener Hauptsattels und das Mesozoikum der Pfälzer Mulde bzw. des Nancy-Pirmasens-Beckens.
Auf Blatt Bielefeld wird das Norddeutsche Tiefland nach Süden von den mesozoischen Bergzügen des Wiehengebirges und des Teutoburger Waldes begrenzt. In der Südwest-Ecke des Kartenausschnitts ist zudem ein kleiner Teil des Münsterschen Kreidebeckens angeschnitten. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt. Die quartäre Deckschicht im Kartenausschnitt wird von Geschiebelehmen der saalekaltzeitlichen Grundmoräne dominiert. In den Flussniederungen und Senken sind zudem fluviatile Ablagerungen der Weichselkaltzeit weit verbreitet. Auch äolische Bildungen wie Löss- und Flugsande treten auf. Die Bergzüge am Südrand des Norddeutschen Tieflandes werden von mesozoischen Sedimentgesteinen gebildet. Vom Oberjura bis ins Tertiär unterlagen sie schubweise tektonischen Deformationen, bei denen sich zahlreiche Störungen und ein typischer Bruchschollenbau herausbildeten. Als Besonderheit sei die Ibbenbürener Scholle genannt, wo infolge bruchtektonischer Prozesse Schichten des Oberkarbons mit Einlagerungen von Steinkohle an der Oberfläche lagern. Als Folge der Schichtverstellungen treten in den Bergzügen unterschiedliche mesozoische Schichten zu Tage. Während im Wiehengebirge vorwiegend Sedimentgesteine des Mittleren und Oberen Juras anstehen, streichen im Teutoburger Wald neben Jura auch ältere Schichten der Trias aus. Kreidezeitliche Sedimente bilden den Kamm des Teutoburger Waldes und markieren den aufgebogenen Rand der Münsterschen Kreidesenke, die sich nach Südwesten anschließt und mit mächtigen Sedimentschichten der Oberkreide (Mergel- und Kalksteine bis 2000 m Tiefe) verfüllt ist. Zwischen Teutoburger Wald und Wiehengebirge erstreckt sich die Piesberg-Pyrmonter-Achse, eine strukturelle Aufwölbung, die in der Gegend um Osnabrück jungpaläozoische Sedimentgesteine (Oberkarbon und Zechstein) zu Tage treten lässt, z. B. Westfal-Ausbiss im Hüggel südöstlich von Hasbergen. Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologisches Profil zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Der Südwest-Nordost-Schnitt kreuzt das Münstersche Kreidebecken, den Bruchschollenbau der mesozoischen Bergzüge und das Norddeutsche Tiefland.
Auf Blatt Magdeburg ist das Norddeutsche Tiefland beiderseits der Elbe (Altmark, Fläming, Colbitz-Letzlinger Heide) erfasst - mit der Flechtinger-Rosslauer-Scholle und der Subherzynen Senke im Südwesten. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt, wobei sich mehrere glaziale Serien (Grundmoräne, Endmoräne, Sander, Urstromtal) überlagern. In der Karte ist die Saale-kaltzeitliche Hochfläche von Altmark und Fläming erfasst, die das Gebiet Nordwest-Südost quert. Zudem treten großflächige Überlagerungen durch äolische Sande der Weichsel-Kaltzeit auf. In den Niederungen von Elbe und Havel sowie ihrer Nebenflüsse lagern neben den fluviatilen bzw. glazifluviatilen Sanden des Pleistozäns auch holozäne Moor- und Auesedimente. In der Südwestecke des Kartenblattes, in der Umgebung von Magdeburg, ragen einige lokal eng begrenzte Aufbrüche älterer Gesteine (Karbon bis Trias) unter der quartären Deckschicht zu Tage. Bei Gommern sind die ältesten Gesteine des Kartenblattes aufgeschlossen (Quarzite des Unterkarbons). Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, fasst ein Überlagerungsschema alle oberflächennahen Überlagerungen übersichtlich zusammen. Zwei geologische Schnitte gewähren zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Ein Profil beginnt in der Subherzynen Senke und kreuzt die Flechtingen-Roßlauer Scholle bis zum Wittenberger Abbruch, die Altmark-Fläming-Senke und den Prignitz-Lausitz-Wall. Der zweite Schnitt verläuft weiter im Nordwesten, quert ebenfalls die Subherzyne Senke und die Flechtingen-Roßlauer Scholle. Letztere wird durch den Haldenslebener Abbruch von der Calvörder Scholle getrennt, bevor am Gardelegen-Wittenberger Abbruch die Altmark-Senke beginnt.
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