Collected, processed mobile field spectroscopy measurementes, acquired during the campaigns within the frame of the mDRONES4RIVERS project in the years 2019, 2020 and 2021 respectively. Measurement were conducted in river-shore areas along the Rhine in Emmericher Ward, Nonnenwerth, Niederwerth, Kuehkopf and Laubenheim in Germany, to accompany airborne, multispectral mapping and to collect representative hyperspectral signatures of vegetation and sediments. The incoming radiance is measured with optics of hemispherical (~180°) field of view and the reflected radiance with conical (~25°) field of view, optics were stabilized with and active gimbal. The data is present as human-readable .csv files and structured for each year in folders named with date and place of recording. Raw data, calibrated reflectance, reflected radiance, incoming radiance from measurements with the RoX field-spectrometer and derived vegetation indices (VI) are in subfolder /JB-112-GX/. Associated photos for each recorded footprint are collected in the /fotos/ folder. The derived level-2 data products are placed in /mD4R_L3-products/ and contains an overview table with unique ID, summarized meta-data including notes from the field protocol, associted photo-ID, GPS coordinates in WGS-84 and in ETRS 89 - 32N, classification information in 4 levels of differentiation and VI for each recorded footprint. In addition is the deconvolved multispectral reflectance response for the MicaSense Red Edge and Red Edge Blue, as well as the Gyrocopter costum sensor PanX 3.0 with all available filters reported with mean and standard deviation for each footprint in an individual file per sensor. Furthermore, this folder contains the mean and standard deviation of the hyperspectral reflectance as recorded by the RoX for each footprint. Primary key for all tables is the collumn IDMD4R, which contains a unique identifier for each footprint, composed out of the short for place of recording, year of recording, season (1 - winter, 2 - spring, 3- summer, 4 - fall), date, work group and running index. In addition, the protocol.txt file contains the raw notes taken during the field measurements. The same information is also present in the notes column of the overview table in the products folder.
Das Projekt "B 5.1: Fate of agrochemicals in integrated farming systems in Son-La province, Northern Vietnam" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Biogeophysik durchgeführt. In Son La province, Northern Vietnam, many irrigated farming systems include ponds in which small-scale farmers raise fish to produce additional food and income. The main field crops in this area are paddy rice and maize. Often, irrigation water is first used in paddy fields, before it flows to the fishponds. Because farmers regularly apply considerable amounts of agrochemicals, mainly insecticides, to field crops fish production suffers. Moreover, agrochemicals may enter the human food chain. Subproject B5.1 will study the fate of agrochemicals applied in two subcatchments near Yen Chau, Son La province. Investigations will be carried out in close collaboration with A1.3, B4.1, C4.1, D5.2, and G1.2. In the two subcatchments, fishponds have been investigated by D5.1 since 2003. We will carry out a survey of the subcatchments with special emphasis on the water distribution systems (fields, ponds, canals, brooks). The data will be linked to the GIS (Geographical Information System) set up by B4.1. In one subcatchment, B5.1 will install a weather station as well as five TDR (time do-main reflectometry) probes and tensiometers. Water flow through the system will be recorded by means of water meters and V-shaped (Thompson) weirs equipped with automatic pressure sensors. Soil and water samples from selected fields sites, pond inflows, and ponds will be regularly screened for agrochemicals using the procedure developed by B2.1 (Ciglasch et al., 2005; see below). Soil and sediment characteristics that determine water regime and soil-agrochemical interaction, e.g. texture, organic carbon content, hydraulic conductivity, partitioning coefficients, and half-life times will be measured in laboratory and field experiments in cooperation with B4.1. In preparation for the next phase, discharge will be assessed and agrochemical concentrations monitored in the main catchment.
Das Projekt "UV-Reflexion von Fruechten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Obstbau und Gemüsebau durchgeführt. Durch den zunehmenden Abbau der Ozonschicht in der Stratosphaere u.a. durch FCKWs werden auch die Fruechte im Obst- und Gemuesebau UV- und verstaerkt UVB-Strahlen ausgesetzt. Ziel des Projektes ist, negative Auswirkungen auf die Fruchtqualitaet obst- und gemuesebaulicher Nahrungsmittel zu untersuchen. Seit 1997 ist in den USA ein tragbares Spektralphotometer auf dem Markt, mit dem u a die Lichtreflexion im Bereich 190-1000 nm gemessen werden kann. Eigene Messungen an Apfelfruechten zeigten, dass hellgruene Fruechte wie 'Golden Delicious' das meiste und dunkelrote wie 'Royal Gala' das wenigste sichtbare Licht reflektieren. Im Bereich der UV-Strahlen war die Reflektion jedoch bei allen untersuchten Sorten mit Werten unter 1 Prozent sehr gering, so dass die UV-Strahlen fast ungehindert in das Fruchtfleisch eindringen koennen.
Das Projekt "Vergleichbarkeit des Russ- und Benzol-Immissions-Sammlers (RUBIS) mit den Verfahren der 23. BImSchV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Luftreinhaltung durchgeführt. Vom Fachgebiet Luftreinhaltung der Technischen Universitaet Berlin wurde ein handliches und preiswertes Probenahmegeraet fuer die Russ- und Benzol-Immissions-Sammlung (RUBIS) fuer die speziellen Anforderungen der 23. BImSchV entwickelt. Das Geraeut hat eine Abmessung von H = 34,5 cm, T = 7 cm und ein Gewicht von 0,75 kg und kann damit an jedem beliebigen Ort einfach installiert werden. Es besitzt eine Stromaufnahme von kleiner 0,2 W und kann sowohl mit 220 V Netzanschluss als auch mit Batterie betrieben werden. An verschiedenen Strassenmessstellen in Berlin wurden Vergleichsmessungen zwischen RUBIS und den in der 23. BImSchV festgelegten Messverfahren durchgefuehrt. Dabei wurde die Vergleichbarkeit mit den jeweiligen Referenzverfahren sowohl fuer die EC-Bestimmung mit dem RUBIS in Kombination mit dem thermographischen Messverfahren RA 10 M oder der reflektrometrischen Analyse als auch die Benzol-Bestimmung festgestellt.
Das Projekt "Teil Messtechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Weimar, Materialforschungs- und Prüfanstalt, Abteilung Bauphysik und Zerstörungsfreie Prüfung durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Prognosemodells zur Bewertung der Standsicherheit von Altdeichen basierend auf Feuchteverteilungen innerhalb des Deichkörpers, die mit einem Monitoringsystem mittels Time Domain Reflectometry (TDR) gemessen werden. Für das TDR-Feuchtemesssystem muss die Messtechnik entwickelt werden. Als Sensoren werden Flachbandkabel verwendet und optimiert, die mittels einer zu entwickelnden Einbringtechnik in bestehende Deiche eingebaut werden. Diese modifizierten Sensoren müssen messtechnisch im Labor und durch numerische Simulation untersucht sowie kalibriert werden. Für die Auswertung der TDR-Messungen sind umfassende dielektrische Materialkalibrierungen notwendig, die inkl. hydraulischer und bodenmechanischer Parameter in einer Datenbank verfügbar gemacht werden. Das Prognosemodell wird auf Basis einer stochastischen Modellierung entwickelt. Am Ende das Projektes soll ein Werkzeug für Entscheidungsträger zur Verfügung stehen, mit dem im Falle eines Hochwassers Verteidigungsmaßnahmen geplant oder Evakuierungsmaßnahmen eingeleitet werden können. Der Nachweis in situ ist vorgesehen. Stand: Einbautechnologie für Sensor erprobt. Messstation im Dauerbetrieb (über Projektende hinaus). Station an der Elbe betreut von Projektpartner. Vorhersagemodell für Deichgefährdung von Projektpartner entwickelt. Eignung Messverfahren und Messsystem nachgewiesen. Weiterentwicklung Messsystem zur Marktreife steht aus.
Das Projekt "Teil Geotechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Bauingenieur-, Geo- und Umweltwissenschaften, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Prognosemodells zur Bewertung der Standsicherheit von Altdeichen basierend auf Feuchteverteilungen innerhalb des Deichkörpers, die mit einem Monitoringsystem mittels der Time Domain Reflectometry (TDR) gemessen werden. Für das TDR-Feuchtemeßsystem werden Flachbandkabel als Sensoren verwendet und optimiert, die mittels einer zu entwickelnden Einbringtechnik in bestehende Deiche eingebaut werden. Diese modifizierten Sensoren müssen messtechnisch im Labor und numerisch untersucht und kalibriert werden. Für die Auswertung der TDR-Messungen sind umfassende Materialkalibrierungen (elektrisch) notwendig, die inkl. hydraulischer und bodenmechanischer Parameter in einer Datenbank verfügbar gemacht werden. Das Prognosemodell wird auf Basis einer stochastischen Modellierung entwickelt. Am Ende des Projektes soll ein Werkzeug für Entscheidungsträger zur Verfügung stehen, mit dem im Falle eines Hochwassers Verteidigungsmaßnahmen geplant oder Evakuierungsmaßnahmen eingeleitet werden können. Der Nachweis in situ ist vorgesehen. Nach der Herstellung der Einsatzreife des Systems ist von zwei projektbeteiligten Personen eine Ausgründung geplant.
Das Projekt "Spectroscopy using optical fibres in the marine environment" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich Physik, Optisches Institut durchgeführt. General Information/Introduction: The EC has a firm commitment to monitor and maintain the health of our oceans, manifested in programmes like GOOS, HDP, MAST etc. Man made sewage brought into the sea by rivers and treatment plants is subject to rapid changes in the marine environment. These changes make it difficult to assess the processes governing the pollutants and their impact on the affected regions. Current State of the Art. Conventional sampling in estuaries and coastal regions delivers accurate and comprehensive data for a series of measurement points. However, the known strong variations in concentrations, and other inherent problems render sampling methods unsuitable for the collection of the required data. What is needed for this purpose are in-situ methods. Objective and Innovative Aspects. This project aims to demonstrate the feasibility of using fiber optical probes in the marine environment for in-situ measuring purposes. The measurement principles are based on well known spectroscopic methods like fluorescence, absorption, scattering and refraction. However they use innovative fiber optical chemical sensors where optic fibers deliver radiation to and from the sample and also form the sensor itself. Developments in fiber optical chemical sensors are tremendous. In addition, key components and technologies like laser diodes, CCDs and fiber technology are thus far developed to allow for this ambitious Description of Instrument. The device will consist of four fiber optical sensors (opt odes) linked to a core optical instrument for spectroscopic analysis. Laser diode sources and detector will be under-water with only the control unit and data processing on board. For the demonstration stage the following currently relevant analytes will be monitored; Heavy metals: Cu, Pb and Zn, chlorinated hydrocarbons: tri- and tetrachloroethylene and aromatic hydrocarbons: PAH Main Steps of Work Programme. Laboratory Development of Optodes - higher than Construction of Core Optical Instrument - Construction of Marinised Optodes - higher than Tests under Controlled Field Conditions - Field Tests of Buoy at Referenced Site - higher than Profiling Tests with Tow-body Results expected - in-situ measuring device for pollutants in effluent streams, sewage outlets and estuaries - rapid all optical system totally non-intrusive technology - modular design with envisaged future developments of additional analyte monitoring and possible long-term unmanned operation.
Das Projekt "Measuring and modelling spatially variable fluxes in the soil-plant system" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Tropische Agrarwissenschaften (Hans-Ruthenberg-Institut), Fachgebiet Pflanzenbau in den Tropen und Subtropen (490e) durchgeführt. The research is carried out in cooperation with KU Leuven, Forschungszentrum Jülich and Kasetsart University in Bangkok, Thailand, and aims at improving our understanding of how spatial variability in soil properties and vegetation characteristics control water flow and transport processes in the soil at the field scale, and how it determines resource use efficiency of agro-ecosystems. It focuses on the spatio-temporal dynamics of water contents and competition for water uptake in mixed cropping systems. The emphasis is on spatial variation that is caused by the cropping pattern and landscape. To this end, a set of monitoring techniques will be used with which spatial patterns of crop status and subsurface soil water contents can be imaged in a non-invasive manner. Soil water content distributions will be determined using geophysical methods: electrical resistivity tomography and time domain reflectometry. The state of the crop and its spatial pattern will be monitored using leaf area index (LAI) sensors and an infrared camera. These techniques will be complemented with 13C stable isotope analysis of plants, which is a measure of the integrated stress of the plant over the growing season. In order to interpret the obtained datasets, a soil-crop model will be developed which considers light interception, photosynthesis and stomatal control, water flow within the plant, root growth and root water uptake, and heat fluxes within the canopy in more detail than in currently available crop growth models.
Das Projekt "Echival-Feldversuch in einem von Wuestenbildung bedrohten Gebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie WE03 durchgeführt. Objective: The main goal is to provide for 'Global Change' studies and global system modelling a) the necessary area-average parametrizations of the water and energy transfer between soils, vegetation and the atmosphere, as well as b) data sets, (i) against which models can be tested that describe these processes, and (ii) which are relevant for the documentation of changes in these processes due to climate variability andor the impact of man's activity. General Information: The general setup foresees three sites arranged nearly triangularly at a distance of about 100 km and at each site there will be a couple of stations arranged around one central station to achieve the nested higher resolution of one to two kilometers. During a period of about 10 days it is expected that up to four aircraft will measure atmospheric parameters and remote sensing data above the whole plain. The aircraft equipped with eddy-correlation instruments for flux measurements have to play the integrating role for the experimental area. Supported by frequent radiosonde ascents at different locations near the experimental area it should be possible to derive from these measurements also the advective fluxes, which may play an important role under dry conditions. These may result from large scale circulation including the intrusion of Mediterranean air masses from the south-east and Atlantic air masses from the west into a continental heat low. Satellite data will be used to measure the albedo of the surface as well as the diurnal temperature wave and its changes with the retreat of the vegetation during the drying season. The role of the vegetation in the exchange of water between soils and the atmosphere will be assessed by random sampling surveys on leaf-area index, PAR, spectral reflectance, stomata resistance and biomass production. It is further planned to analyse soil samples with respect to their physical properties and to determine the soil moisture content by different methods. To validate the data obtained from satellites and the methods used in the processing of these data, mobile measurements are foreseen. The experimental results which will finally be obtained have to be imbedded in climatological and meteorological background data for the Iberian peninsula in order to find out to what degree the experimental phase covers average or extraordinary climatological conditions. The experiment will be accompanied by modelling efforts at different scales, ranging from one dimensional SVAT models to three dimensional general circulation models.
Das Projekt "Abbilden steil stehender Strukturen mit Diffraktionen - AP 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Geophysik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Nutzung des Abbildungspotentials von Diffraktionen. Das Verfahren entsprich einer Full Waveform Imaging Methode und weist Super-Stacking und Super-Resolution Eigenschaften auf. Das Verfahren unterscheidet sich von herkömmlichen Abbildungsverfahren vor allem dadurch, dass der gesamte Wellenzug einschließlich der Coda für die Abbildung genutzt wird. In einem ersten Bearbeitungsschritt der Daten sollen Diffraktionen und Reflexionen separiert werden. Hierzu müssen CRS Attribute bestimmt werden sowie ein tomographisches Geschwindigkeitsmodell für den Untergrund entwickelt werden. Mit diesem können die Diffraktoren im Raum lokalisiert werden. Damit ist der Ort der zugehörigen Beobachtung (Greensche Funktion) gefunden. Durch Wellenfeldfortsetzung kann diese Beobachtung für Positionen in die nähere Umgebung berechnet werden. Dieses Feld von Greenschen Funktionen wird dann für die lokale hochauflösende Abbildung genutzt. Das Abbildungsverfahren entspricht dabei einer Reverse Time Migration, wobei anstatt des modellierten Wellenfelds die beobachteten und fortgesetzten Greenschen Funktionen genutzt werden. In das Abbildungsverfahren geht die komplette Wellenform einschließlich der Coda ein.