Wie die Graphik zeigt, verändern sich landwirtschaftliche Nutzflächen von der Saat bis zur Ernte. Dies kann mit dem bloßen Auge nur für einen kleinen Teil der Nutzfläche, mit Satelliten aus dem Weltall aber auch für größere Flächen und regelmäßig beobachtet werden. Im Rahmen des Projekts "Geo:spektiv2GO – Fernerkundung mobil erlebbar machen" der Abteilung Geographie – Research Group for Earth Observation (^rgeo) erfassten vier Klassen aus dem Großraum Heidelberg diese Veränderung und lernten so den Einsatz der Fernerkundung für eine nachhaltigere Landwirtschaft kennen.

In digitalen Projekttagen analysierten die Schüler/innen mit Satellitenbildern den Ausganszustand der landwirtschaftlichen Nutzflächen in ihrer Umgebung und lernten u.a. den Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) als Indikator für die Vitalität von Vegetation kennen. Zudem wurden sie angeleitet, App-gestützt wöchentlich eigenständig Fotos von ausgesuchten Feldern im Umfeld der Schule zu machen. Mithilfe der Fotos und weiteren Satellitenbilddaten konnte zum Abschluss die Veränderungen aus verschiedenen Perspektiven beschrieben und so der Einsatz der Erdbeobachtung in der Präzisionslandwirtschaft diskutiert werden. Die Graphik zeigt eine deutliche Abnahme des NDVI von grün zu rot, was sich durch die Mahd des Feldes erklären lässt.

Die Projektmitarbeiter konnten die Projekttage zudem nutzen, um die im Projekt zu entwickelnde App zu optimieren und innovative Unterrichtsmethoden für weitere digitale Projekttage zu testen. 

Untersuchung der Veränderung von landwirtschaftlichen Nutzflächen im Rahmen des Projekts "Geo:spektiv2GO – Fernerkundung mobil erlebbar machen" (Oben jeweils Aufnahmen eines Felds am 04.05.2021 und am 13.06.2021. In der Mitte jeweils die Darstellung des NDVI des Untersuchungsgebiets (Datengrundlage: Sentinel-2, Fotos: ^rgeo/Johannes Keller)).

Das Versuchsfeld des Leibniz-Gymnasiums Östringen, das als Gemeinschaftsprojekt mit dem Ruhbenderhaus des Heimatmuseums Östringen betrieben wird, ist ein besonderer außerschulischer Lernort. Hier lernen die Schüler/innen im NWT-Unterricht projektbasiert von der Saat bis zur Verarbeitung der Feldfrüchte die Landwirtschaft aus einer neuen Perspektive kennen. Mithilfe der Mitarbeiter des Projektes "Geo:spektiv2GO – Fernerkundung mobil erlebbar machen" der Abteilung Geographie – Research Group for Earth Observation (^rgeo) kam nun eine völlig neue Perspektive hinzu. Corona-bedingt mit Abstand und Maske, machten die Projektmitarbeiter mit den Schüler/innen am Ende des Schuljahres 20/21 Drohnenaufnahmen vom Versuchsfeld.

Drohne der Abteilung Geographie - ^rgeo, ausgestattet mit normaler Kamera und MicaSense Rededge zur Detektion von Infrarotstrahlung (Aufnahme: David Jäger).

Mit einer MicaSense Rededge-Kamera an der Drohne wurde die Rückstrahlung der Pflanzen im nahen Infrarot aufgenommen, die in Abhängigkeit von der Pflanzenart und der Vitalität der Pflanze variiert. Durch die Visualisierung dieser sonst für das menschliche Auge unsichtbaren Strahlung, in Form des des sogenannten Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), konnten die Schüler/innen den Chlorophyllgehalt analysieren und damit auf den Gesundheitszustand der Pflanzen auf dem Versuchsfeld schließen. Die roten Flächen rechts im linken Bild weisen einen geringeren NDVI auf als die Flächen links. Dies ist durch Sturmschäden zu erklären. Zur Analyse der Drohnenbilder wurde eine Webmap erstellt, hier konnten die Schüler/innen auch die erhobenen Drohnendaten mit Satellitenbilddarstellungen der Region vergleichen. Auf diese Weise lernten sie an einem praktischen Beispiel die Potenziale von Drohnen und Methoden der Fernerkundung für eine moderne Landwirtschaft kennen.

Drohnenbilder des Versuchsfelds. Links: Foto des Versuchsfelds Rechts: Darstellung des NDVI (Aufnahmen: ^rgeo/Mario Blersch & David Jäger).

Immer wieder kreist eine Forschungs-Drohne der Pädagogischen Hochschule Heidelberg über die Streuobstgebiete der Gemeinde Bad-Schönborn: Im Rahmen des Forschungsprojekts "Streuobst erfassen, bewerten und Patenschaften vermitteln", gefördert durch die Audi Stiftung für Umwelt, gelang den Beteiligten nun ein wichtiger Fortschritt in der automatisierten, digitalen Klassifikation und Bewertung der Obstbaumbestände: Die Genauigkeit der Software beim Erkennen der Baumarten konnte auf rund 90 Prozent gesteigert sowie zuverlässig Informationen über die Vitalität des Bestands abgeleitet werden. Auf Basis dieser Ergebnisse sollen passgenaue Maßnahmen zum Schutz und zur Pflege der Bestände abgeleitet werden.

Die Projekt-Mitarbeiter*innen der Abteilung Geographie – Research Group for Earth Observation (^rgeo) entwickelten dazu mithilfe der Drohnenaufnahmen ein Modell zur automatisierten Erkennung des Vitalitäts- und Pflegezustands der Streuobstbäume. Infrarotaufnahmen einer Multispektralkamera helfen, den Zustand einzelner Obstbäume zu erkennen sowie unterschiedliche Sorten voneinander abzugrenzen. Zusammen mit den sich überlappenden Aufnahmen der Drohnenkamera, aus denen Oberflächenmodelle der Landschaft abgeleitet werden, machen sie die Beschaffenheit der Streuobstfläche als 3D-Modell sichtbar. Außerdem wurden Unterrichtskonzepte für verschiedene Jahrgangsstufen an Schulen zur Vermittlung der Bedeutung von Streuobst entwickelt. Ziel ist es, Schulen, Kurgäste und die einheimische Bevölkerung in Form von Bildungsangeboten für diese Kulturlandschaftsform zu sensibilisieren und so den Schutz des Lebensraums heimischer Artenvielfalt zu fördern.

Rüdiger Recknagel, Geschäftsführer der Audi Stiftung für Umwelt, unterstützt dies: "Unsere Stiftungsarbeit verknüpft den Einsatz moderner Technologien mit dem Umweltschutzgedanken. Dieses Projekt kombiniert wissenschaftliches Know-how mit Aufklärungsarbeit, Umweltbildung und individuellem Engagement und schafft so ein nachhaltiges Bewusstsein für Lebensraumerhaltung und Artenvielfalt." Der Projektleiter Prof. Alexander Siegmund ergänzt: "Für uns ist das Streuobstprojekt ein Modellvorhaben, bei dem sich die Potenziale des Einsatzes moderner Drohnen- und Geotechnologie für den Erhalt und die Vermittlung dieser einzigartigen Kulturlandschaft ideal verbinden lassen. Als UNESCO Lehrstuhl für Erdbeobachtung und Geokommunikation haben wir große Erfahrung in Umweltforschung und Nachhaltigkeitskommunikation, die wir hier bestens einbringen können."

Als Basis für ein langfristiges Streuobstwiesen-Monitoring entwickeln Studierende der Dualen Hochschule Baden-Württemberg eine erste Testversion des Online-Kartendienstes in Form eines internetbasierten interaktiven Geographischen Informationssystems (WebGIS), das die Ergebnisse der Drohnen-Befliegungen für alle Interessierten zugänglich und interaktiv nutzbar machen soll.

Die Pressemitteilung der Audi-Stiftung finden Sie hier.

Die Audi Stiftung für Umwelt fördert Geomonitoring. (Foto: AUDI AG)

The Chilean-German research collaboration between the Department of Geography - Research Group for Earth Observation (^rgeo) at Heidelberg University of Education & Heidelberg University and the Centro UC Desierto de Atacama at Pontificia Universidad Católica de Chile has organized the workshop "Fog in arid Regions" on July 23^rd.

The workshop was led by Prof. Dr. Alexander Siegmund and Dr. Camilo del Río and was attended by many researchers related to fog investigations in different arid regions, with special emphasis on Atacama and Namib. Dr. Jan Schween (University of Cologne), Prof. Dr. Jörg Bendix (University of Marburg) and Prof. Dr. Jan Cermak (Karlsruher Institut für Technologie) presented the progress of their research.

 Prof. Dr. Alexander Siegmund (^rgeo )and PhD student Juan Carlos Pastene presented "The coastal fog research in the Atacama Desert - Understanding biosphere-atmosphere interactions on the driest place on Earth", a general framework of ongoing research on the fog climate and its interaction with fog ecosystems. Dr. Camilo del Río presented the overall concept of his project related to the construction of the fog water map on the coast of the Atacama Desert.

The objectives of the workshop were the exchange of knowledge, discussing various research questions and advances about fog climatology and fog ecosystems as well as discussing potential future co-operations.

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Die chilenisch-deutsche Forschungs-Kollaboration zwischen der Abteilung für Geographie – Research Group for Earth Observation (^rgeo) der Pädagogischen Hochschule Heidelberg, der Universität Heidelberg und des Centro UC Desierto de Atacama at Pontificia Universidad Católica in Chile hat am 23. Juli 2021 einen Workshop zum Thema "Nebel in ariden Gebieten" ausgerichtet.

Der Workshop wurde von Prof. Dr. Alexander Siegmund und Dr. Camilo del Río geleitet und zahlreichen Wissenschaftler*innen aus dem Bereich der Nebelforschung in Trockengebieten mit dem geographischen Schwerpunkt auf die Atacama und der Namib Wüste, besucht.

Dr. Jan Schween (Universität Köln), Prof. Dr. Jörg Bendix (Universität Marburg) und Prof. Dr. Jan Cermak (Karlsruher Institut für Technologie) stellten den neuesten Stand ihrer Forschung vor.

Prof. Dr. Alexander Siegmund und Juan Carlos Pastene von ^rgeo präsentierten in ihrem Vortrag "Erforschung küstennaher Nebelbildung in der Atacama-Wüste – Biosphäre-Atmosphäre-Interaktionen am trockensten Ort der Welt verstehen" ein generelles Framework der aktuellen Erforschung von Nebel-Klima und seinen Interaktionen mit Nebel-Ökosystemen.

Dr. Camilo del Río präsentierte das übergreifende Konzept seines Projekts zur Konstruktion der Nebel-Wasser-Karte an der Küste der Atacama Wüste. Das Ziel des Workshops lag darin, neue Erkenntnisse und Forschungsfragen aus dem Bereich der Nebel-Klimawissenschaft und Nebel-Ökosystemen zu diskutieren und zukünftige Kooperationen zu planen.