Die Forschung der Sektion Fernerkundung des GFZ zielt innerhalb des TERENO-Netzwerks darauf ab, Evapotranspiration landwirtschaftlicher Flächen aus der synergetischen Analyse bodengestützter Daten eines Klima- und Bodenfeuchte-Messnetzes mit Fernerkundungsdaten zu überwachen. Der Fokus liegt dabei auf der flächenhaften Langzeitbeobachtung des Gebietes. Darüber hinaus wird der Einfluss externer Variablen auf die Evapotranspiration analysiert. Aktuell konzentriert sich die Forschung in diesem Bereich auf die Erfassung der oberflächennahen Bodenfeuchte mittels multisensoraler Fernerkundungsdaten und der multitemporalen Analyse von Bodenmustern in Bezug auf spezifische Bodenparameter.

Als Testfläche dient das Durable Environmental Multidisciplinary Monitoring Information Network – DEMMIN® (53°52’ N; 13°13’E) welches vom DLR Neustrelitz im Jahr 2000 installiert wurde und seit 2011 dem deutschen Observatorien Netzwerk TERENO angehört. Die Versuchsfläche bietet langfristige Messreihen von meteorologischen Variablen und eine überdurchschnittliche häufige Erfassung durch mehrere Fernerkundungssatelliten. Wodurch es sich um einen optimalen Standort für die Analyse und Prognose der Auswirkungen des globalen Wandels im Rahmen der 15 Jahre dauernden Beobachtungszeit des Projektes TERENO handelt. Das Testfeld DEMMIN® ist durch eine sehr heterogene und intensiv landwirtschaftlich genutzte Fläche geprägt. Aufgrund der Vielgestaltigkeit der eiszeitlichen Ablagerungen im Untersuchungsgebiet haben sich Böden mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgeprägt. Auf den landwirtschaftlichen Flächen dominiert der Anbau von Weizen, Gerste, Mais, Raps, Zuckerrübe und Kartoffel. Offener Boden ist auf kompletten Schlägen nur vor der Aussaat und nach der Ernte der rotierenden Kulturen gegeben.

Das vorhandene Klima Messnetzwerk des DLR, bestehend aus 25 agrarmeteorologischen Klimamessstationen wurde im Rahmen von TERENO seitens des GFZ um 20 zusätzliche Klimamessstationen, 63 Bodenfeuchtemessstation unter Feldern und einem Versuchskran im Wald erweitert. Der 45m hohe Kran ermöglicht die Bewertung des Potenzials verschiedener Fernerkundungssensoren und Techniken. Mit Hilfe der GPS-basierten Kransteuerung können multitemporale Analysen definierter Messpunkte innerhalb des Waldes durchgeführt werden. Der Kran, sofern er mit hyperspektralen Sensoren ausgestattet ist, kann beispielsweise dazu verwendet werden, das Reflexionsverhalten der Baumkronen mit biophysikalischen Prozessen in Beziehung zu setzen, welches wiederum Rückschlüsse auf die Biomasse oder die Photosyntheseleistung der Vegetation zulässt. Die gesammelten Daten können dann zur Analyse von Satellitendaten verwendet werden, und auch für die Vorbereitung auf die künftigen Fernerkundungsmissionen wie dem deutschen hyperspektralen Satelliten EnMap oder der ESA Sentinel-2-Mission Anwendung finden.

Der TERENO Standort Demmin ist ein Untersuchungsgebiet in JECAM (Joint Experiment for Crop Assessment and Monitoring).

Publikationen & Datenpublikationen

Itzerott, Sibylle; Hohmann, Christian; Stender, Vivien; Maass, Holger; Borg, Erik; Renke, Frank; Jahncke, Dirk; Berg, Matthias; Conrad, Christopher; Spengler, Daniel (2018): TERENO (Northeast), Climate stations of the GFZ German Research Centre for Geoscienes (GFZ). V. 2.0. GFZ Data Services GFZ Klimastationen 

Itzerott, Sibylle; Hohmann, Christian; Stender, Vivien; Maass, Holger; Borg, Erik; Renke, Frank; Jahncke, Dirk; Berg, Matthias; Conrad, Christopher; Spengler, Daniel (2018): TERENO (Northeast), Soil moisture stations of the GFZ German Research Centre for Geoscienes (GFZ). V. 1.0. GFZ Data Services. GFZ Bodenfeuchtestationen

Borg, Erik; Maass, Holger; Renke, Frank; Jahncke, Dirk; Stender, Vivien; Hohmann, Christian; Berg, Matthias; Itzerott, Sibylle; Spengler, Daniel; Conrad, Christopher (2018): TERENO (Northeast), Climate stations of the German Aerospace Center (DLR). V. 1.0. GFZ Data Services.  DLR Klimastationen

Heinrich, I., Balanzategui, D., Bens, O., Blume, T., Brauer, A., Dietze, E., Gottschalk, P., Güntner, A., Harfenmeister, K., Helle, G., Hohmann, C., Itzerott, S., Kaiser, K., Liebner, S., Merz, B., Pinkerneil, S., Plessen, B., Sachs, T., Schwab, M. J., Spengler, D., Vallentin, C., Wille, C.  2019 - Regionale Auswirkungen des Globalen Wandels: Der Extremsommer 2018 in Nordostdeutschland -DOI  

Heinrich, I., Balanzategui, D., Bens, O., Blasch, G., Blume, T., Böttcher, F., Borg, E., Brademann, B., Brauer, A., Conrad, C., Dietze, E., Dräger, N., Fiener, P., Gerke, H. H., Güntner, A., Heine, I., Helle, G., Herbrich, M., Harfenmeister, K., Heußner, K.-U., Hohmann, C., Itzerott, S., Jurasinski, G., Kaiser, K., Kapple, C., Koebsch, F., Liebner, S., Lischeid, G., Merz, B., Missling, K. D., Morgner, M., Pinkerneil, S., Plessen, B., Raab, T., Ruhtz, T., Sachs, T., Sommer, M., Spengler, D., Stender, V., Stüve, P., Wilken, F.  2018 - Interdisciplinary Geo‐ecological Research across Time Scales in the Northeast German Lowland Observatory (TERENO‐NE) - DOI 

Harfenmeister [Heupel], K., Spengler, D., Itzerott, S. 2018 - A Progressive Crop-Type Classification Using Multitemporal Remote Sensing Data and Phenological Information - DOI 

Blasch, G., Spengler, D., Hohmann, C., Neumann, C., Itzerott, S., Kaufmann, H. 2015 - Multitemporal soil pattern analysis with multispectral remote sensing data at the field-scale - DOI 

Blasch, G., Spengler, D., Itzerott, S., Wessolek, G. 2015 - Organic Matter Modeling at the Landscape Scale Based on Multitemporal Soil Pattern Analysis Using RapidEye Data - DOI