AKTUELLE  ANWENDUNGEN  VON  KMU  UND  BEHÖRDEN

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Sedimentmanagement  und  gleichermaßen  für  die  wasserwirtschaftliche  Unterhaltung ­
  von  Wasserstraßen,  mit  den  Zielen  einer  guten  Wasserqualität  sowie
eines  guten  ökologischen  Zustands  der  Gewässer.  Das  fernerkundliche  Messprinzip ­
  optischer  Satellitensensoren  ist  mit  dem  der  optischen  Trübungssensoren ­
  verwandt.
Für  die  Trübung  wurden  an  der  BfG  zuerst  Testgebiete  an  den  großen  Bundeswasserstraßen ­
  Rhein  und  Elbe  ausgesucht,  die  von  besonderem  Interesse
für  die  BfG  sind,  und  wo  für  die  Validierung  In-situ-Daten  vorliegen.  Für  diese ­
  Testgebiete  haben  wir  über  ein  Internetportal  eines  Dienstleisters  optische
Satellitendaten,  insbesondere  von  Sentinel-2,  Landsat  7  und  Landsat  8,  ausgewählt. ­
  Das  Internetportal  ermöglicht  es  zudem,  sowohl  Aufnahmen  aus  einem
Archiv  als  auch  die  aktuellen  Satellitendaten  zeitnah  durch  den  Dienstleister
auf  Trübung  auswerten  zu  lassen.  Nach  einer  speziellen  Atmosphärenkorrektur ­
  für  Gewässer  werden  mittels  eines  Algorithmus'  von  Nechad  u.  a.  (2009)
und  Nechad  u.  a.  (2016)  die  Trübungswerte  errechnet.  Zudem  geben  weitere
Hilfsprodukte  über  sogenannte  Flags  Auskunft  über  z.  B.  Wolkeneinflüsse  und
somit  über  die  Zuverlässigkeit  der  Ergebnisse.  Diese  Zwischenergebnisse  stehen ­
  dann  zum  Download  bereit.
Die  weitere,  im  Projekt  erarbeitete  Vorgehensweise  sieht  wie  folgt  aus:  Im
Sinne  eines  möglichst  hohen  Automatisierungsgrades  übernimmt  ein  Python-Skript
  den  ftp-Download,  das  Entpacken  der  Daten  und  die  weitere  Verteilung
in  einer  Verzeichnisstruktur.  Anschließend  findet  mit  einem  R-Skript  die  Validierung ­
  der  Daten  an  der  BfG  statt.  Hierzu  sind  als  Referenz  In-situ-Daten  in  einer ­
  Datenbank  abgelegt.  Dieser  Schritt  ist  in  Kombination  mit  einer  sensor-  und
flussgebietsabhängigen  Kalibration  wesentlich,  um  in  den  validierten  Bereichen
nicht  nur  qualitative  Aussagen  über  Trübungsmuster  zu  treffen,  sondern  auch
quantitativ  Trübungswerte  in  guter  Qualität  ableiten  zu  können.
Sowohl  die  Validierungsdaten  als  auch  spätere  Produkte  werden  gleichermaßen ­
  automatisch  unter  Einsatz  der  Hilfsprodukte  gefiltert,  um  z.  B.  Bewölkungseinflüsse ­
  oder  Auswirkungen  von  Randbereichen  zu  reduzieren.  Schließlich
werden  für  die  Anwender  weitere,  höherwertige  Produkte  (siehe  Abb.  3.6)  wie
mit  In-situ-Daten  kalibrierte  Rasterdaten/Geotiffs  oder  Längsprofile  erstellt,
die  der  Nutzer  dann  beispielsweise  direkt  in  einem  GIS-Projekt  zur  Beantwortung ­
  weiterer  Fragestellungen  verwenden  kann.
ZUSAMMENFASSUNG  UND  AUSBLICK
Im  Verbundprojekt  WasMon-CT  haben  wir  die  Implementierung  eines  auf  Copernicus
  basierenden,  satellitengestützten  Trübungs-Monitorings  für  Fließgewässer ­
  vorbereitet.
Wir  haben  nachgewiesen,  dass  es  möglich  ist,  Satellitendaten  so  lokal  zu
kalibrieren,  dass  sie  mit  den  Daten  und  Ergebnissen  von  Trübungssonden  an
In-situ-Messstationen  vergleichbar  sind.  Flächenhafte  Satellitenbilder  sind  eine
zusätzliche  Datenquelle,  die  konzeptionell  in  das  bestehende  Schwebstoffmessnetz ­
  integriert  werden  kann,  um  damit  Punktmessungen  an  In-situ-Daten  um
flächenhafte  Daten  sinnvoll  zu  ergänzen  und  somit  eine  neue  Perspektive  auf
die  Schwebstoffverteilung  und  die  Trübung  in  Gewässern  zu  erhalten  und  die
Entwicklung  von  Konzentrationen  und  Frachten  im  Längsschnitt  zu  bestimmen. ­

Mit  Hilfe  der  flächenhaften  Daten  können  nun  Fragen  bearbeitet  werden,  die
bisher  unbeantwortet  geblieben  sind,  wie  z.  B.  :