NUMO-NRW: Optimierung von Verfahren und Fachaufgaben im Natur- und Umweltmonitoring von Nordrhein-Westfalen. Dr. Christian Schuster

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1 NUMO-NRW: Optimierung von Verfahren und Fachaufgaben im Natur- und Umweltmonitoring von Nordrhein-Westfalen Dr. Christian Schuster Dr. Juliane Rühl, Dr. Dirk Hinterlang Oliver Buck, Andreas Müterthies Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus 2017 Nutzerworkshop Land/Naturschutz/Forstwirtschaft 16. März 2017

2 Fernerkundung am LANUV-NRW Start Kompetenzzentrum Fernerkundung (2013): 1) Copernicus-Projekt FELM ( Fernerkundungsgestützte Erfassung von Lebensraumtypen für das Natura 2000-Monitoring ) Zusätzliche Aufgaben für Landesregierung: 2) Obstwiesen-Monitoring (2016 ff.), Grünland-Kartierung (2016) Aktuell in Arbeit: 4) FELM-Übertragbarkeitsstudie 5) Copernicus-Projekt NUMO-NRW ( Natur- und Umweltmonitoring NRW ) >>ZIEL: Erdbeobachtungssatelliten für Aufgaben nutzbar machen Folie 2 von 16

3 Natur- und Umweltmonitoring NRW (NUMO-NRW) Landnutzung Pilotdienst zur Unterstützung natur- und umweltschutzfachlicher Aufgaben der Bundesländer Biotopkartierung/monitoring Flächenversiegelung WRRL Hochwassermodellierung 13 Fachaufgaben LANUV IKSR Internationale Kommission zum Schutz des Rheins: Erfolgskontrolle Biotopverbund Rheinaue Multi-Layer-Konzept Einbindung EAGLE Webdienst Folie 3 von 16

4 NUMO-Dienste für 13+x Fachaufgaben Landnutzung: >Feldfrüchte >Laubwald-Nadelwaldanteile in FFH-Wald >Unterscheidung naturnahes Grünland (Mager-/Feucht- ) IKSR: >Erfolgskontrolle Biotopverbund Rhein Versiegelung: >Anteil versiegelter Fläche pro Kreis WRRL: >Randstreifen (10m) größerer Flüsse Hochwasser: >Bodenfeuchte und Schneebedeckung [ ] Zusätzliche: Urbane Hitzeinsel, Lagerstättenabbau / Bodenabsenkung Folie 4 von 16

5 Erfolgskontrolle Biotopverbund am Rhein >IKSR: Internationale Kommission zum Schutz des Rheins Ziele >flächendeckende Erfassung von Landbedeckung Rheinaue NRW >Pilotdienst soll übertragbar sein >Herausforderung: einheitliche Objektartenerfassung und Datengrundlagen (Anrainerstaaten mit unterschiedlichen Datenmodellen) >>Perspektive: gesamte Rheinaue länderübergreifend anbieten, Updates alle 5-10 Jahre >> EG Biotop als projektbegleitendes Gremium (Workshops) Folie 5 von 16

6 Multi-Layer-Konzept NUMO-NRW FE-basiert GroundTruth Umweltdaten Sentinel-1 Sentinel-2, Digitale Orthofotos (10cm) DGM (1m) LIDAR Biotopkataster Naturschutzgebiete Biodiversitätsmonitoring Agrarnutzung (INVEKOS) Klima (DWD) Boden [ ] Sentinel-2 NRW 2016 >Download: 1100 Szenen >Ausbeute: 4 Zeitpunkte wolkenfrei + flächendeckend Sentinel-1: > > > > >Download still in progress Folie 6 von 16

7 Perspektiven der Fernerkundung am LANUV 1) Unterstützung spezifischer Fachaufgaben (kurzfristig) 2) Aufbau von Kapazitäten für raum-zeitliches Monitoring von Natur und Umwelt in ganz NRW (mittel- bis langfristig) FE-basiert GroundTruth Umweltdaten Sentinel-1 Sentinel-2, Digitale Orthofotos (10cm) DGM (1m) LIDAR Biotopkataster Naturschutzgebiete Biodiversitätsmonitoring Agrarnutzung (INVEKOS) Klima (DWD) Boden [ ] >>phänologischer Fingerabdruck aus Langzeit-Datenreihen >>statistische Aussagen zur Bestimmung von Umwelteffekten Folie 7 von 16

8 Hindernisse >Verfügbarkeit Sentinel-2: Hoffnung in Sentinel-2B >Download: ESA-Portal nicht immer verfügbar >Datenmanagement: im LANUV nur begrenzt behebbar (50 TB-Server) >Landeslösung NRW? (Initiative Innenministerium) >>CODE-DE? Folie 8 von 16

9 Ausblick Copernicus am LANUV Durchbruch in der Nutzung >kostenfreier Datenzugang, sehr hohe Datenqualität und -verfügbarkeit >Aufbau langfristiger Dienste möglich (Umsetzungsprojekt NUMO-NRW) >Aktuelle Informationen auf Kooperations- und Kommunikationsplattform: >>FAZIT: Copernicus große Chance für Natur- und Umweltverwaltung! >Umfassender Test der Umsetzbarkeit in NUMO-NRW Folie 9 von 16

10 Natur- und Umweltmonitoring NRW (NUMO-NRW) Landnutzung Pilotdienst zur Unterstützung natur- und umweltschutzfachlicher Aufgaben der Bundesländer Biotopkartierung/monitoring Flächenversiegelung WRRL Hochwassermodellierung Folie 10 von 16

11 Anhang

12 Aufbau eines Webdienstes NUMO-NRW >Nutzerkreis erweitern auf andere Bundesländer, EU >IKSR: Internationale Kommission zum Schutz des Rheins >Vorarbeit FELM (Natura2000-Monitoring): ArcGIS-Extension, geringer Aufwand zur Anpassung für weitere Nutzer (Suchfenster, Datenmodell) >Problem: externer Datenzugriff auf Netzwerk der Landesregierung Folie 12 von 16

13 Erfolgskontrolle Biotopverbund am Rhein Biotoptypengruppe (BTG) 1 aquatischer und amphibischer Bereich (Hauptstrom und Seitengewässer bis Mittelwasserlinie, amphibischer Bereich: Sand, Kies, Schlammflächen) 2 natürliche Auengewässer und naturnahe künstliche Stillgewässer 3 Sümpfe, Röhrichte, Hochstaudenfluren 4 Grünland 5 Trockenbiotope 6 Auenwälder im Überschwemmungsbereich 7 Wälder in der ehemaligen Aue 8 Sonstige für Artenschutz / Biotopverbund bedeutende Biotope Folie 13 von 16

14 Was sieht Sentinel-2? Grünland-Kartierung auf DOP Grünland-Kartierung auf Sentinel-2 ( )

15 Obstwiesen-Monitoring Gesetzliche Grundlage Streuobstbestände gemäß neuen Landes- Naturschutz-Gesetzes NRW gesetzlich geschützt ( 42) >aber erst wenn Gesamtfläche in NRW mindestens 5 Prozent abgenommen Foto: G. Verbücheln Folie 15 von 16

16 Obstwiesen-Monitoring Aufgaben LANUV für landesweites Monitoring Streuobstbestand Foto: G. Verbücheln 2016: Machbarkeitsstudie landesweites Monitoring des Streuobstbestands 2017: Erfassung Ist-Bestand Zukünftig: jährliches Monitoring zur Feststellung, ob gesetzlicher Schutz in Kraft tritt Folie 16 von 16

17 Kann das Obstwiesen-Monitoring unter Nutzung von Sentinel-Daten durchgeführt werden? Daten >Sentinel 1: , >Sentinel 2: , >Ground truth: 52 Streuobstwiesen Testgebiet Momm-Niederung bei Voerde (Niederrhein) Überwachte Klassifikation >Streuobstbestand >Acker >Grünland (mit Bäumen) >Grünland (ohne Bäume) >Versiegelung >Wasser Folie 17 von 16