Die Bodenfeuchte ist Teil des Wasserkreislaufes. Auch wenn sie nur ca. 0,001 % der gesamten Wassermenge des Planeten ausmacht, kommt der Bodenfeuchte eine herausragende Bedeutung für das Leben auf Erden zu. Ein Teil des im Boden gebundenen Wassers, die so genannte nutzbare Feldkapazität, steht der Vegetation für ihre Stoffwechselprozesse zur Verfügung (KUNTZE ET AL. 1994:234). Die zeitliche und räumliche Dynamik der Bodenfeuchte mit den Prozessen der Evaporation, Transpiration, Infiltration und Grundwasserneubildung ist für das Verständnis der lokalen Wasserkreisläufe von größter Bedeutung. Mit den konventionellen Messmethoden ist die Bodenfeuchte nur punktuell zu erfassen. Großflächige Untersuchungen sind durch den hohen zeitlichen und finanziellen Aufwand kaum zu realisieren. Die Fernerkundung bietet daher eine kostengünstige und zeitsparende Alternative.
In dieser Hausarbeit werden die verschieden Ansätze zur Erfassung der Bodenfeuchte mit den Methoden der Fernerkundung erläutert. Dem gehen zunächst eine Definition des Begriffs Bodenfeuchte, sowie einige Anmerkungen zu den konventionellen Messmethoden dieses Umweltparameters voraus.
Der Mikrowellenfernerkundung kommt bei der Ermittlung der Bodenfeuchte eine besondere Bedeutung zu, so dass sich die Beispiele zur Anwendung der Fernerkundungsmethoden im (letzten Teil der Arbeit) auf diesen Wellenlängenbereich beziehen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Theoretische Vorbetrachtung zur Bodenfeuchte
- Fernerkundungsmethoden zur Bestimmung der Bodenfeuchte
- Bodenfeuchtebestimmung mit Gammastrahlung
- Bestimmung der Bodenfeuchte im sichtbaren (VIS), nahen (NIR) und mittleren Infrarotbereich (MIR)
- Bestimmung der Bodenfeuchte im thermalen Infrarot (TIR)
- Methoden der Bodenfeuchtebestimmung im Mikrowellenbereich
- Passive Methoden
- Aktive Methode
- Oberflächenparameter
- Erfassung der Oberbodenfeuchte (< 5 cm) mittels Active Microwave ERS Wind Scatterometer und SAR-Daten
- Ableitung der Bodenfeuchte von unbedeckten Böden aus RADARSAT-1 Daten mit Hilfe einfacher empirischer Modelle
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Seminararbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung der Bodenfeuchte mithilfe von Fernerkundungsmethoden. Die Arbeit beleuchtet verschiedene Ansätze zur Erfassung der Bodenfeuchte und analysiert die Stärken und Schwächen der einzelnen Methoden. Der Fokus liegt auf der Mikrowellenfernerkundung, die sich aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften als vielversprechend für die Bestimmung der Bodenfeuchte erweist.
- Definition und Bedeutung der Bodenfeuchte
- Konventionelle Messmethoden der Bodenfeuchte
- Vorteile und Nachteile der Fernerkundungsmethoden zur Bodenfeuchtebestimmung
- Anwendung der Mikrowellenfernerkundung zur Bodenfeuchteerfassung
- Einsatz von aktiven und passiven Mikrowellenmethoden
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Die Einleitung führt in das Thema der Bodenfeuchte ein und erläutert ihre Bedeutung für den Wasserkreislauf und das Leben auf der Erde. Die Arbeit hebt die Limitationen konventioneller Messmethoden hervor und stellt die Fernerkundung als eine effiziente Alternative für großflächige Untersuchungen dar.
- Theoretische Vorbetrachtung zur Bodenfeuchte: Dieses Kapitel definiert den Begriff der Bodenfeuchte und erklärt die unterschiedlichen Arten von Bodenwasser. Es geht auf die Kräfte ein, die die Bindung des Haftwassers (Bodenfeuchte) bewirken, und erläutert die verschiedenen Methoden zur Bestimmung der Bodenfeuchte.
- Fernerkundungsmethoden zur Bestimmung der Bodenfeuchte: Dieses Kapitel liefert eine umfassende Übersicht der verschiedenen Fernerkundungsmethoden zur Bestimmung der Bodenfeuchte. Es diskutiert die Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden und beleuchtet die besondere Eignung des Mikrowellenbereichs für die Bodenfeuchtemessung.
- Erfassung der Oberbodenfeuchte (< 5 cm) mittels Active Microwave ERS Wind Scatterometer und SAR-Daten: Dieses Kapitel stellt eine Methode zur Erfassung der Oberbodenfeuchte vor, die die Vorteile des ERS Wind Scatterometers und des SAR Instruments kombiniert. Es erklärt die Funktionsweise der beiden Instrumente und erläutert die verschiedenen Faktoren, die das Rückstreusignal beeinflussen.
- Ableitung der Bodenfeuchte von unbedeckten Böden aus RADARSAT-1 Daten mit Hilfe einfacher empirischer Modelle: Dieses Kapitel beschreibt ein empirisches Modell zur Ableitung der Bodenfeuchte aus RADARSAT-1 SAR Daten. Es evaluiert zwei bestehende Modelle und stellt ein neu entwickeltes Modell vor, das die Genauigkeit der Bodenfeuchtemessung verbessert.
Schlüsselwörter
Bodenfeuchte, Fernerkundung, Mikrowellenfernerkundung, passive Mikrowellenfernerkundung, aktive Mikrowellenfernerkundung, Gammastrahlung, sichtbares Licht, thermisches Infrarot, Dielektrizitätskonstante, Rückstreukoeffizient, Oberflächenrauhigkeit, Vegetationsbedeckung, Wind Scatterometer, SAR, RADARSAT-1.
- Quote paper
- Jan Heinichen (Author), 2004, Bestimmung der Bodenfeuchte mit Fernerkundungsmethoden, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/72174
