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GNSS-Technologie für genauere Messung von Biomasse

Im EU-geförderten Projekt COREGAL wird herkömmliche Ortungstechnologie mit reflektierten GNSS-Signalen kombiniert, sodass Bodenbewirtschaftungsexperten durch die dichten Baumkronen hindurchblicken und den Waldboden besser beurteilen können.
GNSS-Technologie für genauere Messung von Biomasse
Brasilien ist ein riesiges Land, das zum Großteil vom dichten Amazonischen Regenwald bedeckt ist. Es ist schlicht unmöglich, ein solch zerklüftetes und isoliertes Gebiet mit herkömmlichen Kartierungs-, Beobachtungs- und Bodenbewirtschaftungsverfahren zu verwalten. Hier wird eine neue Bodenbewirtschaftungstechnologie benötigt – und diese Technologie heißt COREGAL.

Ziel des COREGAL-Projekt ist es, mithilfe von Ortungstechnologie und Reflektometrie eine kostengünstige Plattform zu entwickeln, mit dem die Biomasse des brasilianischen Regenwaldes kartiert werden kann. Die innovative Plattform ist die erste ihrer Art und kombiniert GNSS-Technologie (Global Navigation Satellite System) mit unbemannten Luftfahrzeugen (Unmanned Aerial Vehicle; UAV).

Bisher wurden zur Kartierung verschiedenste Sensortechnologien und Informationsquellen kombiniert. Die COREGAL-Mitglieder machen diesen Ansatz jedoch überflüssig, indem sie einen neuen Sensor auf den Markt bringen, der zusätzliche Daten liefert und so eine Verbesserung gegenüber bestehenden Produkten darstellt. Die UAVs von COREGAL sind mit einem Galileo-fähigen GNSS-Empfänger ausgestattet, der als Hauptsensor für Positionsdaten und zur Biomassebewertung dient. Doch weil Galileo-Signale nicht immer durch die dichten Baumkronen des brasilianischen Dschungels dringen, kombiniert die COREGAL-Plattform diesen herkömmlichen Empfänger mit reflektierten GNSS-Signalen (GNSS-R), die durch das Blattwerk gelangen. Diese Plattform stellt für den Endnutzer eine hochgenaue, kostengünstige Lösung für Bodenbewirtschaftung und Biomassekartierung dar.

Funktionsweise des Systems

Beim COREGAL-System dient ein GNSS-Satellit im Weltraum als Sender und das UAV als Empfänger. Das vom Satelliten gesendete Signal wird vom Boden reflektiert und transportiert dann Informationen zu den Bodeneigenschaften und eventuellen Hindernissen. Dieses reflektierte Signal wird dann vom Biomassesensor des UAV empfangen, welches die Daten zur Reflexionsoberfläche (dem Boden) aus dem Signal extrahiert. Bei der Anwendung zur Biomassekartierung werden aus dem Signal, das durch die Baumkronen, Zweige und Blätter zurückreflektiert wird, wichtige Daten zur Biomasse erhoben und anschließend vom UAV-Empfänger extrahiert.

„Die Kombination von Ortungstechnologie und Reflektometrie in einem einzigen Gerät eines UAV eröffnet ganz neue Möglichkeiten“, erklärt Projektkoordinator Pedro Freire da Silva. „Darüber hinaus erlauben die Eigenschaften der GNSS-R-Signale einen niedrigeren Sättigungsgrad als traditionelle Radarsysteme, sodass der Endnutzer eine höhere Empfindlichkeit bei gleichzeitig höherer Biomassedichte erhält.“

Vorteile und nächste Schritte

Es ist unerlässlich, die in einem Gebiet vorhandene Biomasse zu kennen, um das Potential einer Fläche für Wirtschaft, Umweltschutz und Biokraftstoffe bewerten zu können. Darüber hinaus kann mit diesen Biomassedaten die Menge des in einem Wald gespeicherten Kohlenstoffs ermittelt werden. Dies ist von zentraler Bedeutung, um die Folgen für Umwelt und Klima zu beurteilen, die mit einer geplanten Nutzung des Landes verbunden wären. Mit diesen Informationen können lokale Regierungen der Entwaldung und Walddegradation entgegenwirken, durch die schädliche Kohlenstoffgase freigesetzt werden könnten.

Derzeit sind Prüfkampagnen im Gange, um die COREGAL-Plattform zu validieren. Der kürzlich durchgeführte erste Testflug war zwar erfolgreich, dennoch merkt Silva an, dass noch viele Herausforderungen zu bewältigen sind. Beispielsweise wurden während mehrerer Prüfkampagnen verschiedene Störquellen festgestellt, die den Empfang der auf dem E5-Funkfrequenzband liegenden Galileo-Signale erschweren.

Dennoch bleibt der Projektkoordinator zuversichtlich: „Wir erwarten, dass diese Tests die Vermarktbarkeit des COREGAL-Konzepts zur Messung von Biomasse belegen werden“, so Silva. „Der große Vorteil der Plattform liegt in den erheblichen Kosteneinsparungen und der höheren Kartierungsgenauigkeit, die mit ihr erzielt werden können.“ Silva merkt zudem an, dass durch das Projekt auch die Aufnahme Galileo-basierter Technologien gefördert wird, was wiederum Vorteile für verwandte europäische Projekte und geschäftliche Unternehmungen mit sich bringen könnte.

Weitere Informationen finden Sie auf:
Projektwebsite

Quelle: Gestützt auf ein Interview mit dem Projektkoordinator

Verwandte Informationen

Datensatznummer: 125521 / Zuletzt geändert am: 2016-06-09
Kategorie: Neue Produkte und Technologien
Anbieter: ec