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Commercial service platform for user-relevant coastal water monitoring services based on Earth observation

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Portal für Erdbeobachtungsdaten zur Küstenüberwachung

Obwohl Küstenregionen vor vielen Herausforderungen stehen, u. a. den Folgen des Klimawandels, liefert eine Überwachung anhand von Stichproben nur wenig Aufschluss über deren Zustand. Über maßgeschneiderte Produkte und Dienste soll das Projekt CoastObs nun Erdbeobachtungsdaten zugänglich machen.

Klimawandel und Umwelt

Die größten Probleme im Zusammenhang mit Küstengewässern sind Tourismus, Umweltverschmutzung und Überfischung, vor allem aber die Folgen des Klimawandels und deren Einfluss auf Wassertemperatur und Wasserabfluss, was den Nährstoffeintrag in Küstenökosystemen verändert. Nährstoffe begünstigen Algenblüten, die wiederum Nahrungsquelle für Meeresorganismen sind. Zu viele Nährstoffe jedoch können das Ökosystem verändern und zusammen mit dem Temperaturanstieg auch potenziell toxische Algenarten begünstigen. Teil der Überwachung von Küstenregionen ist in der Regel die Entnahme von Proben für Laboranalysen. So werden viele Informationen über den Standort der Probeentnahme zusammengetragen, allerdings werden durch diese punktuellen Messungen auch leicht Probleme in anderen Bereichen übersehen. Erdbeobachtung bietet Informationen über den Zustand der gesamten Küstenzone, aber obwohl wichtige Dienste wie Copernicus darauf basierte Küstenkarten bereitstellen, sind die Daten für Nutzende meist nicht aussagekräftig genug. Für die Überwachung einzelner Regionen werden meist genau kalibrierte, sehr detaillierte und küstennahe Daten benötigt. Hierfür stellte das EU-finanzierte Projekt CoastObs nun ein Portfolio an Diensten über die Plattform von CoastObs zusammen, mit Produkten und Karten für das interessierende Gebiet und basierend auf neuesten Erdbeobachtungsdaten der Copernicus-Sentinel-Satelliten der Europäischen Union (EU). „Wir entwickelten diese Plattform, da die Nutzung von Erdbeobachtungsdaten oftmals Probleme bereitet, vor allem bei der direkten Übermittlung in die eigene Datenbank“, erklärt Projektkoordinatorin Annelies Hommersom vom niederländischen Projektkoordinator Water Insight. „Unsere maßgeschneiderten Produkte und Dienste sind bereits kommerziell erhältlich, und auch der Erwerb weiterer Produkte oder eine wissenschaftliche Validierung kann bei Bedarf über unsere Projektpartner vermittelt werden.“

Entwicklung nutzungsrelevanter Produkte

Um den individuellen Bedarf zu ermitteln und Anwendungsbeispiele zu präsentieren, arbeitete CoastObs mit mehr als 20 Nutzenden zusammen, unter anderem Wasserbehörden, Aquakulturfirmen und einer Hafenbehörde. Für Muschelzuchtanlagen wurde in den Niederlanden mit Erdbeobachtungsdaten ein Modell des Muschelwachstums erstellt, das die Wahl der produktivsten Parzellen und des optimalen Erntezeitpunkts vereinfacht. In Frankreich wurde mit hochauflösenden Erdbeobachtungsdaten eine Methode zur Kartierung des Wachstums von Seegras in Gezeitenzonen entwickelt, sodass in Forschung und Umweltmanagement Seegrasbewuchs und -dichte sowie die gesamte Flächengröße und der ökologische Zustand der Wiese überwacht werden kann. Ebenfalls in Frankreich wurden morphologische Daten zur Trübungsfahne der Loire-Mündung anhand der Zeitreihen von Satellitenbildern ausgewertet, um die Folgen von Baggerarbeiten zu beurteilen. Daraus gingen Empfehlungen hervor, Baggerarbeiten und Aufschüttungen in den Flussmündungen zu riskanten und ökosystemrelevanten Zeiten zu vermeiden. In Spanien wurden zwei Indikatoren für die schädlichen Algenarten Alexandrium und Pseudo-Nitzschia entwickelt, für die Erdbeobachtungsdaten mit Modellen kombiniert wurden. Mit diesen Karten können Muschelzuchtbetriebe Verluste eindämmen, etwa durch etwas vorverlegte Erntezeiten.

Überwachung der Wasserqualität für Aquakultur und Wasserwirtschaft

Aus den Anwendungsbeispielen wurden drei Arten von Diensten in Form von insgesamt 12 Produkten erstellt: Überwachung und Frühwarnung, Umweltberichte und historische Analysen. Die Dienste umfassen die Überwachung von Seegras und Makroalgen, Größenbestimmung des Phytoplankton, Primärproduktion und toxische Algenblüten. „Der Schwerpunkt des Projekts liegt nun nicht mehr auf der Technologieförderung, sondern der nutzungsorientierten Entwicklung. Nutzende fragen größere Datenmengen, längere Zeiträume und größere Flächen ab, was durchaus positiv zu werten ist“, sagt Hommersom. Eine wichtige Ergänzung war die Entwicklung elektronischer Lerneinheiten, um Nutzenden die Interpretation von Daten und deren Anwendung zu erklären. Mit den Ergebnissen, die in zehn wissenschaftlichen Artikeln und neun Fachpublikationen, mehreren lokalen und überregionalen Zeitschriften (spanische Website) sowie im Videoformat (1:05 in französischer Sprache) veröffentlicht wurden, könnten laut Projekt mehr als 400 000 Menschen erreicht worden sein. Zudem entwarf das Team ein gemeinsames Weißbuch für Behörden, die an der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie mitwirken.

Schlüsselbegriffe

CoastObs, Daten, Erdbeobachtung, Küste, Algenblüte, Copernicus, Aquakultur, Wasserbewirtschaftung, Satellit

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