Bodenbewegungskataster: Unterschied zwischen den Versionen
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| − | == Bodenbewegungskataster Saarland == <!--T:2--> |
+ | == Bodenbewegungskataster Saarland (SaarBoBeKa) == <!--T:2--> |
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+ | [[File:SaarBoBeKa.jpg|alt=SaarBoBeKa|600px|link=]] |
== Viewer == <!--T:4--> |
== Viewer == <!--T:4--> |
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| + | [//{{SERVERNAME}}/mapbender/frames/index.php?lang=de&gui_id=Geoportal-SL-2020&WMC=4574 Zur Anwendung des Bodenbewegungskatasters] |
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| − | [//{{SERVERNAME}}/layer/view/48254 Zur Kartenzusammenstellung der Sentinel-2 Daten] |
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== Beschreibung == <!--T:6--> |
== Beschreibung == <!--T:6--> |
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| − | + | <!--T:37--> |
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| + | Bodenbewegungen stellen potentielle Gefahren für Mensch und Umwelt dar. Insbesondere in einem bergbaubeeinflussten Land wie dem Saarland sind diese von großer Bedeutung. Hinsichtlich der geplanten und teilweisen Einstellung der Grubenwasserhaltung (Grubenflutung) nach der aktiven Phase des Steinkohlenabbaus ist mittel- bis langfristig mit klein- und großräumigen Oberflächenbewegungen zu rechnen. |
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+ | <!--T:38--> |
| + | Neben dem Bergbau bzw. allgemein der Rohstoffgewinnung gelten größere Baumaßnahmen, sowie natürliche Gegebenheiten wie Auswaschungen und Hangrutschungen als Ursachen für Bodenbewegungen. Darüber hinaus können auch Änderungen des Grundwasserhaushaltes, verursacht durch Wasserentnahmen oder aufgrund klimatischer Veränderungen, zu Bodenbewegungen führen. Die Ermittlung risikobehafteter Bodenbewegungen ist insofern ein wichtiges Hilfsmittel, um Schäden an Bebauung, Verkehrsinfrastruktur oder Umwelt vorzubeugen. |
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| − | Copernicus ist ein europäisches Erdbeobachtungsprogramm, das von der Europäischen Union (EU) in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der Europäischen Organisation für meteorologische Satelliten (EUMETSAT) und deren Mitgliedsstaaten durchgeführt wird. Es besteht aus verschiedenen Systemen zur Datengewinnung und verbindet Fernerkundung mit Messungen vor Ort (in-situ Komponente). Aus den Beobachtungsdaten werden umwelt- und sicherheitsrelevante Informationen für 5 Kerndienste abgeleitet. Diese decken vorrangig die Bereiche Umwelt, Klimaschutz, nachhaltige Entwicklung, humanitäre Hilfe sowie sicherheitsrelevante Themen ab. |
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+ | <!--T:39--> |
| + | Mit dem Bodenbewegungskataster (SaarBoBeKa) werden amtliche, qualitätsgesicherte und jährlich aktualisierte Bewegungsraten abgeleitet. Die Generalisierung über eine kachelbasierte Darstellung gewährleistet den Datenschutz bei gleichzeitiger Überprüfung durch terrestrische Referenzdaten. Die Nutzung zielt insbesondere auf das Nachbergbaumonitoring ab. |
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| − | Das Copernicus-Programm umfasst zudem eine eigene Satellitenflotte. Die Sentinel-Satelliten dienen der globalen Beobachtung der Atmosphäre, der Ozeane und der Landoberflächen. Die Sentinel-Daten und Copernicus-Dienste sind dabei für jedermann kostenlos und frei verfügbar zu beziehen – egal ob für behördliche Anwender, die Wissenschaft, kommerzielle Unternehmen oder gemeinnützige Organisationen und Bürger. |
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| − | === Multispektrale Bilddaten (Sentinel-2) === <!--T:11--> |
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| + | Neben den kachelbasierten Darstellungen der Bodenbewegungen liefert das Bodenbewegungskataster zudem zusammenhängende Zeitreihen über den gesamten Monitoringzeitraum zu jeder einzelnen Kachel. |
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| − | <!--T: |
+ | <!--T:41--> |
| + | Messtechnische Grundlage ist die satellitengestützte Radarinterferometrie unter Nutzung der Auswertemethode Persistent Scatterer Interferometry (PSI). Hierfür werden die im Rahmen des Copernicus Programms der Europäischen Weltraum-Agentur (ESA) frei verfügbaren Daten des Satelliten Sentinel-1 genutzt. Zur Gewährleistung einer frühzeitigen Erkennung möglicher Bodenbewegungen ist ein Aktualisierungszyklus von mindestens einem Jahr vorgesehen. |
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| − | Das Landesamt für Vermessung, Geoinformation und Landentwicklung (LVGL) stellt kostenfrei fortlaufend aktuelle Daten der Sentinel-2 Satelliten zur Verfügung. Die Sentinel-2 Mission besteht aus einer Konstellation von zwei baugleichen Satelliten, die die Erde um 180° versetzt auf der gleichen Umlaufbahn in einer Höhe von ca. 786 km umkreist. Durch diese Anordnung wird das Saarland '''mindestens alle fünf Tage''' überflogen. Sentinel-2 verfügt über ein Multispektrales Aufnahmegerät (MSI) mit insgesamt 13 Spektralkanäle (Abbildung 1). |
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+ | <!--T:42--> |
| + | Ein weiterer Bestandteil des Bodenbewegungskatasters des Saarlandes ist der Aufbau eines Multisensor-Referenzpunktnetzes (MSST). Die im gesamten Saarland elf aufgestellten MSST (Abbildung 1) bestehen dabei je aus einem soliden, schweren Doppel-Corner-Reflektor, der für alle derzeit verfügbaren Radarsatelliten geeignet ist, einer permanenten GNSS-Station und Nivellementpunkten, die auf einem schweren setzungsfreien Stahlbetonblock gegründet sind. |
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| − | <div><ul> |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Abb1.jpg|frame|link=|Abbildung 1: Sentinel-2 Spektralkanäle mit 10 m räumlicher Auflösung: B2 (blau: 490 nm), B3 (grün: 560 nm), B4 (rot: 665 nm) und B8 (NIR: 842 nm) |
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| − | [©ESA2020 [https://sentinel.esa.int/web/sentinel/user-guides/sentinel-2-msi/resolutions/spatial Sentinel Online User Guides] ]]]</li> |
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| − | </ul></div> |
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+ | <!--T:43--> |
| − | Aufgrund von Wolkenbedeckung ist oftmals keine freie Sicht auf die Erdoberfläche gegeben. Daher sichtet das Landesamt die aktuellen Daten und stellt Wolkenfreie Bilder des Saarlandes zur Verfügung. |
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| − | Die bereitgestellten Bilddaten weisen eine '''räumliche Auflösung von 10 m x 10 m''' auf und werden zu sogenannte Level-2A Daten, d.h. georeferenziert, radiometrisch optimiert und atmosphärenkorrigiert aufbereitet. Wir empfehlen in der Darstellung den Maßstab 1:50.000 und kleiner. Die Daten können über das GeoPortal des Saarlandes sowie über das kartographische Informationssystem ZORA zur Verfügung gestellt. Außerdem können die Daten auch über einen webbasierten Kartendienst, ein sogenannten Web Map-Service (WMS) bezogen werden. |
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| − | Die Bilddaten eignen sich speziell für die Zwecke der großflächigen Topographie. Veränderungen in der Topographie, Vegetation oder auch Landnutzung können so sofort dokumentiert werden. Diese Aktualität an freiem topographischen Datenmaterial ist bisher ein Novum. |
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| − | <!--T:17--> |
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| − | Folgende Produkte werden derzeit vom LVGL bereitgestellt: |
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| − | ==== Echtfarbenbilder (TrueColorImage, TCI) ==== <!--T:18--> |
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| − | <!--T:19--> |
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| − | Wie der Name sagt, gibt ein Echtfarbenbild die Originalfarben wieder und entspricht so der Aufnahme eines Fotos. Die Bilddaten setzen sich aus der Kombination der Spektralkanäle B4 (rot), B3 (grün) und B2 (blau) zusammen. |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[ |
+ | <li style="display: inline-block;">[[File:SaarBoBeKa_Abb1.jpg|thumb|601px|link=|Abbildung 1: Monitoringkonzept des Landesamtes für Vermessung Geoinformation und Landentwicklung Saarland (LVGL)]]</li> |
| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Abb3.png|thumb|Abbildung 3: Sentinel-2 Echtfarbenbild vom 04.12.2019 Ausschnitt „Saarschleife“|link=]]</li> |
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</ul></div> |
</ul></div> |
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| − | ==== Falschfarbenbilder (Colored InfraRed, CIR) ==== <!--T:20--> |
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| + | Durch die MSST ist eine Kopplung der geodätischen und der radarinterferometrisch gewonnenen Ergebnisse gewährleistet. Hierdurch erfolgt eine präzise Validierung der „radarinterferometrischen Messungen“ mit verschiedensten geodätischen Messungen, wodurch ein in der Fläche qualitativen Bodenbewegungsdienst garantiert wird. Zusätzlich lässt dies eine präzise Verifizierung der Lagegenauigkeit radarinterferometrischer Ergebnisse zu. |
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+ | <!--T:45--> |
| + | Die Stationen des LVGL entsprechen den besonderen Genauigkeitsanforderungen (Lage- und Höhenstabilität) einer Referenzstation des Satellitenpositionierungsdienstes der Deutschen Landesvermessung (SA<span style="color: red">POS</span>). Mehrere ausgewählte Stationen werden zukünftig als bodengebundene SA<span style="color: red">POS</span>-Referenzstation in das Netz der SA<span style="color: red">POS</span>-Stationen integriert. Sie werden somit die Qualität des SA<span style="color: red">POS</span>-Dienstes und dadurch auch die Positionsbestimmung auf Seiten der Nutzer im Saarland weiter verbessern. |
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| − | Ein CIR-Falschfarbenbild (Colored InfraRed) gibt Aufschluss über die Vitalität von Biomasse, z.B. Gras, Blätter von Büschen, etc. Der dazu verwendete Kanal ist das sogenannte Nahe Infrarot (NIR). Grüne (vitale) Vegetation besitzt einen speziellen spektralen Fingerabdruck. Enthaltenen Farbpigmente wie z.B. das Chlorophyll werden im grünen sichtbaren Bereich durch das eintreffendes Licht reflektiert, welches sich im Infrarotbereich sogar nochmals verstärkt. Aufgrund der hohen Reflexionswerte im infraroten Bereich heben sich somit gesunde Pflanzen in Infrarot-Kanal besonders gut ab. |
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| − | Dadurch können diese Daten zur Interpretation von verschiedenen Vegetationserscheinungen verwendet werden, wie z.B. bei der Waldschadenskartierung oder bei der Biotoptypenkartierung. |
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| − | <!--T:23--> |
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| − | Die Bilddaten setzen sich aus der Kombination der Spektralkanäle B8 (rot), B4 (grün) und B3 (blau) zusammen. |
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| − | <!--T:24--> |
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| − | <div><ul> |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Abb4.png|thumb|Abbildung 4: Sentinel-2 Falschfarbenbild vom 02.07.2019 Ausschnitt „Saarschleife“|link=]]</li> |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Abb5.png|thumb|Abbildung 5: Sentinel-2 Falschfarbenbild vom 04.12.2019 Ausschnitt „Saarschleife“|link=]]</li> |
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| − | </ul></div> |
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| − | ==== Normierter Differenzierter Vegetationsindex (NDVI) ==== <!--T:25--> |
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| − | Der NDVI wird als Maß für die Vegetationsbedeckung einer Fläche verwendet. Er zeigt die Vitalität der Vegetation. Der typische Reflexionsverlauf einer gesunden Pflanze führt auf eine geringe Reflexion im sichtbaren roten Bereich und eine starke Reflexion im nahen infraroten Bereich zurück. Je grüner/gesünder die Pflanze ist, desto stärker ist der Anstieg der Reflexionskurve im nahen infraroten Bereich. |
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| − | <!--T:27--> |
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| − | <div><ul> |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Formel1.PNG|frameless|link=]] </li> |
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| − | </ul></div> |
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| − | <!--T:28--> |
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| − | Aufgrund der Normierung nimmt der NDVI nur Werte zwischen -1 und +1 an. Es werden dadurch Einflüsse der Geländeneigung und Beleuchtungsverhältnisse kompensiert. |
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| − | Der Datensatz ist farbcodiert, wobei die Farbskala von braun (keine Vegetation) über gelb bis dunkelgrün (gesunde Vegetation) reicht. Negative Werte bezeichnen Wasserflächen. Ein Wert zwischen 0 und 0.2 entspricht nahezu vegetationsfreien Flächen, während ein Wert nahe 1 auf eine hohe Vegetationsbedeckung mit grünen Pflanzen schließen lässt. |
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| − | <!--T:30--> |
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| − | <div><ul> |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Abb6.png|thumb|Abbildung 6: NDVI berechnet aus Sentinel-2 Daten vom 02.07.2019 Ausschnitt „Saarschleife"|link=]]</li> |
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| − | <li style="display: inline-block;">[[Datei:Sentinel-2_Abb7.png|thumb|Abbildung 7: NDVI berechnet aus Sentinel-2 Daten vom 04.12.2019 Ausschnitt „Saarschleife“|link=]]</li> |
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| − | </ul></div> |
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| − | == Anleitung == <!--T: |
+ | == Anleitung == <!--T:46--> |
| − | <!--T: |
+ | <!--T:47--> |
<ul class="box" style="margin-top: 0px;"> |
<ul class="box" style="margin-top: 0px;"> |
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| − | <li class="download">[//{{SERVERNAME}}/mediawiki/images/ |
+ | <li class="download">[//{{SERVERNAME}}/mediawiki/images/2/2a/Anleitung_SaarBoBeKa.pdf Anleitung zur Nutzung der Fachanwendung]</li> |
</ul> |
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Aktuelle Version vom 21. Juni 2022, 10:09 Uhr
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Bodenbewegungskataster Saarland (SaarBoBeKa)
Viewer
Zur Anwendung des Bodenbewegungskatasters
Beschreibung
Bodenbewegungen stellen potentielle Gefahren für Mensch und Umwelt dar. Insbesondere in einem bergbaubeeinflussten Land wie dem Saarland sind diese von großer Bedeutung. Hinsichtlich der geplanten und teilweisen Einstellung der Grubenwasserhaltung (Grubenflutung) nach der aktiven Phase des Steinkohlenabbaus ist mittel- bis langfristig mit klein- und großräumigen Oberflächenbewegungen zu rechnen.
Neben dem Bergbau bzw. allgemein der Rohstoffgewinnung gelten größere Baumaßnahmen, sowie natürliche Gegebenheiten wie Auswaschungen und Hangrutschungen als Ursachen für Bodenbewegungen. Darüber hinaus können auch Änderungen des Grundwasserhaushaltes, verursacht durch Wasserentnahmen oder aufgrund klimatischer Veränderungen, zu Bodenbewegungen führen. Die Ermittlung risikobehafteter Bodenbewegungen ist insofern ein wichtiges Hilfsmittel, um Schäden an Bebauung, Verkehrsinfrastruktur oder Umwelt vorzubeugen.
Mit dem Bodenbewegungskataster (SaarBoBeKa) werden amtliche, qualitätsgesicherte und jährlich aktualisierte Bewegungsraten abgeleitet. Die Generalisierung über eine kachelbasierte Darstellung gewährleistet den Datenschutz bei gleichzeitiger Überprüfung durch terrestrische Referenzdaten. Die Nutzung zielt insbesondere auf das Nachbergbaumonitoring ab.
Neben den kachelbasierten Darstellungen der Bodenbewegungen liefert das Bodenbewegungskataster zudem zusammenhängende Zeitreihen über den gesamten Monitoringzeitraum zu jeder einzelnen Kachel.
Messtechnische Grundlage ist die satellitengestützte Radarinterferometrie unter Nutzung der Auswertemethode Persistent Scatterer Interferometry (PSI). Hierfür werden die im Rahmen des Copernicus Programms der Europäischen Weltraum-Agentur (ESA) frei verfügbaren Daten des Satelliten Sentinel-1 genutzt. Zur Gewährleistung einer frühzeitigen Erkennung möglicher Bodenbewegungen ist ein Aktualisierungszyklus von mindestens einem Jahr vorgesehen.
Ein weiterer Bestandteil des Bodenbewegungskatasters des Saarlandes ist der Aufbau eines Multisensor-Referenzpunktnetzes (MSST). Die im gesamten Saarland elf aufgestellten MSST (Abbildung 1) bestehen dabei je aus einem soliden, schweren Doppel-Corner-Reflektor, der für alle derzeit verfügbaren Radarsatelliten geeignet ist, einer permanenten GNSS-Station und Nivellementpunkten, die auf einem schweren setzungsfreien Stahlbetonblock gegründet sind.
Durch die MSST ist eine Kopplung der geodätischen und der radarinterferometrisch gewonnenen Ergebnisse gewährleistet. Hierdurch erfolgt eine präzise Validierung der „radarinterferometrischen Messungen“ mit verschiedensten geodätischen Messungen, wodurch ein in der Fläche qualitativen Bodenbewegungsdienst garantiert wird. Zusätzlich lässt dies eine präzise Verifizierung der Lagegenauigkeit radarinterferometrischer Ergebnisse zu.
Die Stationen des LVGL entsprechen den besonderen Genauigkeitsanforderungen (Lage- und Höhenstabilität) einer Referenzstation des Satellitenpositionierungsdienstes der Deutschen Landesvermessung (SAPOS). Mehrere ausgewählte Stationen werden zukünftig als bodengebundene SAPOS-Referenzstation in das Netz der SAPOS-Stationen integriert. Sie werden somit die Qualität des SAPOS-Dienstes und dadurch auch die Positionsbestimmung auf Seiten der Nutzer im Saarland weiter verbessern.
Anleitung
Ansprechpartner
Landesamt für Vermessung, Geoinformation und Landentwicklung
Sachgebiet 2.3
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E-Mail-Kontakt
Telefon: +49 681 9712-223
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