Ableitung von phänologischen Maßen aus fernerkundlichen Zeitreihen - Methoden, Plausibilität und Aussagekraft

Abstract

Vor dem Hintergrund des Klimawandels ist das Forschungsfeld der Phänologie immer mehr in den Fokus interdisziplinärer Fragestellungen gerückt. Fernerkundliche Ansätze mittelaufgelöster Daten schaffen dabei mit ihrer flächenhaften und repetitiven Abdeckung eine unverzichtbare Datenbasis für vielseitige Anwendungen, sofern sie a) hinreichend validiert sind sowie b) phänologische Veränderungen der Vegetation adäquat widerspiegeln. In diesem Beitrag werden Ansätze zur Ableitung fernerkundlicher phänologischer Maße (z.B. Start of Season, End of Season) aus verschiedenen NDVI-Zeitserien für Deutschland präsentiert. Am Beispiel der MODIS-Datensätze der Jahre 2001-2012 werden die Schwierigkeiten bei der Anwendung dieser Methoden und Möglichkeiten zum Umgang mit verrauschten Zeitserien diskutiert. Mit Hilfe statistischer Analysen wird die Plausibilität dieser künstlichen Zeitpunkte unter Verwendung der real beobachteten phänologischen Daten des DWD untersucht. Weiterhin wird vorgestellt, inwieweit sich potenzielle phänologische Kenngrößen aus den Zeitserien für verschiedene Landbedeckungsklassen ableiten lassen. Dazu werden CORINE-Daten und weitere raumbeschreibende Variablen wie beispielsweise geographische Breite, Höhe, Hangneigung sowie Exposition herangezogen. Die Arbeiten sind Beitrag zum BMWI-Projekt „Multisaisonale Fernerkundung für das Vegetationsmonitoring“, in dem diese Quantifizierungen der intra-annuellen Vegetationsdynamik entlang unterschiedlicher Gradienten als zusätzliche Eingangsgröße für die Artverbreitungsmodellierung und Klassifikation von Grünlandflächen dienen.