Satellitenbasiertes Monitoring von Seen in Baden-Württemberg

In Baden-Württemberg gibt es insgesamt 28 Seen mit einer Fläche von mehr als 50 Hektar. Diese müssen im Zuge der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union regelmäßig überwacht werden. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Bodensee, der nicht nur Touristen anzieht, sondern insgesamt rund fünf Millionen Menschen in der Region mit Trinkwasser versorgt. Darüber hinaus gibt es 261 Stehgewässer, die zwischen zehn und 50 Hektar groß sind – und rund 1.300 natürliche und künstliche Stehgewässer zwischen einem und zehn Hektar.

Fernerkundungsdaten, die von ESA- und NASA-Satelliten aufgenommen werden, sollen künftig für den Gewässerschutz in Baden-Württemberg eingesetzt werden. Foto: LUBW – Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg

„Mit den klassischen Methoden der Probenahmen ist ihre kontinuierliche Überwachung kaum möglich“, berichtet Werner Altkofer, stellvertretender Präsident der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg (LUBW). Aus diesem Grund hat das Institut für Seeforschung der LUBW das Leuchtturmprojekt „Satellitenbasiertes Monitoring von Stehgewässern in Baden-Württemberg“ (SAMOSEE-BW) gestartet. Ziel ist es, die Wasserqualität mithilfe von Satelliten zu überwachen. Altkofer hierzu: „Die Fernerkundung kann künftig Zeit, Arbeit und Geld sparen und es können mehr Seen als bisher in das Gewässermonitoring einbezogen werden. Das ist für den Schutz der Seen als wertvolle Ökosysteme ebenso hilfreich wie für ihre Nutzung beispielsweise für die Freizeitgestaltung.“ Im SAMOSEE-BW-Projekt kommen Satelliten der europäischen (ESA) wie auch der amerikanischen Weltraumbehörde (NASA) zum Einsatz.

Die Satelliten liefern bei ihren häufigen Überfliegungen eine Flut von Rohdaten. Diese so zu interpretieren, dass sie anschließend in Tabellen, Grafiken und Abbildungen schnell erfassbare Information zur Gewässerqualität liefern, ist eine Herausforderung. Bewertungen und eventuelle Korrektur der Rohdaten sowie spezielle Compu­terprogramme und Arbeitsroutinen sind dafür erforderlich. In den vergangenen zwei Jahren haben die Wissenschaftler des in Langenargen ansässigen Instituts hierfür die Voraussetzungen geschaffen.

Vorrangig werden dabei diejenigen Gewässerqualitätspara­meter berück­sichtigt, die für die Bewertung von Seen ein besonderes Gewicht haben, wie Chlorophyll-a sowie Trübung und Sichttiefe. Auch die Temperatur an der Seeober­fläche wird erfasst. Darüber hinaus sind satellitenbasierte Informationen über die Gewässertrophie ebenso von Interesse wie solche Daten, die auf Blaualgen schließen lassen.

Derzeit dauert es etwa ein Vierteljahr, bis die von den Satelliten gelieferten Messdaten so weiterverarbeitet sind, dass sie alltagstauglich in das Gewässermonitoring der LUBW einflie­ßen können. Dies reicht für den vorsorgenden Gewässer­schutz und die Fragestellungen der praktischen Wasserwirtschaft in der Regel aus. Um ein Warnsystem mit sehr kurzen Reaktionszeiten zu verwirklichen, müssen die entsprechenden Voraussetzungen im Hinblick auf die Prozessierung der Daten, sowohl bei der Hardware als auch der Software, erst noch entwickelt werden. Dies ist eines der nächsten Ziele der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Langenargen. „Insgesamt zeigt das im Rahmen der Digitalisierungsstrate­gie des Landes durchgeführte Projekt SAMOSEE-BW deut­lich, dass im noch jungen Arbeitsgebiet der Fernerkundung und Verarbeitung digitaler Messdaten viel Innovationspotenzial steckt, das unser ak­tuell bestehendes Umwelt Monitoring sinnvoll ergänzt und erweitert“, sagt Altkofer. (jr)

www.lubw.baden-württemberg.de