Entwicklung eines universellen Bezugssytems für Umweltmonitoring auf Grundlage eines globalen Stichprobendesigns

• Antragsteller: Dr. Lutz Fehrmann
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273259202

Im Rahmen verschiedener nationaler und internationaler Umweltabkommen erlangen methodische Fragen des Wald-Monitorings eine immer weiter zunehmende Bedeutung. Die Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und daraus entstehende Klimaschutzinstrumente wie z.B. REDD zeigen die Bedeutung der genauen Quantifizierung von Waldzustand- und Veränderung als Grundlage für die Zahlung von erfolgsabhängigen Entschädigungen für verminderte Entwaldung und Wald- Degradierung auf nationaler- und Projektebene. In diesem Zusammenhang spielt die Entwicklung von fernerkundungsbasierten Methoden zur großflächigen Schätzung von Waldflächenänderungen eine wichtige Rolle. Zahlreiche globale Kartenprodukte wurden als Referenz für die Schätzung historischer Entwaldungs-raten bzw. aktuellen Waldflächenschätzungen vorgeschlagen. Diese Produkte sind Ergebnis modellbasierter Verfahren, deren Anwendung ein hohes Maß an Expertenwissen erfordern, was die Implementierung der aktuellen Klimapolitik erschwert. Eine Andere Möglichkeit Fernerkundungsdaten zur Schätzung von Landnutzungsänderungen zu verwenden, sind stichprobenbasierte Verfahren, die auf einer visuellen Interpretation kleiner Bildausschnitte, bzw. der Klassifikation von geeigneten Beobachtungseinheiten basieren. Die Nutzbarkeit von zunehmend frei Verfügbaren hochaufgelöster und georeferenzierter Bilddaten die durch virtual globes wie z.B. Google Earth, bing, NASA Worldwind und Anderen zur Verfügung gestellt werden, ist im Kontext des Umweltmonitorings in diesem Zusammenhang bisher selten Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Das geplante Vorhaben hat zum Ziel, ein global verwendbares Stichprobendesign als Grundlage solcher Schätzungen vorzuschlagen und eine konzeptionelle Grundlage zur Anwendung zu entwickeln. Anhand verschiedener Fallstudien in Deutschland (Flächenschätzung für verschiedene Waldtypen), Indonesien (Schätzung der historischen Entwaldungsrate) und auf globaler Ebene sollen geeignete Beobachtungseinheiten identifiziert werden, wobei der Fokus hier auf Anwendungen im Forstbereich liegt. Die Verwendung von frei verfügbarem Bildmaterial durch virtual globes sowie die nötige Optimierung der Beobachtungseinheiten sind die zentralen wissenschaftlichen Fragestellungen des Projektes. Diese können z.B. Linienelemente, feste Probeflächen oder Klumpen von Punkten sein, die jeweils an die räumliche Konfiguration der Landschaft bzw. die jeweilige Zielvariable angepasst werden können, was einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der statistischen Schätzung hat (z.B. in Form des Stichprobenfehlers). Um das Stichprobenkonzept für Wissenschaftler verschiedener Disziplinen nutzbar zu machen, wird ein Web-GIS sowie ein Dokumentations-Wiki erstellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Christoph Kleinn