Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern

Mauch, Ueli

doi:10.21256/zhaw-19283

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Publication type:	Bachelor thesis
Title:	Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern
Authors:	Mauch, Ueli
Advisors / Reviewers:	Ochsner, Pascal Junghardt, Johann
DOI:	10.21256/zhaw-19283
Extent:	45
Issue Date:	2019
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subjects:	Remote sensing; Drought monitoring; Vegetation index; Sentinel-2; Red-edge
Subject (DDC):	333.7: Land, natural recreational areas
Abstract:	Braune Wälder, vertrocknete Weiden und trockene Bachläufe – die direkten Auswirkungen der Trockenheit im Sommer 2018 waren vielerorts zu beobachten. Es ist davon auszugehen, dass sich Dürre- und Hitzeperioden in Zukunft häufen werden. Die Auswirkungen solcher Ereignisse können heutzutage mit Methoden der Fernerkundung zeitnah und grossflächig erfasst werden. In den letzten Jahren wurde neben der räumlichen auch die spektrale Auflösung der Satelliten verbessert sowie die zeitlichen Abstände zwischen den Beobachtungen verkürzt. Diese Daten sind heute teilweise frei verfügbar. Diese Arbeit hat das Ziel, die Trockenheit im Sommer 2018 für ein Gebiet in der Schweiz und dem angrenzenden Deutschland mit den beiden Vorjahren zu vergleichen. Basierend auf Sentinel-2 Satellitendaten sollen unterschiedliche Trockenheitsindizes erstellt und ein Workflow erarbeitet werden, um die Vergleichbarkeit der Indizes zu gewährleisten. Es soll geklärt werden, mit welchen Vegetationsindizes die Trockenheit mittels Satellitendaten quantifiziert werden kann. Zudem sollen sich die berechneten Trockenheitswerte verschiedener Jahre in vergleichbare Grössen umwandeln lassen. In einem ersten Schritt wurden mithilfe von Meteodaten geeignete Zeitpunkte eruiert. Im Anschluss wurden für die Sommer der Jahre 2016 bis 2018 zu jeweils 3 Zeitpunkten Sentinel-2-Daten beschafft und atmosphärisch korrigiert. Anschliessend wurden für alle Zeiträume die Vegetationsindizes Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Normalized Difference Water Index (NDWI) und Normalized Difference Infrared Index (NDII) berechnet. Diese wurden sowohl für die gesamten Vegetationsflächen (klassifizierte Szene von Sentinel) als auch im Speziellen nur für die Waldflächen (Waldflächen aus dem topographischen Landschaftsmodell der Schweiz) berechnet. Die Indizes der Jahre wurden mittels t-test statistisch verglichen. Die Resultate über die gesamte Vegetation zeigten bei allen Indizes und Zeiträume für das Jahr 2018 signifikant tiefere Werte mit Ausnahme von einem Zeitpunkt für den NDVI. Für die Vegetationsflächen war bei allen Indizes und allen drei Zeiträumen das Jahr 2018 statistisch signifikant tiefer (p < 2.2*10-16), abgesehen vom Zeitpunkt Juni/Juli für den NDVI. Die Resultate der Waldflächen waren weniger eindeutig (in 11 von 18 Fällen), wobei für das Jahr 2018 nur der NDWI zu allen Zeitpunkten signifikant tiefer als in den Vorjahren war. Für den NDVI war dies nur im August und für den NDII im September der Fall. Basierend auf den Resultaten kann die extreme Trockenheit im Sommer 2018 zu einem grossen Teil mit Methoden der Fernerkundung erfasst und bestätigt werden.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/19283
License (according to publishing contract):	Licence according to publishing contract
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Bachelorarbeiten Umweltingenieurwesen

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Mauch, U. (2019). Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-19283

Mauch, U. (2019) Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-19283.

U. Mauch, “Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2019. doi: 10.21256/zhaw-19283.

MAUCH, Ueli, 2019. Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Mauch, Ueli. 2019. “Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-19283.

Mauch, Ueli. Untersuchung der land- und forstwirtschaftlichen Trockenheit von 2018 in der Schweiz anhand Sentinel-2-Satellitenbildern. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2019, https://doi.org/10.21256/zhaw-19283.