View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Zusammenfassung i
Zusammenfassung
Vor dem Hintergrund der hohen Belastung von Grund- und Ober-
flächengewässern mit Nitrat durch die Anwendung von stickstoffhaltigen
Düngemitteln in der Landwirtschaft wurde im Forschungszentrum J ülich (ICG
4) und in der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) das integrierte
REGFLUD-Modellsystem bestehend aus dem agrarökonomischen Modell
RAUMIS und dem Wasserhaushaltsmodell GROWA entwickelt . Im Rahmen die-
ser Dissertation wurde das Modellsystem im oberirdischen Flusseinzugsgebiet
der Rur eingesetzt, um festzustellen, ob und in welcher Weise die Verwendung
von Fernerkundungsdaten dazu beitragen kann, einzelne Modellkomponenten
bzw. Modellverbindungen und damit die Modellergebnisse zur Wasserhaushalts-
und Nitratstrommodellierung weiter zu verbessern.
ASTER-, SPOT- und LANDSAT-Daten der Jahre 2000 - 2004 wurden in diesem
Modellsystem eingesetzt und analysiert, ob auf diese Weise Weiterentwicklun-
gen einzelner Modellkomponenten und Modellkopplungen bzw. entscheidende
Verbesserungen der Ergebnisse erreicht wurden . Dazu wurden zun ächst Bild-
streifen entfernt, mit Hilfe einer Wavelet Fusion eine panchromatische Schärfung
durchgeführt und eine manuelle bzw . automatisierte Geokorrektur angewendet.
In Geländearbeiten wurden Referenzdaten f ür Ackerfrüchte aufgenommen, die
anschließend zum Training eines neuronalen Netzes mit einem Kalman Fil-
ter verwendet wurden . Auf dieser Basis konnte eine fl ächendeckende Land-
nutzungskarte er-stellt werden, die anschließend auf Basis von Klassenzu-
gehörigkeitswahrscheinlichkeiten gefiltert wurde.
Eine Disaggregierung von Stickstoffbilanz übersch üssen war nun auf Parzellen-
ebene m öglich, wodurch Satellitendaten zur Kopplung von RAUMIS und GRO-
WA verwendet wurden und der diffuse Stickstoffeintrag aus der Landwirtschaft
flächendifferenziert abgebildet wurde . Zusätzlich wurde für die beiden Landnut-
zungsklassen Siedlung und Industrie der Versiegelungsgrad berechnet.
Da nun die landwirtschaftliche Rotation bekannt war, wurde im Wasserhaushalts-
modell GROWA anstatt der potenziellen Grasreferenzverdunstung die pflanzen-
spezifische Evapotranspiration ermittelt . Zur Berechnung der realen Evapotran-
spiration wurden landnutzungsspezifische Koeffizienten verwendet, die nun auf
die veränderten Datengrundlagen angepasst und auf die Bedingungen im Ru-
reinzugsgebiet kalibriert wurden . Dies hatte gleichzeitig den Vorteil, dass spezi-