Wassererosion Risikobewertung mit Nutzung des EROSION 3D Modells<\/p>\n
Problematik der Wassererosion<\/span><\/span><\/strong> EROSION 3D Modell<\/span><\/span><\/strong> Eine Bodentexturkarte f\u00fcr die Tschechische Republik in Deutschem System ableiten<\/span><\/span><\/strong><\/p>\n Die Bodentextur ist der Schl\u00fcsselfaktor des Eingangsmodells. Das Modell erfordert Informationen \u00fcber den Prozentsatz von Schluff, Sand und Ton im Boden. Diese Information fehlt nun in der tschechischen Bodendatenbank und es ist notwendig, dass diese f\u00fcr den Routineeinsatz des Modells abgeleitet werden kann. W\u00e4hrend des Stipendiums wurden diverse Ans\u00e4tze getestet, um aus der limitierten Datengrundlage Parameter zu erzeugen. Ferner wurden Methoden f\u00fcr die zuk\u00fcnftige Datenprozessierung getestet. Erst musste ein Werkzeug zur Synchronisation von deutschen und tschechischen Texturgr\u00f6\u00dfe f\u00fcr Sand, Schluff und Ton entwickelt werden<\/span><\/span>. Mit diesem Werkzeug wurde eine deutsche Texturkategorie f\u00fcr jede Bodengrube aus dem Bodenuntersuchung abgeleitet. Danach wurde eine Kombination von GIS r\u00e4umliche Analyse in deinem Entscheidungsbaum entwickelt, um die Bodentextur in der Karte zu interpolieren.<\/p>\n EROSION 3D Model Kalibrierung und Validierung<\/span><\/span><\/strong><\/p>\n Die Parametrizierung des Modells basiert auf Daten aus Beregnungsexperimenten, die in 2015 in der Tschechischen Republik stattgefunden haben. Das ist ein \u00e4hnliches Experiment, auf dem der Eingabedatenkatalog der EROSION 3D Parametern basiert. Prinzip des Experiments ist, dass man die Initialien von Boden und Vegetation kennt wie auch die Bedingungen am Ort der Messung, L\u00e4nge und Intensit\u00e4t des Regens und Messung der Menge des Sediments und des Wasserabflusses. Von den bekannten Bodenparametern, die in dem Field abgeleitet waren, kompiliert man den Satz von Modellparametern. <\/span><\/span><\/p>\n Der gesamte Kalibrierprozess wurde aufgrund der hohen Empfindlichkeit gegen\u00fcber der Bodenfeuchtigkeit als sehr problematisch identifiziert. Dieser Bodenparameter ist in Zeit und Raum sehr variabel und mit einer kleinen Ver\u00e4nderung gibt das Modell sehr unterschiedliche Resultate. Ich habe zwei Parameter kalibriert, davon ist eine f\u00fcr die erfolgsreiche Simulation sehr wichtig, weil eine Abh\u00e4ngigkeit von Bodenfeuchtigkeit gfunden wurde. Durch diese Abh\u00e4ngigkeit ist es m\u00f6glich, das Modell richtig einzustellen.<\/span><\/span><\/p>\n Der r\u00e4umliche Validierungsprozess des Modells wurde f\u00fcr einen Bereich des Erosionsereignisses durchgef\u00fchrt, der im Mai 2014 stattfand. Die Ergebnisse wurden mit den Informationen in der Erosionsereignissdatenbank und mit einer Photodokumentation des Ereignisses und Ortophoto verglichen. Die meisten der kritischen Orte mit hohen Erosionen wurden gut identifiziert. Die einzige Ungenauigkeit in dem Modell ergibt sich aus dem Transport des Materials an einem Platz. Das Modell leitete das Material direkt an einen Fluss, in Wirklichkeit wurde das Material entlang des Flusses in einen Teich transportiert. Dies wird durch die Skala des digitalen Gel\u00e4ndemodells verursacht. Mit einer Aufl\u00f6sung von 5×5 m wird eine kleine H\u00f6he, die den Transport umleiten kann, vernachl\u00e4ssigt . Das ist aber kein Problem der Parametrization.<\/span><\/span><\/p>\n Structure from motion Methode lernen<\/span><\/span><\/strong><\/p>\n An meinem deutschen Institut werden auch moderne Methoden genutzt, um ein pr\u00e4zises Gel\u00e4ndemodel zu bauen und ich hatte die M\u00f6glichkeit, sie zu lernen. Es geht um die Fotogrametrische Methode Structure from Motion. W\u00e4hrend des Stipendiums habe ich an verschiedenen Feldarbeit mit Drohnennutzung teilgenommen. Ich habe gelernt, wie eine DJI Falcon 3 Drohne pilotierten und nach einer Schulung habe ich eine Lizenz f\u00fcr die Verwendung einer Drohne f\u00fcr Forschungs- und Kommerzielle Zwecke erhalten. Um die Geodaten nachzubearbeiten, habe ich\u00a0 zwei Softwares gelernt. Eine f\u00fcr die Bearbeitung der Fotografien, um ein 3D Gel\u00e4ndemodell zu bauen und ein Koordinatensystem einzuf\u00fchren. Eine andere, um die Gel\u00e4ndemodelle miteinander zu vergleichen. <\/span><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Wassererosion Risikobewertung mit Nutzung des EROSION 3D Modells Problematik der WassererosionWassererosion auf Ackerland ist eines der derzeit wichtigsten \u00f6kologischen Probleme. Sie bewirkt den Transport von Bodenpartikeln aus dem Feld. 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Wassererosion auf Ackerland ist eines der derzeit wichtigsten \u00f6kologischen Probleme. Sie bewirkt den Transport von Bodenpartikeln aus dem Feld. Die prim\u00e4re Konsequenz ist ein Verringern der Ackerkrume, die der fruchtbarste Teil des Bodenprofils ist. Dies bringt viele ernsthafte Probleme mit sich. Erosion verursacht \u00f6kologische und \u00f6konomische Verluste, die die Gesellschaft beeinflussen, wie Schaden f\u00fcr die landwirtschaftliche Produktion, Wasserverschmutzung oder Sachsch\u00e4den.
Nach Angaben der Boden- und Wasserschutz Institute in Prag sind mehr als die H\u00e4lfte des Ackerlands in der Tschechischen Republik m\u00f6glicherweise durch Wassererosion betroffen. <\/span><\/span><\/p>\n
Heutzutage ist die mathematische\u00a0 Modellierung von Erosionsprozessen der effizienteste Ansatz, um Wassererosion zu bewerten und eine bessere Art und Weise des Farm-Managements zu finden, um negative Auswirkungen zu reduzieren.
Im Rahmen des DBU-Stipendiums arbeite ich an der Technische Universit\u00e4t Freiberg im Team von Professor J\u00fcrgen Schmidt, der das prozessbasierte Modell EROSION 3D entwickelte. Das Modell ist ein n\u00fctzliches Werkzeug im Bodenschutz gegen Wassererosion. Dank seiner breiten Pallete von Ausgabeparametern ist es m\u00f6glich, es f\u00fcr viele verschiedene Analysen zu verwenden.
Eine Beschr\u00e4nkung f\u00fcr die Modell-Nutzung in der Tschechischen Republik ist, dass die Modelleingangsparameter auf der Deutschen Bodenklassifikation basieren und die tschechische anders ist. Das Modell hat einen Katalog von Modellparametern f\u00fcr unterschiedliche Bodenverh\u00e4ltnisse, die jedoch nicht in vollem Umfang in CZ zu verwenden sind.
Daher gibt es zwei Hauptaufgaben in diesem Projekt:
1) Entwicklung eines Ansatzes, wie eine Eingabeparameterdatenbank aus tschechischen Bodendaten abzuleiten ist
2) Kalibrierung des Modells ,um Modellparameter aus Niederschlagssimulationen abzuleiten.<\/span><\/span><\/p>\n
In den 60er Jahren fand in CZ eine gro\u00dfe Bodenkartierung statt und ca. 400.000 Sch\u00fcrfgruben wurden gegraben und kartiert. Jedoch sind keine dieser Daten im aktuellen Zustand ausreichend, um den Bodentextur im erforderliche Struktur abzuleiten.<\/span><\/span><\/p>\n