Satellite-based modelling of grassland yield and quality dynamics (SatGrass)
Abstract
Grünland ist mit 1,34 Millionen Hektar die flächenmäßig wichtigste Kulturart in Öster- reich. Österreichs Grünland bietet neben wichtigen ökologischen Funktionen die Futter- grundlage für rund 53.000 Viehwirtschaftsbetriebe. Die Vielfalt an standortabhängigen Bewirtschaftungsintensitäten, die kleinflächigen Strukturen und die mehrfache Ernte im Verlauf einer Vegetationsperiode machen eine flächendeckende, systematische und ge- naue Schätzung von Ertrag und Qualität bislang sehr schwierig. Solche Schätzungen erfol- gen momentan über die Hochrechnung von Stichproben. Die zumeist witterungsabhängi- gen zeitlichen und regionalen Ertragsschwankungen können damit jedoch nicht vollstän- dig erfasst werden. Dies betrifft vor allem die Quantifizierung von Ertragsminderungen und -ausfällen durch Trockenheit und andere lokale Extremereignisse (z.B. Hagel), welche zukünftig im Zuge der Klimaveränderung häufiger auftreten werden. Ertrag und Qualität bilden in der Bewertung des Grünlandes eine untrennbare Einheit. Die Ernte in einer frühen Phase der Entwicklung liefert zwar wenig Trockenmasse, dafür aber mit hoher Qualität. Mit der weiteren phänologischen Entwicklung des Pflanzenbestandes nimmt die Biomasse zu, während die Qualität der Gräser, Leguminosen und Kräuter sinkt. Über die Auswahl des Schnittzeitpunktes kann der Landwirt das Verhältnis zwischen Er- trag und Futterqualität direkt steuern. Eine objektive Einschätzung des Verhältnisses die- ser beiden Parameter entscheidet daher maßgeblich über den wirtschaftlichen Erfolg und die Produktivität eines Grünlandbetriebes. Die optischen und SAR-Satelliten des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Coper- nicus haben das Potential, Grünlandbestände und deren Nutzung auf Feldstücksebene kontinuierlich und in hoher räumlicher Auflösung zu beobachten. Um daraus relevante Ve- getationsdynamiken ableiten zu können, vereint SatGrass Fernerkundungs- und Wetterda- ten zu einem Schätzmodell, welches mit regional verteilten Ertragsmessungen und Quali- tätsuntersuchungen kalibriert und validiert wird. Die wichtigsten Ziele von SatGrass sind: • Die Identifikation von Nutzungszeitpunkten aus Zeitreihen von Sentinel-1 (S1) und Sentinel-2 (S2) Daten als Grundlage für eine aufwuchsbezogene Ertragsbestimmung. • Die fernerkundliche und wettergestützte Schätzung von Ertrag und Futterqualität so- wie deren Dynamik über den gesamten Verlauf der Vegetationsperiode unter Einbe- ziehung der Nutzungszeitpunkte, der Witterung und Wasserbilanz.
Grünland Copernicus Qualität der Gräser Erdbeobachtung Sentinel-1
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