Inhalt: Essays: Günther Beck: Einführung: Geographische Nachschlagewerke Wolf Tietze: Westermann Lexikon der Geographie Hans-Joachim Wenzel: Metzler Handbuch für den Geographieunterricht: Entstehungshintergründe, Konzeption, Rezeption Hartmut Leser: Das „DIERCKE Wörterbuch Allgemeine Geographie“:Idee, Konzept und Perspektiven Peter Meusburger: Das „Lexikon der Geographie“. Konzept, Ziele und Grenzen eines Fachlexikons Helmuth Köck: ABC der Geographiedidaktik Hartwig Haubrich: Konzeption und Erfahrungen mit dem Standardwerk „Geographie unterrichten lernen. Die neue Didaktik der Geographie konkret“

Stand des IMAF zu Beginn des Jahres 2006<br><br> Zum 1. April 2005 wurde per Beschluss des Rektorats der Universität Potsdam das Interdisziplinäre Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung (IMAF) an der Universität Potsdam eingerichtet. Diesem Beschluss gingen knapp zwei Jahre konzeptionelle, organisatorische und administrative Vorarbeiten voraus. Inzwischen ist das IMAF also offiziell gegründet, der Vorstand wurde „bestellt“ (Prof. M. Mutti. Prof. E. Zehe, Prof. A. Bronstert), der Geschäftsführer bzw. wissenschaftliche Koordinator Dr. M. Kühling arbeitet in dieser Funktion seit Sommer 2005 und seit kurzem ist auch die 1. Version der Homepage des IMAF (http://www.uni-potsdam.de/imaf/) frei geschaltet.<br><br> Auch die Infrastruktur des IMAF ist in der Entstehungsphase: Büroräume sind versprochen (wenn auch noch nicht bezugsfertig) im Haus 13 auf dem Campus Golm der Universität Potsdam und der 1. erfolgreiche Drittmittelantrag erbrachte 8 leistungsfähige Tischrechner und einen Server für das IMAF aus EU-Mitteln. Wichtiger als die administrativen und organisatorischen Arbeiten sind aber die inhaltlichen Forstschritte. Hier ist die große Resonanz, die die Gründung des IMAF sowohl innerhalb als auch außerhalb der Universität gefunden hat, besonders erfreulich. Über 30 Angehörige des Zentrums sind inzwischen zu verzeichnen und es gibt bereits eine Reihe von wissenschaftlichen Projektinitiativen und Ideen für dieses Zentrum.<br><br> Neben den wissenschaftlichen Arbeiten am IMAF ist ein zweites Hauptziel für dieses Zentrum die Entwicklung und der Ausbau eines strukturierten Ausbildungsangebotes für Musterdynamik und angewandte Fernerkundung. Dies sollen gleichermaßen Masterstudenten als auch Doktoranden der Universität Potsdam und der mit ihr assoziierten außeruniversitären Institute nutzen. Zudem werden Kurse und Weiterbildungsveranstaltungen mit nationalen und internationalen Experten angestrebt.<br><br> Neben diesen positiven Entwicklungen gibt es auch (noch ??) über einige Mängel zu berichten: Das Sekretariat ist nach wie vor unbesetzt, die Finanzausstattung des Zentrums ist völlig ungenügend und die im Konzept für das Zentrum beantragte Wissenschaftlerstelle für Softwareanwendung ist nicht in Sicht. Für einen Erfolg des Zentrums ist es unbedingt notwendig, dass sich diese Situation deutlich verbessert!!<br><br> Forschungsschwerpunkte des IMAF<br><br> <u>Räumliche Muster und deren Struktur in der Umwelt</u><br><br> Räumliche Muster sind in vielen naturwissenschaftlichen Disziplinen (Hydrologie, Ökologie, Geologie, Biologie, Chemie, Physik) von zentraler Bedeutung. Z.B. bestimmen die räumlichen (und zeitlichen) Muster von Bodeneigenschaften und Vegetation in ihrem Zusammenspiel mit den Mustern von Niederschlag und Strahlungsinput maßgeblich den Wasser- und Stoffhaushalt auf unterschiedlichsten Skalen und führen über Rückkopplung wiederum zu Veränderungen in Klima, Vegetation und Ökosystemen. Vom kleinräumigen Transport von Schadstoffen und von der Hochwasserentstehung bis zur Frage nach den regionalen und globalen Veränderungen von Klima, Vegetation und Landnutzung seien hier nur einige Problemkreise genannt, in denen Muster und Musterdynamik eine zentrale Stellung einnehmen. Darüber hinaus liefert die Betrachtung der zeitlichen Veränderung von räumlichen Mustern, in Ergänzung zur klassischen Erfassung dynamischer Prozesse in Form von Messungen lokaler zeitlicher Änderungen, eine völlig neue Perspektive auf Dynamik und eröffnet damit völlig neue wissenschaftliche Möglichkeiten.<br> Aktuelle und sehr drängende Fragen innerhalb dieses Forschungsschwerpunktes sind unter anderem:<br><br> • Analyse der generelle Raumstruktur von Geodaten (Variabilität, Struktur, Konnektivität);<br> • Thematische Verbindungen verschiedener Datenebenen und Möglichkeiten für deren Assimilation;<br> • Möglichkeiten und Grenzen des Skalenübergangs zwischen verschiedenen räumlichen Auflösungen und Informationsquellen;<br> • Ableitung der zeitlichen Dynamik bzw. Entwicklung von großen flächenhaften Datenfeldern.<br><br> <u>Angewandte Fernerkundung</u><br><br> Wie keine andere Technik bietet die Fernerkundung in jeglicher Form (unter anderem Satelliten, flugzeuggetragene Sensoren, Wetterradar und auch geophysikalische Methoden) umfangreiche Möglichkeiten, räumliche Muster und deren zeitliche Veränderungen zu erfassen. Allen Methoden der Fernerkundung gemein ist, dass sie nur indirekte Ergebnisse liefern. Das heißt, es besteht nur ein mittelbarer Zusammenhang zwischen dem beobachteten Signal, meist der Reflektivität oder Emissivität elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Spektralbereichen (optisch oder Radar), und der eigentlich interessierenden Größe, wie dem Feuchtezustand der Vegetation, der Bodenfeuchte oder Bodenrauhigkeit, der Niederschlagsintensität, dem Zustand der Schneedecke oder der Ausdehnung eines Oberflächenfilms auf Gewässern. Ein Satellitenbild enthält beispielsweise immer die spektrale Signatur des räumlichen Musters mehrerer der oben genannten Einflussgrößen, was die Extraktion oder Diskriminierung der eigentlich interessierenden Größe erschwert.<br><br> Dieser „vermischte“ Charakter der Fernerkundungsdaten bietet aber auch immense Chancen. So lassen sich durch geeignete Interpretationsverfahren aus jedem mit hohem finanziellem und technischem Aufwand erstellten Satellitenbild zahlreiche und im Detail völlig unterschiedliche Fragestellungen bearbeiten. Die Extraktion der gewünschten Information aus dem Fernerkundungssignal führt mathematisch gesehen meist auf die Lösung so genannter inverser, schlecht gestellter Probleme. Somit beinhaltet die interdisziplinäre Nutzung von Fernerkundung auch ein hohes methodisches Synergiepotential.<br><br> Durch die heutigen technischen Möglichkeiten zur Archivierung auch sehr umfangreicher raumbezogener Informationen ist die Bearbeitung zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach der Aufnahme möglich – zum Beispiel bis entsprechend lange Zeitreihen und/oder geeignete Interpretationsverfahren zur Verfügung stehen. Tatsächlich dürfte der weitaus größte Teil der raumbezogenen Informationen, die in den bisher erhobenen Fernerkundungsdaten stecken, nur in Ansätzen ausgewertet sein. Einer bereits sehr hoch entwickelten technischen Dimension der Fernerkundung steht ein gewisses Defizit im Umfang ihrer Anwendung in den verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen gegenüber. Aktuelle und sehr drängende Fragen innerhalb dieses Forschungsschwerpunktes sind unter anderem:<br><br> • Nutzung der räumlichen und inhaltlichen Breite von Fernerkundungsinformationen;<br> • Verbindung mit automatisierten, u.a. geophysikalischen Methoden des „ground-truthings“;<br> • Identifizierung der Grenzen bzgl. Repräsentanz der Daten (spektral, raum-zeitliche Auflösung);<br> • Verbindung unterschiedlicher Methoden der Fernerkundung und der Geophysik. Dieser Beitrag illustriert die o.g. Fragestellungen anhand einiger Darstellungen aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen und erläutert 2 Beispiele zu beabsichtigten Forschungsprojekten;<br> • Erfassung und Bedeutung von Boden-Oberflächeneigenschaften auf die Abflussbildung von Landschaften;<br> • Phänomene des Stofftransportes in homogenen vs. heterogenen Böden. <br><br> <hr> <br> Dokument 1: Foliensatz | Dokument 2: Abstract | Dokument 3: Animation <br><br> <hr> <br> Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

Problemstellung<br><br> • Geoökologische Prozessforschung versucht für große Landschaftsausschnitte, die in der Natur ablaufenden und vom Menschen beeinflussten Prozesse mit Hilfe von Modellen nachzuvollziehen<br> • exakte Erfassung der Ausstattung des Untersuchungsraumes ist wesentliche Voraussetzung für eine wirklichkeitsnahe Abbildung<br> • Modelle derzeit weder in der Lage, alle ablaufenden Prozesse in die Betrachtung einzubeziehen, noch präzise Eingangsdaten bei der Beschreibung des Ausgangszustandes zu verarbeiten<br> • häufig liegen Modelleingangsdaten nicht in der notwendigen Präzision vor<br> • In Modellen wird Ausstattung eines Untersuchungsgebietes über den Boden, den Grundwassereinfluss und die Flächennutzung beschrieben<br> • Flächennutzung besitzt weitgehend statische Elemente (Nutzungstypen Wald, Gewässer, Siedlung) und hochdynamische Elemente (jährlicher Wechsel der Fruchtart auf jedem Acker)<br> • Bedarf nach detaillierter (lage- und zeitkonkreter) Eingabe der Verteilung der Ackerfrüchte im Modellzeitraum, da Landwirtschaft als eine der bedeutenden Quellen für diffusen Nährstoffeintrag ins Ökosystem angesehen wird Stand der Forschung<br> • bei Erfassung von Kulturen der Landwirtschaft aus Fernerkundungsdaten hat sich multitemporale Klassifizierung als sinnvoll erwiesen, weil sich anhand einer Einzelaufnahme die verschiedenen Kulturen nicht sicher trennen lassen<br> • Klassifizierung erfolgt mit überwachten Methoden unter Verwendung von Trainingsflächen im Datensatz, von denen die dort angebaute Frucht bekannt ist<br> • in die Klassifizierung werden zusätzliche Informationen einbezogen (Fuzzy), die Auskunft über die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Frucht geben (Anbaueignung in Abhängigkeit von Hangneigung, Niederschlag, Höhenlage, Boden) Die Ergebnisse dieser Klassifikationen sind meist nicht auf andere Landschaftsausschnitte und Anbaujahre übertragbar, weil die Ausprägung der Spektralsignatur einer Kultur durch veränderte Boden- und Witterungsbedingungen variiert.<br><br> Lösungsansatz<br><br> • auf Basis von Satellitendaten und Anbauinformationen aus 15 aufeinander folgenden Jahren (35 Aufnahmetermine) sollten von Witterung und Boden unabhängige Jahreskurven der spektralen Charakteristik wichtiger Ackerkulturen gewonnen werden, die den Wachstumsverlauf der Pflanzen beschreiben<br> • diese Kurven sollen anstelle von Trainingsgebieten zur multitemporalen Klassifizierung von Daten eines Anbaujahres herangezogen werden Schlussfolgerungen und Ausblick<br> • Prinzipiell erscheint Vorgehen erfolgreich, jedoch in Abhängigkeit von der Brauchbarkeit der herangezogenen Szenen schwankt Güte des Ergebnisses noch<br> • Verfahren stellt wesentlichen Fortschritt zu bisherigem Vorgehen auf Trainingsflächenbasis dar<br> • ist zumindest im Untersuchungsgebiet immer wieder ohne weitere Kenntnis von Anbauinformationen anwendbar, lediglich exakte phänologische Datierung der dann verwendeten Aufnahmen erforderlich<br> • für andere Gebiete (Variation in Niederschlag und Boden) ist Anpassung der phänologischen Datierung der Kurven erforderlich (Form ist weiter verwendbar)<br> • optimale Bildkombination zur Trennung aller Kulturen ist:<br> Anfang/Mitte April – Mitte Mai – Anfang Juli – Mitte August – Mitte September • Kombination sollte bei verbesserter Verfügbarkeit von Daten beschaffbar sein<br> • problematisch scheinen Trockensituationen im Mai und Juni zu sein, so dass zu schnell reifende Wintergetreide nicht richtig erkannt werden, Bedarf Bodeninformationen einzubeziehen<br> • Trennung von Hackfrüchten weiterhin problematisch (wie schon in bisherigen Verfahren), führt zu übermäßigen Anteilen im Ergebnis, in Abhängigkeit vom Anbauanteil besser vernachlässigen<br> • Einbeziehung von Fuzzyinformationen erscheint sinnvoll<br> • Zusammenhang von Bodengüte und Frucht (Anbaueignung eines Bodens für eine Frucht)<br> • Wasserverfügbarkeit am Standort (in Abhängigkeit von Speichervermögen des Bodens, Grundwasseranschluss und Niederschlag)<br> • Summe der Niederschläge bis zum Aufnahmezeitpunkt (Trockenheitsindex) <br><br> <hr> <br> Dokument 1: Foliensatz | Dokument 2: Abstract <br><br> <hr> <br> Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

Dokument 1: Foliensatz | Dokument 2: Animation <br><br> <hr> <br> Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

Die Präsentation gibt zuerst einen Überblick über mögliche Parameter für die Wasserhaushaltsmodellierung, die aus Fernerkundungs(FE)-daten generell abgeleitet werden können. Bei der Beschreibung der Ableitungsverfahren dieser Parameter aus (FE)-Daten wird auf die Landnutzung, Vegetationsindices und die reale Evapotranspiration (ETr) fokussiert.<br><br> Die Verfahren zur Bestimmung der ETr aus optischen FE-Daten lassen grob wie folgt gliedern :<br><br> • Direkte Ableitung der Evapotranspiration aus radiometrisch bestimmten Oberflächen-temperaturen<br> • Ableitung von Modellinputdaten wie z.B. Globalstrahlung, Albedo, Blattflächeniondex LAI und NDVI aus FE-Daten zur Anwendung von SoilVegetation-AtmosphereTransfer- und Energiebilanzmodellen wie z.B. SEBAL (Bastiaansen et al . 1998)<br> • Kombinierte Anwendung verschiedenster Sensoren wie SAR-ERS1, LANDSAT-TM, NOAA-AHVRR mit SVAT-Modellen und hydrologischen Einzugsgebietsmodellen Die Validierung dieser Methoden wurde in verschiedenen Messkampagnen wie z.B. Lo-trex10E-HIBE, FIFE oder HAPEX-Sahel durchgeführt. Dabei wurde die aus dem entspre-chenden Sensor abgeleitete ETr mit gemessenen ETr-Raten von Ankerstationen innerhalb eines definierten Gebietes verglichen. Diese Ankerstationen leiteten die ETr aus Profil-, Ed-dy-Flux-, oder Szintillometermessungen ab. Durchgängige längere Zeitreihen der ETr sind nur mit FE-Daten mit hoher Wiederholungsrate wie z.B. NOAA-AVHRR, MODIS hoher Zeitauflösung möglich Mit Landsat-TM z.B. ergeben sich dagegen nur „Snap Shots“ der ETr von einzelnen Tagen. Daher wurden oftmals Multisensorverfahren d.h. Kombination von z.B. Landsat-TM mit NOAA-AVHRR eingesetzt oder die FE-Daten nur für die Erhebung zeitin-varianter Eingangsdaten (z.B. Landnutzung) und zur raumbezogenen Validierung der ETr-Berechnungen von hydrologischen Modellen verwendet. Im zweiten Teil des Vortrags wird ein Anwendungsbeispiel für den Versuch einer räumliche Validierung eines Wasserhaus-haltsmodells über NDVI-ETr-Datenprodukte aus Landsat-TM5-Daten für das Stobbergebiet. Ein weiteres Anwendungsbeispiel für die Einbindung von Landnutzungsdatenprodukten aus Landsat-TM5-Daten in die Wasserhaushaltmodellierung für das Ucker-Einzugsgebiet schliesst den Vortrag ab. <br><br> <hr> <br> Dokument 1: Foliensatz | Dokument 2: Abstract <br><br> <hr> <br> Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

In order to better understand the geological boundary conditions for ongoing or past surface processes geologists face two important questions: 1) How can we gain additional knowledge about geological processes by analyzing digital elevation models (DEM) and satellite images and 2) Do these efforts present a viable approach for more efficient research. Here, we will present case studies at a variety of scales and levels of resolution to illustrate how we can substantially complement and enhance classical geological approaches with remote sensing techniques.<br><br> Commonly, satellite and DEM based studies are being used in a first step of assessing areas of geologic interest. While in the past the analysis of satellite imagery (e.g. Landsat TM) and aerial photographs was carried out to characterize the regional geologic characteristics, particularly structure and lithology, geologists have increasingly ventured into a process-oriented approach. This entails assessing structures and geomorphic features with a concept that includes active tectonics or tectonic activity on time scales relevant to humans. In addition, these efforts involve analyzing and quantifying the processes acting at the surface by integrating different remote sensing and topographic data (e.g. SRTM-DEM, SSM/I, GPS, Landsat 7 ETM, Aster, Ikonos…). A combined structural and geomorphic study in the hyperarid Atacama desert demonstrates the use of satellite and digital elevation data for assessing geological structures formed by long-term (millions of years) feedback mechanisms between erosion and crustal bending (Zeilinger et al., 2005). The medium-term change of landscapes during hundred thousands to millions years in a more humid setting is shown in an example from southern Chile. Based on an analysis of rivers/watersheds combined with landscapes parameterization by using digital elevation models, the geomorphic evolution and change in drainage pattern in the coastal Cordillera can be quantified and put into the context of seismotectonic segmentation of a tectonically active region. This has far-reaching implications for earthquake rupture scenarios and hazard mitigation (K. Rehak, see poster on IMAF Workshop). Two examples illustrate short-term processes on decadal, centennial and millennial time scales: One study uses orogen scale precipitation gradients derived from remotely sensed passive microwave data (Bookhagen et al., 2005a). They demonstrate how debris flows were triggered as a response of slopes to abnormally strong rainfall in the interior parts of the Himalaya during intensified monsoons. The area of the orogen that receives high amounts of precipitation during intensified monsoons also constitutes numerous landslide deposits of up to 1km³ volume that were generated during intensified monsoon phase at about 27 and 9 ka (Bookhagen et al., 2005b). Another project in the Swiss Alps compared sets of aerial photographs recorded in different years. By calculating high resolution surfaces the mass transport in a landslide could be reconstructed (M. Schwab, Universität Bern).<br><br> All these examples, although representing only a short and limited selection of projects using remote sense data in geology, have as a common approach the goal to quantify geological processes. With increasing data resolution and new sensors future projects will even enable us to recognize more patterns and / or structures indicative of geological processes in tectonically active areas. This is crucial for the analysis of natural hazards like earthquakes, tsunamis and landslides, as well as those hazards that are related to climatic variability. The integration of remotely sensed data at different spatial and temporal scales with field observations becomes increasingly important. Many of presently highly populated places and increasingly utilized regions are subject to significant environmental pressure and often constitute areas of concentrated economic value. Combined remote sensing and ground-truthing in these regions is particularly important as geologic, seismicity and hydrologic data may be limited here due to the recency of infrastructural development. Monitoring ongoing processes and evaluating the remotely sensed data in terms of recurrence of events will greatly enhance our ability to assess and mitigate natural hazards. <br><br> <hr> <br> Dokument 1: Foliensatz | Dokument 2: Abstract <br><br> <hr> <br> Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

Der Referent ist stellvertretender Leiter des Departments Angewandte Landschaftsökologie des UFZ - Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle am Fachbereich Umweltsystemmodellierung<br><br> <hr> <br> Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 20066

Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006

Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung<br> Workshop vom 9. - 10. Februar 2006