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Zustand der Böden soll aus dem All überwacht werden
Redaktion
/ Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V.
astronews.com
4. August 2025
Der Zustand der Böden ist für die Ernährung der Menschheit
von großer Bedeutung. Satelliten sollen dazu künftig präzise Daten sammeln und
die Landwirtschaft auf diese Weise unterstützen. Vor dem Start jedoch müssen
entsprechende Messverfahren ausreichend getestet werden. Dies geschah nun im
Rahmen der Kampagne CROPEX25 in den letzten Woche über Bayern.
Entwicklung der Vegetation in der bayerischen
Testregion Puch.
Bild: DLR (CC
BY-NC-ND 3.0) [Gesamtansicht] |
Wie gesund ist unser Boden? Und wie lassen sich Veränderungen frühzeitig
erkennen? Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit
anderen Forschungseinrichtungen diese Fragen im Frühjahr und Sommer 2025 über
der Region Puch nahe München intensiv untersucht. Im Rahmen der Messkampagne
CROPEX25 wurden landwirtschaftliche Flächen über einen gesamten
Vegetationszyklus hinweg regelmäßig mit Forschungsflugzeugen überflogen sowie am
Boden vermessen – mit modernsten Sensoren, Radar- und Kamerasystemen.
CROPEX25 ist Teil der Vorbereitung für die europäischen
Copernicus-Erdbeobachtungsmissionen ROSE-L und CHIME. Ziel ist es, die
Landwirtschaft künftig aus dem All noch besser unterstützen zu können, etwa
durch die globale Erfassung von Bodenfeuchte, Biomasse oder
Vegetationsbedeckung. Koordiniert wurde die Kampagne vom DLR-Institut für
Hochfrequenztechnik und Radarsysteme in Zusammenarbeit mit der europäischen
Weltraumorganisation ESA. Beteiligt waren auch die
Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München sowie das Helmholtz-Zentrum für
Geowissenschaften (GFZ). Parallel und ergänzend dazu erstellte das DLR Earth
Observation Center (EOC) Hyperspektral-Aufnahmen mit seinem Kamerasystem HySpex
und wöchentliche Drohnen- sowie spektrale Boden- und Atmosphärenmessungen.
Im Mittelpunkt der CROPEX25-Messungen stand das hochleistungsfähige
flugzeuggestützte Radarsystem F-SAR des DLR-Instituts für Hochfrequenztechnik
und Radarsysteme, mit dem die Forschenden wiederholt alle sechs Tage Überflüge
des Testgebiets durchführten. Dies entspricht den zukünftig geplanten Überflügen
des ROSE-L-Satelliten, dessen Start für Anfang 2029 geplant ist. F-SAR nahm
dabei einen weltweit einmaligen Datensatz in vier verschiedenen
Frequenzbereichen (X-, C-, S- und L-Band) auf. Insgesamt führte das Radarteam 23
Messflüge durch. An speziellen Tagen fanden die Flüge jeweils morgens, mittags
und abends statt, um mögliche tägliche Veränderungen des Bodens und der Pflanzen
festzuhalten.
Die Datenerfassung erfolgte mit innovativen bildgebenden Verfahren wie
Polarimetrie, Interferometrie und Tomographie. Dazu flogen die erfahrenen
Testpiloten des DLR die vorgegebenen Pfade metergenau ab, unterstützt durch das
im F-SAR integrierte satellitengestützte Navigationssystem. Parallel zu jedem
Flug sammelte ein Team der LMU Bodenmessdaten mit Boden- und
Vegetationsparametern, wie etwa Bodenfeuchte, Oberflächenrauigkeit,
Pflanzen-Wassergehalt und Pflanzen-Biomasse. Für die Radarmessflüge kam das
DLR-Forschungsflugzeug Dornier Do228-212 zum Einsatz, das von der
DLR-Einrichtung Flugexperimente in Oberpfaffenhofen betrieben wird und speziell
für den Einsatz modifiziert wurde.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GFZ sammelten zusätzlich
Bodenproben, um deren organische und mineralische Zusammensetzung zu
analysieren. In einem Weizenfeld kam außerdem ein spezielles Scatterometer der
ESA zum Einsatz, das Veränderungen in der Pflanzenstruktur automatisiert
kontinuierlich erfasst. Darüber hinaus wurden auch multi- und hyperspektrale
Sensoren des DLR Earth Observation Center (EOC) eingesetzt. Das
DLR-Forschungsflugzeug Cessna 208B Grand Caravan mit dem DLR-Kamerasystem HySpex
lieferte dabei wichtige Vergleichsdaten zu existierenden Satelliten wie
Sentinel-2, EnMAP, DESIS oder PRISMA. Anhand der Hyperspektral-Aufnahmen von
HySpex können die Forschenden wichtige biophysikalische Parameter ableiten,
insbesondere die oberirdische Biomasse, den Anteil der Vegetationsdecke und die
Bodenfeuchtigkeit. Mit den neuen Daten entwickeln die
Erdbeobachtungsspezialisten des DLR auch Auswertungsmethoden für die kommende
Satellitenmission CHIME weiter.
Als Testgebiet für die Messungen diente die landwirtschaftlich geprägte
Region rund um Puch, nahe München. Sie besteht aus wenigen Dörfern mit einigen
Waldstücken und mehr als 80 Prozent landwirtschaftlicher Fläche. Auf den
Testflächen wurden 15 Felder ausgewählt, die verschiedene Kulturarten
repräsentieren. So stellten die Forschungsteams sicher, dass sie umfassende
Messdaten sammeln können. Die meisten Felder gehören den Bayerischen
Staatsgütern, einem Betrieb des Freistaats Bayern, die die Datenerhebungen
genehmigt haben.
Die CROPEX25-Kampagne zeigt, wie wichtig interdisziplinäre Kooperation in der
Umweltforschung ist. Die beteiligten Teams kombinierten ihre Daten zu einem
detaillierten Bild des Pflanzen- und Bodenzustands. Gemeinsam entwickelten sie
neue Analyseverfahren, die künftig helfen sollen, Umweltrisiken frühzeitig zu
erkennen und nachhaltige Landwirtschaft zu fördern. In den neuen, umfassenden
Datensätzen spiegelt sich die enge und interdisziplinäre Zusammenarbeit der
Forschungsteams wider.
Mit Blick auf den globalen Wandel sind dringend hochleistungsfähige
Satellitensysteme gefragt, die den Zustand von landwirtschaftlichen Feldern
dokumentieren und Informationen über den Zustand der Pflanzen liefern können.
Mit dem erfolgreichen Abschluss der Messkampagne hat das DLR einen
entscheidenden Beitrag zur Vorbereitung der nächsten Generation von
Umweltsatelliten geleistet – und damit einen weiteren Schritt in Richtung
präziser, globaler Erdbeobachtung gemacht.
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