Zeitreihenanalysen

Die Klimaforschung benötigt, wie auch andere Disziplinen der Erdsystemforschung (ESS), Zeitreihendaten über lange Zeiträume. Der Landnutzungskomponente und speziell dem anthropogenen Landwandel kommt hierbei eine bedeutende Rolle zu, insbesondere seit dem Beginn der Industriellen Revolution im 18. Jahrhundert. Über die letzten Jahre hinweg hat sich hierzu ein eigenes Forschungsfeld herausgebildet, die sogenannte Land Change Science bzw. Land System Science. Wichtigste - und zum Teil einzige - Datenquelle dafür bilden kartographische Abbildungen der Erdoberfläche in Form archivierter topographischer Kartenwerke aus unterschiedlichen Zeitepochen; gegebenenfalls werden auch andere Datenquellen genutzt, darunter Waldkarten und Fernerkundungsdaten.

Die Georeferenzierung und Zeitreihenklassifizierung von topographischen Karten verschiedener Zeitabschnitte bilden die Grundlage für diese vergleichenden Analysen, deren Ergebnisse für Forschungszwecke genutzt werden können. Der Analyseprozess ist aufgrund der großen Datenmengen nur automatisiert wirtschaftlich durchführbar. Die räumliche und zeitliche Analyse und der Vergleich des sehr unterschiedlichen Kartenmaterials stellen zahlreiche Herausforderungen dar. Diese reichen von der Beschaffung der Karten, über den semantischen Abgleich, bis hin zu nicht immer geklärten Lizenzrechten. Besonderes Augenmerk ist auf die Darstellung der "Belastbarkeit" der Ergebnisse zu legen. Da es sich um ein relativ junges und aufkommendes Fachgebiet handelt, gibt es noch keine leicht anwendbaren Konzepte für effektive Lösungen.

In einem neuen Gemeinschaftsprojekt zwischen dem IÖR und dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) wird versucht, den Herausforderungen entsprechende Methoden zu entwickeln und gleichzeitig Daten bereitzustellen, die für die Entscheidungsfindung genutzt werden können. Das Ziel des Projektes ist, zu ermitteln, in welchem Maße sich die Landbedeckung in Deutschland vom Anfang des 19. Jahrhundert bis heute verändert hat. Eine besondere Zielsetzung ist dabei, verlässliche Informationen für die Renaturierung ehemaliger Moorflächen zu liefern. Das Projekt befindet sich derzeit in der Phase einer Machbarkeitsstudie, in der drei Mustergebiete in Sachsen untersucht werden.