WASCO - Wasser-Watt-Sediment -Copernicus für die Küste

Die Deutschen Küsten stehen im Spannungsfeld aus hochsensiblem Naturraum (z.B. Weltnaturerbe Wattenmeer, FFH, Biodiversität), intensiver Nutzung durch den Menschen (Tourismus, Fischerei, Energie, Schifffahrt) und Bedrohung durch den Klimawandel (Meeresspiegelanstieg, Veränderung von Sturmfluthäufigkeit und -intensität). Speziell die deutsche Nordseeküste und die Küstengewässer sind aufgrund ihrer vielfältigen Nutzung und ihrer geologischen Einzigartigkeit ein Brennpunkt, der besonderer Aufmerksamkeit bedarf. Sediment ist hier ein zentrales Thema: Die Sedimentdynamik ist eine wesentliche Grundlage des Lebensraumes Küste. In Dünen und Vorstränden dient es dem Küstenschutz, in der Wassersäule bestimmt es das Lichtklima und damit die Wachstumsbedingungen für pflanzliches und tierisches Leben, und als Sediment am Boden im Tidebereich ist es Lebensraum und beeinflusst die Nutzung der Wasserstraßen. Überwachung, Management und Planung im Bereich des Meeresschutzes werden in Deutschland durch verschiedene Bundes- und Landesbehörden sowie Landesbetriebe und Nationalparkverwaltungen abgestimmt wahrgenommen, zudem werden sie international mit den Niederlanden und Dänemark trilateral koordiniert.

Das Forschungsverbundprojekt WASCO – Wasser, Watt, Sediment – wird vom Deutschen Zentrum Luft- und Raumfahrt im Rahmen des Copernicus Programms zur „Entwicklung und Implementierungsvorbereitungen von Copernicus Diensten für den öffentlichen Bedarf in Deutschland“ gefördert. Das Ziel des Projekts ist die Vorbereitung eines Dienstes, der Fernerkundungsdaten für den Küstenraum aufbereitet. Schwerpunkt sind Sedimente, sowohl auf den trockengefallenen Wattflächen als auch die in der Wassersäule transportierten Schwebstoffe. Diese Daten sollen in praktische Produkte für die tägliche Arbeit der Antragsteller und andere Behörden transformiert werden. Der NLWKN und das FTZ werden diesen Dienst bereitstellen, unterstützt von weiteren Landesämtern. Diese sedimentologischen Informationen sind essentiell für die Umsetzung europäischer Umweltrichtlinien und die Bewertung von Eingriffen wie Baggerarbeiten oder Bauprojekten.

Zusammenfassende Darstellung des Projekts

Das übergeordnete förderpolitische Ziel ist die Förderung der technischen Implementierung und Validierung von erdbeobachtungsgestützten Anwendungen zur Wahrnehmung öffentlicher Aufgaben, insbesondere die die nutzbringende Verwendung von Copernicus-Daten, Copernicus–Diensten, Daten der beitragenden Satelliten-Missionen („Contributing Missions“) und gegebenenfalls auch zusätzlich Daten von unbemannten Flugzeugen/Drohnen, hydroakustischen Daten und Modellen in bestehende bzw. neue Arbeitsprozesse zur Wahrnehmung öffentlicher Aufgaben in Deutschland und im internationalen Kontext zu unterstützen. In WASCO verfolgen wir das Ziel, Copernicus Daten und Dienste für den Küstenraum in das Wattenmeermonitoring zu integrieren.

Die bisherigen, in Zuständigkeit des jeweiligen Bundeslandes erfolgenden Erhebungen zur Oberflächenbeschaffenheit der eulitoralen Flächen hinsichtlich Sedimentzusammensetzung und Habitaten unterscheiden sich in Methodik, Häufigkeit und räumlicher, wie auch zeitlicher Auflösung. So werden bislang Sedimentinformationen in Niedersachsen im Rahmen händischer Kartierungen anhand von RGB Orthofotos und Orts-begehungen erfasst. Das durch WRRL/MSRL angestrebte Wiederholungsintervall von 6 Jahren wird hierbei teilweise nicht flächendeckend erreicht, zudem erschwert die Subjektivität menschlicher Interpretation die Vergleichbarkeit konsekutiver Ergebnisse. In Schleswig-Holstein wird für die WRRL Berichterstattung bereits Satellitenfernerkundung für die Sedimentklassifikation von Wasserkörpern eingesetzt, jedoch ergeben sich durch die Fortschritte im methodischen Bereich (maschinelles Lernen im Zusammenhang mit guter Datenverfügbarkeit, Cloud Processing, Nutzung künftiger Hyperspektraldaten) neue Möglichkeiten für besser Produktqualität, neue Produkte und effizientere Workflows. Im vorliegenden Projekt sollen die Fernerkundungsdaten mit anderen Informationsquellen kombiniert werden, und letztendlich für die vorgestellten vielfältigen Fragestellungen eine neue Qualität der Informationsgewinnung als Entscheidungsgrundlage erreicht werden.

Zur Anwendungsprüfung und Demonstration werden aus den Anforderungen Anwendungsszenarien (Tabelle 1) abgeleitet, in denen die verschiedenen Produkte eingesetzt werden. Die resultierenden Workflows werden detailliert beschrieben und können so als „cookbook“ für weitere Datennutzungen verwendet werden. Sie ermöglichen die Erprobung der Bestandteile des Dienstes mit Nutzern, sind wichtiges Kommunikationsmittel und sollen auch im Rahmen eines fachöffentlichen Workshops für weitere Anwender genutzt werden, um den Küstendienst anderen Behörden und Interessierten anschaulich vorzustellen und zu diskutieren. Mittels qualitativer Analysen und der Untersuchung der Dynamik auf verschiedenen Zeitskalen wird die Interaktion des Sedimentes mit weiteren Systemkomponenten von der Hydrologie bis zur Biologie abgedeckt. Zentrale Bestandteile hierfür bilden einerseits Produkte zur Sedimentklassifikation abgeleitet aus Copernicus Satellitendaten, in Kombination mit der Nutzung des Copernicus Marinen Dienstes (CMEMS) und hier des High Resolution Coastal Services.

Workshops:

Workshop 1: 22. Nov. 2024 09:00-13:00 Uhr (Online-Veranstaltung)

Workshop 2: 13. März 2026 09:00-13:00 Uhr (Online-Veranstaltung)

Kooperationspartner:

NLWKN - Forschungsstelle Küste

Prof. Dr.-Ing Andreas Wurpts (Projektkoordinator), Dr.-Ing. Dennis Oberrecht, M.Sc. Tina Kunde,

Dr. Francesco Mascioli, Dr.-Ing. Pushpa Dissanayake

Forschungs- und Technologiezentrum Westküste der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

ECOLAB - Gruppe Küstenökologie

PD Dr. Katja Heubel, M.Sc. Anne Christiansen

Fa. Brockmann Consult GmbH

Kerstin Stelzer, Marcel König

Die assoziierten Partner Nationalparkverwaltung Niedersächsisches Wattenmeer und Landesbetrieb Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz des Landes Schleswig-Holstein unterstützen das Projekt bei der Konzeptionierung und Entwicklung des Küstendienstes sowie bei der Entwicklung und Implementierung eines Transferkonzepts.

Publikationen:

WASCO-Abschlussbericht