Profil und Arbeitsschwerpunkte

Schwerpunkte der AG liegen in der Auswertung multi- und hyperspektraler Fernerkundungsdaten, der Anwendung abbildender und nicht-abbildender Labor- und Geländespektroskopie sowie in der räumlichen Modellierung mit Geoinformationssystemen, numerischen Simulationsmodellen und geostatistischen Methoden

Optische Fernerkundungsdaten in unterschiedlichen räumlichen und spektralen Auflösungen werden zur Inventarisierung von öko- und geosystemaren Zustandsgrößen, zur Erfassung ihrer Dynamik sowie zur Analyse systemarer Funktionen auf lokaler bis regionaler Ebene genutzt. Es erfolgt eine Verknüpfung mit pedologischen, vegetationsbezogenen, hydrologischen oder auch sedimentologischen Geländedaten, um Landschaftszustände auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen zu analysieren.

Um Landschaftszustände aus der Satellitenfernerkundung auf verschiedenen räumlichen Skalen und im Laufe der Zeit zu bewerten, kombinieren wir Beobachtungen von Sensoren mit mittlerer räumlicher Auflösung (z. B. MODIS, VIIRS, ~ 1 km-Skala) mit häufigen Wiederholungsintervallen und Bildern von Instrumenten, mit geringeren Wiederholungsintervallen aber höheren räumlichen Auflösungen (z. B. Landsat-8, ~ 100 m-Skala) zur Verbesserung der zeitlichen Abdeckung auf feineren räumlichen Skalen.

Beispielhaft werden verschieden farbige und grau Satellitenbilder übereinandergelegt um die Kombination verschiedener Fernerkundungsdaten zu demonstrieren, Bild: C. Hutengs
Schematische Darstellung der Kombination verschiedenster Fernerkundungsdaten, Bild: C. Hutengs
Links wird ein Foto gezeigt mit Personen die ein Spektrometer nutzen um Bodeneigenschaften in einem Feld zu messen. Rechts sieht man in verschiedenen Farben typische spektrale Signaturkurven. An bestimmten Punkten auf den Kurven sind verschiedene detektierte biogeochemische Bodeneigenschaftenmarkiert.
Spektralmessungen im Feld und Beispiele typischer spektraler Bodensignaturen und detektierter biogeochemischer Bodeneigenschaften, Abbildung erstellt von C. Hutengs

Neben laborspektroskopischen Verfahren liegt ein weiterer Schwerpunkt der Arbeitsgruppe in der Erfassung und Auswertung geländespektroskopischer Daten. Diese liefern einerseits räumlich hochaufgelöste, hyperspektrale Inventurdaten (z.B. im Bereich des „Digital Soil Mapping“ oder der pflanzensoziologischen Charakterisierung von Grünlandbeständen), andererseits erlauben sie die spektrale Knüpfung mit fernerkundlich aufgenommenen multi- und hyperspektralen Bilddaten.

Die Bodenspektroskopie im sichtbaren bis nahen Infrarot (VIS-NIR) und mittleren Infrarot (MIR) hat sich als effiziente Methode zur Ergänzung der traditionellen nass-chemischen Bodenanalyse etabliert. Hohe Probendurchsätze ermöglichen räumlich intensive und wiederholte Messungen. Die Analysekosten sind vergleichsweise niedrig und aus einer einzigen Spektralmessung können mehrere Bodeneigenschaften abgeleitet werden. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Vorhersage biologischer Bodeneigenschaften mit VIS-NIR- und mittlerer Infrarrot (MIR)-Bodenspektroskopie in Kombination mit multivariaten Kalibrierungen. Dies umfasst die Anpassung von Spektralvorhersagemodellen an verschiedene Maßstäbe (z.B. von Landschaft zu Feldskala und vice versa), die Optimierung multivariater Kalibrierungsmethoden durch Vorverarbeitungmethoden und Techniken zur Auswahl spektraler Variablen sowie die Entwicklung optimierter Abtast-, Verarbeitungs- und Modellierungsketten für den Einsatz von tragbaren Instrumenten, insbesondere auf dem neueren Gebiet der tragbaren MIR-Spektroskopie.

Links. Echtfarben (braune) Abbildung eines Bodenprofil, Mitte: hyperspektral abgeleitete Verteilung des organischen Bodenkohlenstoffs des Bodenprofils in einer Blau zu Rot Farbskale, Rechts: Streudiagramm zeigt den positiven Zusammenhang von Labormessungen und Kalibrationsdaten als Punkte
Bodenprofil, hyperspektral abgeleitete Verteilung des organischen Bodenkohlenstoffs und der Zusammenhang von Labormessungen und Kalibrationsdaten, Abbildung zusammengestell von C. Hutengs

Bedeutsam ist die Integration von Satellitenbilddaten (reflektiv, thermal) in räumliche Modellierungsansätze, insbesondere zur Modellparametrisierung, -rekalibrierung und -validierung sowie zur Analyse von räumlichen Verteilungsmustern von fernerkundlich sensitiven Modellgrößen und Simulationsergebnissen. Aktuelle Arbeiten beziehen sich insbesondere auf Habitatmodellierungen und die Knüpfung von Fernerkundungsdaten mit mesoskaligen hydrologischen Prozessmodellen.

Oberflächenenergieflüsse sind ein wesentlicher Bestandteil des Wasserkreislaufs der Erde auf lokaler, regionaler und globaler Ebene. Fernerkundlich ermittelte Landoberflächentemperaturen (LST) integrieren langwellige Strahlung und turbulente Wärmeströme an der Grenzfläche zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre und gehören somit zu den Schlüsselparametern bei den physikalischen Prozessen der Oberflächenenergie und des Wasserhaushalts. Unser Ziel ist es, wichtige Energiebilanzkomponenten zu integrieren, die aus Satelliten-Erdbeobachtungsdaten (EO) abgeleitet sind, z.B. turbulente und latente Wärmeströme und diese in hydrologische Prozessmodellierung zur integrieren, um die Reproduktion räumlicher Muster in physikalisch basierten hydrologischen Modellen zu verbessern.

Verschiedene Deutschlandkarten zeigen die Habitateignung für Lupinus polyphyllus (Vielblättrige Lupine) unter gegenwärtigen und vorhergesagten Klimabedingungen (basierend auf CO2 - Emissionsszenarien (RCP) 2.6, 4.5 und 8.5). Zwei Balkendiagramme oben rechts zeigen den relativen Einfluss der Prädiktorvariablen. (Abbildung zusammengestellt von F. Sittaro)
Habitateignungskarten für Lupinus polyphyllus (Vielblättrige Lupine) unter gegenwärtigen und vorhergesagten Klimabedingungen in Deutschland. (Abbildung zusammengestellt von F. Sittaro)

Mitarbeiterinnnen und Mitarbeiter

Prof. Dr. Michael Vohland

Prof. Dr. Michael Vohland

Universitätsprofessor

Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung
Institutsgebäude
Johannisallee 19a, Raum 0.14
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32798
Telefax: +49 341 97-32799

Sprechzeiten
Sprechstunde: Dienstag, 15.00 -16.00 Uhr (um Voranmeldung per Email wird gebeten)

Dr. Mathias Ulrich

Dr. Mathias Ulrich

Wiss. Mitarbeiter

Institut für Geographie
Institutsgebäude
Johannisallee 19, Raum 234
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32962
Telefax: +49 341 97-32799

Sprechzeiten
Spechzeiten nach Vereinbarung

 Michael Seidel

Michael Seidel

Wiss. Mitarbeiter

Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung
Institutsgebäude
Johannisallee 19a, Raum 0.13
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32975
Telefax: +49 341 97-32799

Sprechzeiten
Sprechzeiten nach Vereinbarung

 Christopher Hutengs

Christopher Hutengs

Wiss. Mitarbeiter

Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung
Institutsgebäude
Johannisallee 19a, Raum 0.13
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32785
Telefax: +49 341 97-32799

Sprechzeiten
Sprechzeiten nach Vereinbarung

 Sebastian Semella

Sebastian Semella

Wiss. Mitarbeiter

Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung
Institutsgebäude
Johannisallee 19a, Raum 0.08
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32975
Telefax: +49 341 97-32799

 Gernot Decker

Gernot Decker

Techn. Ang. f. Lehre u. Forschung

Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung
Institutsgebäude
Johannisallee 19a, Raum 0.07
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-38604
Telefax: +49 341 97-32799

Sprechzeiten
Mo - Fr

 Friederike Naegeli de Torres

Friederike Naegeli de Torres

Doktorandin / Gastwissenschaftlerin

Deutsches Biomasseforschungszentrum
Torgauer Straße 116
04347 Leipzig

 Fabian Sittaro

Fabian Sittaro

Stipendiat der Deutschen Bundesstiftung Umwelt DBU

Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung
Johannisallee 19a

04103 Leipzig

Telefon +49 341 97 32555

Dr. Andras Jung, PhD, habil., Faculty of Horticultural Sciences, Technical Department, Szent István University (SZIU), Budapest, Hungary

Dr. Vera Schreiner, Institut für Geowissenschaften und Geographie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Forschung

Professor Vohland und sein Team publizieren regelmäßig in internationalen Fachjournalen und sind Teil nationaler und internationaler Forschungsprojekte. Neueste Publikationen sowie aktuelle und abgeschlossene Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe finden Sie hier.

Bücherreihe im Regal

Publikationen der Arbeitsgruppe

Hier finden Sie alle in der Forschungsdatenbank der Universität Leipzig aufgeführten Publikationen der Professur für Geoinformatik und Fernerkundung.

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Feldarbeiten in Alaska

Projekte

Alle aktuellen und abgeschlossenen Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe in der Forschungsdatenbank der Universität Leipzig.

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Ausstattung

Die Professur verfügt über ein Spektrallabor und diverse Geräte der Feld- und Laborspektroskopie. Portable Kameras (thermal und hyperspektral) und ein Forschungsgroßgerät (HySpex Scanner) ermöglichen Messungen im Gelände. Als Software stehen u.a. IDL/ENVI, Erdas, ArcGIS & und Matlab zur Verfügung.

Anwendung und Darstellung des ASD FieldSpec 4 Wide-Res Spektroradiometer
Messung von Bodenproben mit dem FTIR-Spektrometer und typische Spektralkurven im Hintergrund
Laborkonfiguration des Hyperspektralen Zeilenscanners HySpex VNIR-1800 & SWIR-384
Typische Thermalaufnahmen. Darstellung der Thermalkamera OPTRIS PI 450 und dessen Einsatz mit einer Drohne.

Lehrangebote der Geoinformatik und Fernerkundung

Finden Sie hier die speziellen Lehrangebote der Arbeitsgruppe im Bachelorstudiengang Geographie und den Masterstudiengängen Physische Geographie und Wirtschafts- und Sozialgeographie sowie Themenvorschläge zu Abschlussarbeiten und eine laufender und abgeschlossener Arbeiten der letzten 5 Jahre.

Im Bachelorstudiengang Geographie (zum Studiengang) werden aus dem Bereich Geoinformatik und Fernerkundung folgende Module angeboten:

  • Statistik für Geographen (12-GGR-B-GF03)
  • Einführung in die Geoinformatik (12-GGR-GF05)
  • Grundlagen der Fernerkundung (12-GGR-B-GF04)
  • Angewandte Geographie (12-GGR-B-02): weiterführende Lehrangebote aus dem Themenbereich Fernerkundung (z.B. Thermale Fernerkundung)

Für die Masterstudiengang Physische Geographie (zum Studiengang) werden folgende Module angeboten:

  • Umweltfernerkundung (12GGR-M-GFP1)
  • Geographische Informationssysteme – Modelle und Analysen (12GGR-M-GFP2)
  • Angewandte Spezialgebiete der Geographie (12GGR-M-PG06): jeweils ein Lehrangebot aus dem Themenbereich Fernerkundung und Statistik (z.B. Hyperspektralfernerkundung, Multivariate Datenanalyse in der Spektroskopie)

Für den Masterstudiengang Wirtschafts- und Sozialgeographie (zum Studiengang) werden aus dem Bereich Geoinformatik und Fernerkundung folgende Module angeboten:

  • Geodatenanalyse in der Wirtschafts- und Sozialgeographie – Anwendungen (M-GFA1)

Derzeit bieten wir folgende Themen zur Bearbeitung in Bachelor- und/oder Masterarbeiten:

  • Mikroplastik in Böden
  • Verdunstungsschätzung (ETa) mit reflektiven und thermalen Satellitenbilddaten (Landsat, MODIS, VIIRS)
  • Spektrale Analyse von Bodenprofilen aus Permafrostregionen
  • Zeitreihenanalysen von Land-Surface-Temperatures (LST) ausgewählter Permafrostgebiete
  • Abschätzung von Vegetation und edaphischer Verhältnisse in Thermokarstgebieten durch Feldspektroskopie und Fernerkundung

Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt mit Herr Prof. Vohland auf.

(Stand 03/2021)

Wroblewski, Bennet
Bestimmung ökologischer und anthropogener Gradienten sowie ihrer jahreszeitlichen und jährlichen Veränderungen und ihres Einflusses auf Bodenbedeckung, Hydrologie, Biomasseproduktivität und Permafroststabilität in der Kolymadelta Region, NO-Sibirien, Russland (MSc Physische Geographie); Betreuer: M. Ulrich, M. Vohland

Bauer, Johanna
Experimenteller Nachweis und Quantifizierung von Mikroplastik in Boden mittels bildgebendem NIR-Hyperspektralscanner (Arbeitstitel) (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, M. Seidel

Schneider, Judith
Analysis of ground temperature data from an alas landscape in Central Yakutia for the period between 2015 and 2020 (Arbeitstitel) (BSc Geographie); Betreuer: M. Ulrich, M. Vohland

Abgeschlossene Arbeiten der letzten 6 Jahre

2021

Oertel, Felix
Analyse von Bohrkernen holozäner Auensedimente der Weißen Elster mit abbildender und nicht-abbildender Vis-NIR-SWIR Spektroskopie (MSc Physische Geographie); Betreuer: M. Vohland, H. von Suchodoletz

Paasch, Simon
Evaluierung multispektraler Indizes zur Trockenstressanalyse von Bäumen im Nationalpark Hainich (MSc Physische Geographie); Betreuer: M. Vohland, M. Ulrich, C. Hutengs

2020

Dehn, Anna
Partitionierung des Niederschlags in einem Waldbestand anhand von Stammabfluss und Bestandsniederschlag (BSc Geographie), Betreuer: M. Ulrich, C. Rebmann (UFZ)

Heinrich, Elisa

Die Entwicklung der Nitratbelastung im Grundwasser durch anthropogene Beeinflussung in Niedersachsen (MSc Physische Geographie), Betreuer: M. Ulrich, J. Daniela Gromke (DBFZ)

2019

Heinz, Malve Maria

Identifikation schwach entwickelter Paläooberflächen in holozänen Auensedimenten der Weißen Elster mittels stratigraphisch-sedimentologischer Analysen (BSc Geographie); Betreuer: H. von Suchodoletz, M. Vohland

2018

Schellenberg, Konstantin
Multitemporal Analysis of data fields of Land Surface Temperatures and Air Temperatures based on Landsat-8 satellite imagery and ground observation data of the German meteorological service (DWD) (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, M. Ulrich

Heim, Arend
Habitat specific modelling of the population sizes of three selected buntings in the Amur region based on habitat mapping with multispectral satellite data and hierarchical distance sampling (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, J. Kamp (Institut für Landschaftsökologie, WWU Münster)

Sittaro, Fabian
Risikopotenziale der Ausbreitung invasiver Pflanzenarten in Deutschland – Habitatmodellierung unter Berücksichtigung klimatischer Veränderungen (MSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, G. Mayer

2017

Semella, Sebastian
Untersuchung der Phosphatfraktionierung und ihrer infrarotspektrokopischen Detektion in kalkhaltigen Böden aus der autonomen Region Kurdistan im Irak (MSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, S. Thiele-Bruhn (Bodenkunde, Universität Trier)

2016

Griesinger, Viviane V.
Photographische Messung des Blattflächenindex in der Leipziger Burgaue und Analyse der Ergebnisse unter Betrachtung der Variablen Zeit, Höhe und Art (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, U. Weiland

Hutengs, Christopher
Modelling and prediciton of soil carbon using mid-infrared diffuse reflectance spectroscopy (MSc Geowissenschaften); Betreuer: Th. Brachert (Geophysik und Geologie, Universität Leipzig), M. Vohland

Oertel, Felix
Estimating soil organic carbon with VIS-NIR spectroscopy for agricultural soils in Saxony-Anhalt and Saxony (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, A. Jung

Zschieschang, Beata
Veränderungsanalyse von Thermokarstseen in Zentraljakutien (Russland) auf Basis multi-temporaler Landsat-Satellitendaten (BSc Geographie); Betreuer: M. Ulrich, M. Vohland

2015

Peter, Maria
Modeling of permafrost temperatures in the Lena River Delta, Siberia, based on remote sensing products (MSc Physische Geographie); Betreuer: M. Vohland, J. Boike (AWI, Potsdam)

2014

Fischer, Markus
Quantifizierung und Analyse des Kohlenstoffspeichers anhand des Forstgebiets Boberow – Vegetation (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, D. Sattler

Lang, Eva
Quantifizierung und Analyse des Kohlenstoffspeichers anhand des Forstgebiets Boberow – Boden (BSc Geographie); Betreuer: M. Vohland, D. Sattler

Pomm, Sebastian
Analyse und Korrelation von Thermal- und Multispektraldaten in Abhängigkeit von Stadtstrukturtypen am Beispiel Leipzig (MSc Physische Geographie); Betreuer: M. Vohland, A. Jung

Schneider, Andreas
Assessment of ecosystem services and their trade-offs in a watershed – Development of land use scenarios and their potential impact on ecosystem services in the Thadee watershed, Thailand (MSc Physische Geographie); Betreuer: M. Vohland, Yongyut Trisurat (Faculty of Forestry, Kasetsart University)

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