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Fernerkundung

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Wir entwickeln Methoden, um aus kontinuierlichen und diskreten Rasterdaten natürliche Objekte robust und nachvollziehbar zu klassieren. Relevante Merkmale für die Veränderung der Landschaft werden auf verschiedenen Massstabsskalen aus Bilddaten abgeleitet. Automatisierte Erkennung und Beschreibung der Bildobjekte basieren auf mathematisch-statistischen Modellen. Wir liefern damit Methoden und Daten zur flächigen Beschreibung von Landschaftsressourcen mit Methoden der Fernerkundung und der Bildverarbeitung.

Unsere zentralen Aufgaben sind:

Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Extraktion von natürlichen Objekten aus Rasterdaten.

Entwicklung von Methoden zur nachvollziehbaren Beschreibung von natürlichen und antropogenen Grenzen in kontinuierlichen Mustern (z.B. Kartensignaturen, Vegetationsübergänge, Waldgrenzen).

Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Gewinnung von 3D Informationen aus Fernerkundungsdaten zur Beschreibung von natürlichen Strukturen und deren Veränderung (mit Fokus auf Gehölzen und deren Einbettung in die Landschaft).

Erstellung von Interpretationsrichtlinien für Datenerhebungen mit neuen flugzeuggestützen Fernerkundungsdaten.

Konzeption, Entwicklung und Unterhalt der Interpretationssoftware für die Remote Sensing Phasen von grossflächigen Landschaftserhebungen.

Wissenschaftliche Dienstleistung in Photogrammetrie und Vermessung an der WSL. Unterhalt und Weiterentwicklung dieser Fachgebiete.

Verbreitung der Forschungsresultate auf nationaler und internationaler Ebene.

Über unsere Forschung:

Switzerland 3D

WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN

Projekte

Spectral screening for the early detection of a highly invasive beetle in Switzerland

The emergence of visible tree-stress symptoms caused by the emerald ash borer occurs only several years after its arrival and are hard to tell apart from those caused by soil drought. Here, we investigate the potential of reflectance spectroscopy as an early-warning screening tool.

Opportunities for biodiversity in sustainable cities, the Urban Living Lab in Viererfeld Bern

Urbanisation is a main driver of biodiversity and ecological change, but how the process affects biodiversity is not well understood. This project on urban ecology monitors the impact of urbanisation and establishes an Urban Living Lab (ULL) for sustainable city development.

SOLID - SOiL Information for species Distribution modelling

In diesem Projekt wird untersucht, inwiefern sich die räumliche Voraussage von Waldpflanzenarten und Pilzen unter Einbezug hochaufgelöster Bodenkarten verbessern lässt.

Lebensraumkarte Schweiz

Die Nachfrage nach der Lebensraumkarte Schweiz ist sehr gross. Um den Bedürfnissen der verschiedenen Nutzer gerecht zu werden und die Nutzbarkeit aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, dass die Lebensraumkarte kontinuierlich gepflegt und verbessert wird.

Forest Resource Dynamic Monitoring

The joint project between Switzerland, Laos, Malaysia and China aims to research and develop the key technologies for forest resources dynamic monitoring and forest volume estimation based on ALS and other related remote sensing technologies.

Remote sensing data for fire danger rating

Provide a simplified Swiss-wide forest fire-related characterization of forest fuel types and calculate and analyse drought and fire-related remote sensing indices derived from multispectral Landsat and Sentinel-2 data.

Lebensraumkarte historisch

In diesem Projekt wird untersucht, ob es möglich ist, die Kartierung der aktuellen Verteilung der Lebensräume durch die Kartierung der historischen Situation für die Jahre 1950, 1980 und 2000 zu ergänzen, d.h. eine Periode mit zunehmender Landnutzungsintensität und abnehmender Biodiversität.

Sentinel-2 Vegetationshöhenmodelle

Das Ziel des Projekts ist die Generierung jährlicher Vegetationshöhenmodelle für die Schweiz basierend auf Satellitenaufnahmen von Sentinel-2. Im Rahmen des LFI soll ein Workflow implementiert werden und die Genauigkeit der resultierenden Produkte abgeschätzt werden.

ICOS-2: Integrated Carbon Observation System in Switzerland, Phase 2017-2021

Die Forschungsstation Seehornwald Davos wurde in den 80er-Jahren von der WSL initiiert und ist damit eine der ältesten permanent betriebenen Wald-Vegetations-Forschungsstationen in der Schweiz.

Regeneration assessment in open forest areas

An Unmanned Aerial Vehicle UAV equipped with a LiDAR sensor will be used to test its potential for regeneration structure assessments in mountain forests. The project aims to combine terrestrial regeneration mapping with LiDAR-based information to assess size, density and location of regeneration.

Copernicus Land Monitoring 2021-2025

Das vom BAFU finanzierte Projekt verfolgt die laufenden Entwicklungen im Bereich Copernicus Land Monitoring Services aktiv. Dies umfasst den wissenschaftlichen und technischen Support im Bereich Landbedeckung / Landnutzung auf schweizerischer und europäischer Ebene.

Fernerkundungsbasiertes Nationales Erfassungssystem Waldschäden

Im Projekt FNEWs wird ein nationales fernerkundungsbasiertes Erfassungssystem für Waldschäden in Deutschland aufgebaut. Im Arbeitspaket der WSL werden die Potentiale von Sentinel-1 C-Band Daten analysiert und aufgezeigt sowie operationelle Abläufe konzipiert.

Noise and Greenspaces

Can people in urban regions recover from stress in green spaces or is there too much noise? Researchers from WSL and Empa explore the audio-visual requirements green spaces have to meet to enable noise-exposed people to recover from stress.

TM Wrapper

We develop a R package for the easier applicability of the forest landscape model TreeMig.

Landesweite Gebüschwald-Verbreitungskarten basierend auf Fernerkundung

Informationen über die Verbreitung von Gebüschwald sind von breitem Interesse. Ziel dieses Projekts ist ein robuster Workflow zur Erstellung einer aktuellen, landesweiten und hochaufgelösten Verbreitungskarte der beiden im Alpenraum dominanten Gebüschwaldarten basierend auf Fernerkundung.

Acclimation and environmental memory

Which are the main mechanisms conveying adaptation on the organ and whole tree level, how fast does acclimation occur and how long is an acclimation potential sustained?

SlimForest

Unser Ziel ist es, die Verbindung zwischen unterirdischem Wasserregime, das mit der Auslösung von flachgründigen Rutschungen zusammenhängt, und den oberirdischen Struktureigenschaften von Wäldern herzustellen. Korrelationsanalysen zwischen Felderhebungen und Fernerkundungsdaten sollen zudem das Hochskalieren von der lokalen zur regionalen und überregionalen Skala ermöglichen.

Tree species map of Switzerland

Despite the technical developments in the remote sensing sector that have emerged recently, data collection, efficient processing and especially storage of big data, and classifications over large areas are still insufficient.

Lebensraumkarte Schweiz

Räumlich explizite Verbreitung von Lebenräumen in der Schweiz

Give and take: how much water does soil retain for trees?

Establishing an inventory of soil water availability to trees in Swiss forest soils. This is done by means of model-based analysis of the water balances at 16 long-term monitoring sites in Switzerland, representing various geographical locations, soil and vegetation types.

Sturmhinweiskarte

Methoden der Fernerkundung erlauben eine schnelle, grossflächige und objektive Übersicht über das Ausmass von Sturmschäden zu erhalten.

Drought 2018 - TreeNet meets Sentinel2

TreeNet permanently measures growth and tree water deficit (TWD) of about 250 tree individuals in forests all over Switzerland with so-called point dendrometers. TWD has shown to be a reasonable biological indicator for drought stress and quantifies the amount of missing water a tree needs to reach full saturation. In combination with spectral anomalies of satellite-based indices (e.g., NDWI from Sentinel2ab) between 2018 and a reference period we test whether we can find a close link between the two drought stress indicators.

Spezialfälle und Fruchtfolgeflächen

Können Böden unter Gewächshäusern, in Gewässerräumen etc. auch ins kantonale Inventar an Fruchtfolgeflächen aufgenommen werden?

WebSnow

Integration von Webkameradaten für die Ableitung von Schneedecke und Schneehöhe aus Sentinel-1, Sentinel-2 und Pléiades Daten.

Automatisierte Erfassung invasiver Neophyten an Autobahnen

Autobahnen sind bedeutende Ausbreitungskorridore für invasive Arten. Im Projekt wird eine bildgestützte, automatisierte Erfassung invasiver Neophyten an Autobahnen im Schweizer Mittelland entwickelt und angewendet. Dabei kommen neue Ansätze der künstlichen Intelligenz (Deep Learning) zum Einsatz.

Fledermaus-Flugkorridore

Wie erreichen Fledermäuse aus ihren Quartieren ihre Jagdlebensräume? Wir modellieren die Korridore im GIS!

CLIMASTEPPE - Klimafreundliche Landnutzung in der Russischen Trockensteppe

In diesem Projekt werde wir in Zusammenarbeit mit Partnern aus Russland, Deutschland und der Slowakei untersuchen, wie unter den sich verändernden klimatischen Bedingungen die Landnutzung der Russischen Steppe optimiert werden kann.

Grundlagen Lebensraumkarte Schweiz

Im Projekt werden bereits vorhandene und in Entstehung befindliche Geodatensätze für ihr Potential zur Erstellung einer Lebensraumkarte (nach Delarze, Gonseth, Eggenberg & Vust 2015) für die Schweiz evaluiert. Ein erste Prototyp wird erstellt.

Filling the land use gap

Mapping grassland management intensity in Switzerland with high spatial and temporal resolution satellite imagery

Neuentwicklung von Massimo

Massimo ist ein Distanz- und Positions- unabhängiges Einzelbaum Wachstumsmodell, basierend auf dem Netz des Schweizerischen Landesforstinventars. Die Module für Wachstum, Mortalität, Störungen und Bewirtschaftung basieren auf empirische Modelle die mit Daten des LFI angepasst wurden.

PleiAlps - Deriving 3D forest parameters from Pléiades imagery

Mountain forests provide a wide range services. To quantify these services provided, information about the 3D forest structure is essential. PleiAlps will lead to a deeper understanding of the requirements for generating an Alpine wide high detail forest map from satellite stereo-imagery.

Zukünftiger Verbrauch an Fruchtfolgeflächen

Landnutzungsszenarien machen deutlich, dass die Fruchtfolgeflächen (FFF) gemäss Sachplan FFF in der folgenden Richtplanperiode in einigen Kantonen unter einen noch stärkeren Siedlungsdruck geraten können.

Pan3D - Nationwide 3D data from historical aerial imagery

In this project we use historical, panchromatic imagery to process a nation wide (Switzerland) high resolution vegetation height model (VHM). This extends the time series of information about the forest structure in Switzerland an thus opens up a whole range of new research possibilities.

Fernerkundung Uholka-Shyrokyi Luh

Um die Vegetation in ihrer 3D Struktur zu quantifizieren und die Topographie des Untersuchungsgebietes detailliert modellieren zu können, wird eine LiDAR Befliegung im Frühjahr 2017 durchgeführt.

Vegetation height model NFI

For Switzerland, a national vegetation elevation model was calculated and updated on an ongoing basis. The ADS80 images routinely captured by swisstopo form the basis for the image matching workflow for deriving a 3D model of the landscape.

Countrywide Tree Type Mapping from Remote Sensing Surveys

Regularly updated information on the state, change and distribution of tree types (broadleaved and coniferous tree) is essential for forest related studies. The first data set consists of ADS80 aerial imagery. The follow-up product is currently being optimized using Sentinel satellite data.

Beurteilung von Schutzwäldern mittels Fernerkundung

Ziel dieses LFI-Projektes ist es, Methoden der Fernerkundung zur Beurteilung der aktuellen Schutzwirkung und Verjüngung von Schutzwäldern zu entwickeln. Im Fokus stehen die Möglichkeiten von terrestrischem (TLS) und flugzeuggestütztem Lasesscanning (ALS).

Waldbrand, Insektenbefall oder Windwurf in Bergwäldern werden wieder wichtiger

Eine internationale Gruppe von Forschern zeigt, dass zunehmende Fläche und Holzvorräte in Bergwäldern in den letzten 150 Jahren zu mehr natürlichen Störungen wie Waldbrand geführt haben.

Entwicklung einer effizienten forstlichen Betriebsinventur

Eine Kombination herkömmlicher und neuer Verfahren der Inventur von Beständen wird am Beispiel des Forstbetriebs BWW zu einem neuen, möglichst kostengünstigen und zugleich aussagekräftigen Verfahren kombiniert.

FORECOM Forest cover changes in mountainous regions

Im polnisch-schweizerischen Forschungsprojekt FORECOM werden historische Waldflächenveränderungen für die Karpathen und Alpen rekonstruiert und die hinter den Veränderungen stehenden treibenden Kräfte analysiert.

Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz

Das Projekt "Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz" geht der Frage nach, ob sich die Biotope von nationaler Bedeutung (Trockenwiesen und -weiden, Auen, Moore, Amphibienlaichgebiete) gemäss ihrer Schutzziele entwickeln und in ihrer Fläche und Qualität erhalten bleiben.

Copernicus Land Monitoring 2010-2020

Das vom BAFU finanzierte Projekt verfolgt die laufenden Entwicklungen im Bereich Copernicus Land Monitoring Services aktiv. Dies umfasst die Mitarbeit in Arbeitsgruppen wie EAGLE, die Unterstützung in EIONET-Treffen oder Consulting bei internationalen Landbedeckungsthemen.

CORINE Schweiz

Die Schweiz beteiligt sich am paneuropäischen Programm CORINE zur Kartierung von Landbedeckung/ Landnutzung (CLC). Die WSL unterstützt das Bundesamt für Umwelt (BAFU) bei der Erstellung der nationalen Daten (CLC-CH 2000, CLC-CH 2006, CLC-CH 2012).

HELM

Mit dem Projekt HELM wird das Monitoring der europäischen Landbedeckung/Landnutzung effizienter, da nationale und sub-nationale Landnutzungskartierungen vermehrt angeglichen und damit einfacher in ein kohärentes europäisches Datensystem integriert werden können. HELM wird durch das 7. Rahmenprogramm der EU finanziert.

Schneehöhenkartierung

Informationen über großräumig verteilte Schneehöhen basieren immer noch hauptsächlich auf interpolierten Punktmessungen. Neue Entwicklungen in der Sensor- und Softwaretechnologie für die digitale Photogrammetrie in den letzten zwei Jahrzehnten bieten neue Möglichkeiten, hochauflösende, digitale Oberflächenmodelle (DSM) auch über schneebedeckte hochalpine Regionen abzuleiten.

Waldausdehnung

Ziel des Projektes ist es, zu verbesserten Grundlagen für die politische Lenkung der Waldflächenzunahme im Schweizer Berggebiet beizutragen.

DEMalpine

Wir untersuchen in diesem Forschungsprojekt die Vor- und Nachteile von verschiedenen Fernerkundungs-Erhebungsmethoden für Geländemodelle im hochalpinen Gelände.

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Publikationen

Waldner, P.; Hobi, M.; Stillhard, J.; Brang, P.; Hug, C.; Thimonier, A.; Schmitt, M.; Walser, M.; Köchli, R.; Zürcher, A.; Christen, D.; Hajjar, N.; Schaub, M.; Sutter, F.; Häni, M.; Meusburger, K.; Gessler, A.; Nussbaumer, A.; Hirsiger, T.; Zhu, J., 2023: Forschung im Waldreservat am Bettlachstock. Mitteilungen der Naturforschenden Gesellschaft des Kantons Solothurn, 161-179. doi: 10.5169/seals-1007786

Soffianian, A.R.; Toosi, N.B.; Asgarian, A.; Regnauld, H.; Fakheran, S.; Waser, L.T., 2023: Evaluating resampled and fused Sentinel-2 data and machine-learning algorithms for mangrove mapping in the northern coast of Qeshm island, Iran. Nature Conservation, 52: 1-22. doi: 10.3897/natureconservation.52.89639

Price, B.; Huber, N.; Nussbaumer, A.; Ginzler, C., 2023: The habitat map of Switzerland: a remote sensing, composite approach for a high spatial and thematic resolution product. Remote Sensing, 15, 3: 643 (24 pp.). doi: 10.3390/rs15030643

Huber, N.; Ginzler, C.; Pazur, R.; Descombes, P.; Baltensweiler, A.; Ecker, K.; Meier, E.; Price, B., 2023: Countrywide classification of permanent grassland habitats at high spatial resolution. Remote Sensing in Ecology and Conservation, 9, 1: 133-151. doi: 10.1002/rse2.298

Zweifel, R.; Pappas, C.; Peters, R.L.; Babst, F.; Balanzategui, D.; Basler, D.; Bastos, A.; Beloiu, M.; Buchmann, N.; Bose, A.K.; Braun, S.; Damm, A.; D'Odorico, P.; Eitel, J.U.H.; Etzold, S.; Fonti, P.; Freund, E.R.; Gessler, A.; Haeni, M.; ... Sterck, F., 2023: Networking the forest infrastructure towards near real-time monitoring - a white paper. Science of the Total Environment, 872: 162167 (11 pp.). doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.162167

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Mitarbeitende

Fernerkundung

Christian Ginzler	Gruppenleiter, Senior Scientist
Gian Baltensweiler	Aushilfe
Dr. Ruedi Bösch	Aushilfe
Claudio Bozzini	Aushilfe
Dr. Moritz Bruggisser	PostDoc
Dr. Petra D`Odorico	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Birgit Eben	Technische Mitarbeiterin
Charis Moana Gretler	Praktikantin
Matthias Pierre Hägeli	Aushilfe
Eveline Hägeli-Golay	Aushilfe
Dr. Serhii Havryliuk	Gastwissenschafter
Karina Ines Hoffmann	Gastwissenschafterin
Dr. Nica Huber	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Markus Immitzer	Gastwissenschafter
Yuchang Jiang	Gastdoktorandin
Kai Jütte	Gastwissenschafter
Tiziana Li Koch	Doktorandin
Dr. Natalia Kolecka	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Daniel Stefan Kükenbrink	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Mauro Marty	Technischer Mitarbeiter
Anita Nussbaumer	Technische Mitarbeiterin
Dr. Livia Piermattei	Technische Mitarbeiterin
Dr. Bronwyn Price	Technische Mitarbeiterin
Dr. Achilleas Psomas	Technischer Mitarbeiter
Marius Rüetschi	Technischer Mitarbeiter
Barbara Schneider	Informatikerin
Jan Schweizer	Gastwissenschafter
Urs Treier	Gastwissenschafter
Daniel Uebersax	Technischer Mitarbeiter
Dr. Zuyuan Wang	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Dr. Lars Waser	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Dominique Weber	Technischer Mitarbeiter
Dr. Clare Webster	Wissenschaftliche Mitarbeiterin