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Titelaufnahme

Titel
Estimation of crop water requirements based on remote sensing data : a case study of the Marchfeld region in 2010 / author: Nikolaus Neugebauer
VerfasserNeugebauer, Nikolaus
Betreuer / BetreuerinVuolo, Francesco
Erschienen2013
Umfang77 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2013
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Fernerkdungung, landwirtschaftlicher Wasserbedarf, Bewässerungsbedarf, Bewässerung, Wasserdefizit
Schlagwörter (EN)remote sensing, water accounting, water deficit, irrigation water requirement, agricultural water requirement, crop water requirement, irrigation
Schlagwörter (GND)Marchfeld / Nutzpflanzen / Wasserbedarf / Satellitenfernerkundung / Modellierung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-10106 Persistent Identifier (URN)
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Estimation of crop water requirements based on remote sensing data [2.73 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschreibt eine Abschätzung des landwirtschaftlichen Wasserbedarfs im niederschlagsarmen Gebiet Marchfeld. Referenz-Evapotranspiration wurde mit Hilfe der Penman-Monteith Gleichung berechnet. Eine Aufnahmereihe von Landsat-5 Satellitendaten wurde genutzt um Informationen über die Größe der für Feldbau genutzten Fläche, den Pflanzenkoeffizenten (Kc) und die potentielle Evapotranspiration zu erstellen. In der Datenvorbehandlung wurde der Fernerkundungs-Datensatz um atmosphärische Einflüsse korrigiert. Dazu wurden 2 Software-Anwendungen (FLAASH, ATCOR) verwendet deren Leistung mittels pseudo-invarianter Ziele analysiert wurde. Mit den Satellitenbilddaten wurden Albedo und LAI berechnet. Eine Sensitivitätsanalyse wurde durchgeführt um den Einfluss der variablen Parameter zur Berechnung des Kc zu bestimmen. Die Daten wurden kombiniert um die potentielle Evapotranspiration zu bestimmen. Satellitenbilddaten wurden weiters dazu genutzt um mittels einer Klassifizierung die für Feldbau genutzte Fläche zu bestimmen. Aus den meteorologischen Daten wurde eine Bandbreite des möglichen pflanzenwirksamen Niederschlages errechnet. Im letzten Schritt wurde der Wasserbedarf der Region innerhalb des beobachteten Zeitraumes (10 Jun. bis 23. Sept.) errechnet. Die höchste gesamte potentielle Evapotranspiration liegt bei 560 mm. Der gesamte ermittelte Wasserbedarf beträgt 32.02 bis 52.8 Mio m. Das Maximum des Wasserdefizits (5 mm/Tag) konnte Ende Juni beobachteten werden. Die Bereitstellung dieser Informationen kann Wassermanagern wie Landwirten in ihrer Entscheidungsfindung helfen. Regionen mit hohem Wasserbedarf können identifiziert und die Zuweisung von Ressourcen entsprechend gesteuert werden. Ein kritischer Faktor der landwirtschaftlichen Produktion ist das hohe Wasserdefizit am Beginn der Wachstumsphase. Ohne richtiges Management kann dieser Umstand zu Wassermangel führen der die Pflanzenvitalität und damit letztendlich die Ertragsbedingungen beeinflusst.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis describes the estimation of water requirements in the context of agricultural production in the water-scarce environment of Marchfeld. Reference evapotranspiration was calculated from meteorological data by applying the FAO-56 Penman-Monteith equation. A time series of Landsat-5 observations was acquired for deriving information about the extent of the surface area for crops, the crop coefficient (Kc) and the potential evapotranspiration. In a pre-processing step the EO dataset was atmospherically corrected with two software tools (FLAASH, ATCOR) and their performance was compared by analysis of pseudo-invariant targets. EO data was used for calculation of albedo (wavelength integrated ground reflectance) and LAI. A sensitivity analysis was performed to evaluate the influence of different parameters on the calculation of the crop coefficient. Meteorological and EO data were combined to calculate potential evapotranspiration. The EO dataset was further used in a classification to estimate the extent of the agricultural surface area. A range of plant effective precipitation was calculated from meteorological data. The water requirement for the region during the observed time period (June 10th to September 23rd) was then calculated. The highest potential evapotranspiration for the full observed time period was 560 mm. The total estimated water requirement ranged from 32.02 to 52.8 Mio. m The observed peak of water deficit (5 mm/day) was observed at the end of June. Providing precise information about the observed region can help managers at regional scale and farmers in their decision making progress. Regions of high water demand can be identified and allocation of resources properly managed. A critical factor for agricultural production is the high water deficit at the start of the growing season. If not managed properly this circumstance could lead to water stress and further effect plant vigour and ultimately yield stability.