Fernerkundung in Schulen

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Der Begriff Fernerkundung in Schulen beschreibt allgemein die Integration von Fernerkundung in den Schulunterricht. Dabei kann es sich zum einen um Fernerkundungsdaten, wie photographische, digitale oder mikrowellengestützte Luft- und Satellitenbilder, und zum anderen um Fernerkundungsmethoden, wie Resampling, Klassifikation von Landoberflächen und Zeitreihenanalysen handeln.

Fernerkundung in Schulen als wissenschaftliches Projekt

Fernerkundung und ihr didaktischer Mehrwert

Das Projekt Fernerkundung in Schulen (FIS) des Geographischen Instituts der Universität Bonn hat sich zum Ziel gesetzt die Integration des Themas Fernerkundung im Schulunterricht der Sekundarstufe I & II nachhaltig und fächerübergreifend zu fördern. Seit dem Start 2006 wird das Projekt durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) unterstützt. Oftmals scheitert die Intention vieler Lehrer, Fernerkundungsdaten und -methoden in ihren Unterricht einzubinden, an der Komplexität und Sperrigkeit bestehender freier Bildverarbeitungssoftware für Schulen. Darüber hinaus ist festzustellen, dass Satellitenbilder, wenn sie in den Schulunterricht implementiert werden, primär im Geographieunterricht eingesetzt werden. Aus diesem Grund hat das FIS-Projekt ein didaktisches Konzept erarbeitet, das durch Intermedialität, Interaktivität und Interdisziplinarität gekennzeichnet ist. Eine Säule des Konzepts besteht aus der Entwicklung und Implementierung digitaler Lernmodule. Kern dieser interaktiven Unterrichtsmaterialien sind Verarbeitungswerkzeuge der digitalen Bildanalyse, die mit fachspezifischen Aufgabenstellungen und erläuternden Animationen gekoppelt werden.

Unterrichtsmaterialien

Erdkunde/Geographie

Die Verfügbarkeit von Satellitenbildern verbessert sich ständig. Mit der wachsenden Zahl an unterschiedlichen Sensoren steigt auch die räumliche und zeitliche Auflösung von Fernerkundungsdaten. Somit können aktuelle Themen, wie z.B. Naturkatastrophen, Klimawandel oder Städtewachstum, mit aussagekräftigem Bildmaterial im Unterricht unterstützt werden. Über unsere Lernmodule und Analysetools können Schülerinnen und Schüler die Bilder problem- und handlungsorientiert analysieren.

Atmosphärische Zirkulation

Unterrichtseinheit Atmosphärische Zirkulation

Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist ein Satellitenfilm, der die Wetterphänomene im Verlaufe eines Tages darstellt. Mithilfe des Films wird die atmosphärische Zirkulation in den globalen Zusammenhang eingebettet und besonders einprägsam veranschaulicht. Der Film regt die Schülerinnen und Schüler zur Auseinandersetzung mit der Entstehung und den Zusammenhängen von Wolken- und Windsystemen, Konvektions- und Advektionsprozessen sowie globalen Austauschprozessen an.

Themen	Atmosphärische Zirkulation, Klima, Wetter, Wolken, globale Windsysteme
Klasse	11. Klasse
Zeitaufwand	2-3 Stunden
Niveau	leicht

Braunkohle - Landschaft im Wandel

Unterrichtseinheit Braunkohle - Landsschaft im Wandel

Am Beispiel des Braunkohletagebaus Hambach westlich von Köln werden die Entstehung und Lage von Braunkohle sowie die Abbautechniken genau erklärt. Ergänzend vergleichen und bewerten die Schülerinnen und Schüler die Entwicklung verschiedener durch den Braunkohleabbau geprägte Gebiete. Dabei sollen sie die Bedeutung des Braunkohleabbaus für die deutsche Energieversorgung verstehen und die Entwicklung nach der Rekultivierung einschätzen lernen.

In dieser Unterrichtseinheit werden verschiedene Fernerkundungsdaten eingesetzt - von optischen Satellitendaten wie MODIS oder LANDSAT bis hin zu einem digitalen Geländemodell. Mit Hilfe kleiner und intuitiv nutzbarer Tools erforschen die Schüler/Innen diese Datensätze und erarbeiten sich eigene Erkenntnisse zum Landschaftswandel durch den Braunkohleabbau.

Themen	Braunkohle, Geländemodelle, Ressourcennutzung, Tagebau
Klasse	11. Klasse
Zeitaufwand	5 Stunden
Niveau	leicht

Erde bei Nacht - Disparitäten werden sichtbar

Unterrichtseinheit Erde bei Nacht

Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist das Satellitenbild "Erde bei Nacht". Darauf ist deutlich zu erkennen, dass sich Anzahl und Dichte der abgebildeten Lichtpunkte in den verschiedenen Regionen unterscheiden. Die Schülerinnen und Schüler können davon Aussagen über den regional unterschiedlichen Energieverbrauch auf der Erde ableiten. Die dadurch angedeuteten Disparitäten werden durch ergänzende Materialien genauer untersucht. So kommen die Schülerinnen und Schüler dazu, den Begriff des "Entwicklungslandes" beziehungsweise dessen Indikatoren kritisch zu hinterfragen.

Themen	Energieverbrauch, Entwicklungland, Erde bei Nacht, Industrialisierung, weltweite Disparitäten, Wirtschaftssektoren
Klasse	12. Klasse
Zeitaufwand	1-2 Stunden
Niveau	einführend

Feuerspuren im Satellitenbild

Am konkreten Beispiel der verheerenden Waldbrände in Griechenland 2007 setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Ursachen und Folgen von Eingriffen in geoökologische Kreisläufe auseinander. Sie schlüpfen in die Rolle eines Beraters, der für die EU-Kommission die Entwicklung der Vegetation nach der Feuerkatastrophe analysieren soll. Zu diesem Zweck setzen die Schülerinnen und Schüler Satellitenbilder ein. Zunächst setzen sie sich mit den verschiedenen Spektralkanälen eines optischen Satelliten auseinander und berechnen einen Vegetationsindex (NDVI), der ihnen Aufschluss über die Vitalität der Vegetation gibt. Zuletzt wird mit mehreren NDVI-Bildern eine Zeitreihe aufgebaut und analysiert.

Themen	Absorption, Change Detection, Dynamik von Ökosystemen, elektromagnetisches Spektrum, Infrarot, Jahreszeiten, Licht, Naturgefahren, Photosynthese, Reflexion, Vegetationsindex, Zeitreihenanalyse
Klasse	12. Klasse
Zeitaufwand	3-4 Stunden
Niveau	fortgeschritten

Weblinks

• Projekt Fernerkundung in Schulen
• Jugendportal des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)
• Satellitenbild-Lernspiel der PH Heidelberg