Abteilung Systemanalyse und Modellierung

Räumliche Dimension in Forschungsdaten

Wie hat sich das Ökosystem in einem Flussabschnitt verändert, nach er renaturiert worden ist? Wie gross ist das Einzugsgebiet eines kleinen Baches und welche Merkmale weist es auf? Wo sind potenzielle Standorte für eine neue Kläranlage? Zu all diesen Fragen wird an der Eawag geforscht. Und bei all diesen Fragen spielt neben Fachwissen auch die räumliche Dimension eine Rolle. Diese räumliche Dimension lässt sich in einem Geografischen Informationssystem (GIS) weiter untersuchen und analysieren. Die Einbindung der Daten in eine Karte kann neue Erkenntnisse liefern oder räumliche Muster oder Beziehungen zwischen Datenpunkten aufzeigen, die zuvor nicht offensichtlich waren. Mit Hilfe räumlicher Statistiken lassen sich diese Muster, eine Korrelation oder die dahinterstehende Unsicherheit quantifizieren.

Wirkungsvolles Kommunikationsinstrument

Eine Karte kann helfen, eine Forschungsfrage oder die Entwicklung eines Phänomens in Raum und Zeit darzustellen, oder sie kann die Ergebnisse auf kompakte, aber sehr aussagekräftige Weise zusammenfassen. Eine Karte kann somit das Verständnis innerhalb einer Forschungsgemeinschaft, zwischen verschiedenen Disziplinen, aber auch zwischen Forschenden und der Öffentlichkeit fördern.

Bei der Eawag ist die Anwendung von GIS-Techniken sehr breit gefächert. Räumliche Daten und Ergebnisse dienen als Grundlage für Modelle, Simulationen und statistische Analysen.

Abgeschlossene GIS-Projekte

Eine Vielzahl von räumlichen Attributen existiert für das Gewässernetzwerk sowie für das gesamte Einzugsgebiet. In einem GIS können diese Attribute mit ökologischen und landwirtschaftlichen Parametern (z.B. Pestizid-Index) kombiniert werden, um deren Einfluss auf die natürliche Umwelt zu bestimmen. Über die Jahre ist so eine umfassende Datenbank für aquatische Systeme in der Schweiz aufgebaut worden, die von vielen Forschungsgruppen intensiv genutzt wird. Zum Beispiel in der ökologischen Modellierung, um die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften in Ökosystemen auch im Kontext von zukünftigen Klimaszenarien vorherzusagen. www.eawag.ch/de/abteilung/siam/projekte/data-science-und-mechanistische-modellierung/

Mit Hilfe von GIS wurde der CAMELS-CH (Catchment Attributes and MEteorology for Large-sample Studies - Switzerland) erstellt. Er umfasst einen hydro-meteorologischen Datensatz für die Schweiz, mit statischen Landnutzungsdaten sowie Zeitreihen von über 40 Jahre mit einer täglichen Auflösung für über 300 Einzugsgebiete: https://www.eawag.ch/de/abteilung/siam/projekte/camels-switzerland/

Im Rahmen der Blue Green Biodiversity Research Initiative, einer Eawag-WSL-Kollaboration, wurden im Projekt «Rezente Entwicklungen in der Vielfalt, Biomasse und Abundanz aquatischer und terrestrischer Insekten in der Schweiz» Erhebungen von terrestrischen und aquatischen Insektendaten der letzten 20 Jahre analysiert. www.eawag.ch/de/abteilung/siam/projekte/rezente-entwicklungen-in-der-vielfalt-biomasse-und-abundanz-aquatischer-und-terrestrischer-insekten-in-der-schweiz/

Basierend auf kartierten Punktdaten der Quaggamuschel wurde mit geostatischen Verfahren eine Verbreitungskarte für verschiedene Schweizer Seen erstellt: www.eawag.ch/de/info/portal/aktuelles/news/zeit-gewinnen-im-kampf-gegen-die-quaggamuschel/

Mit Hilfe von GIS und räumlicher Statistik werden wasserrelevante Umweltfaktoren mit sozio-ökonomischen Grössen kombiniert, um den Wert der Wasserressourcen in der Schweiz zu ermitteln. www.eawag.ch/de/abteilung/ess/projekte/creating-a-gis-based-water-services-value-map-for-switzerland/

Zur Abschätzung des Pestizideintrages in die Oberflächengewässer wird ein GIS verwendet. Anhand der räumlichen Verteilung der Standortfaktoren aus Landnutzung- und Abflussdaten werden kritische Gebiete für den diffusen Eintrag identifiziert. https://www.eawag.ch/de/abteilung/uchem/projekte/aaretal-pestizidmonitoring-im-kanton-bern/ 

Geodaten dienten als Grundlage für die Fragmentierungsanalysen zur Sanierung von künstlichen Fischwanderhindernissen. www.dora.lib4ri.ch/eawag/islandora/object/eawag%3A32675/

In Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen arbeiten wir in verschiedenen Projekten an der Verbesserung der Abwasserentsorgung und der Wasserverfügbarkeit. In Kampala (Uganda) analysierten wir städtische Gebiete ohne Abwassernetzwerk, um Monitoringstellen für eine bevölkerungsrepräsentative Überwachung festzulegen. Daraus sollen dann Frühwarnsysteme für das öffentliche Gesundheitswesen entwickelt werden, um die Ausbreitung von Infektionskrankheiten einzudämmen. www.eawag.ch/en/department/sandec/projects/emoch-environmental-monitoring-of-community-health-in-urban-non-sewered-catchments/