Unterstützungsleistungen Übernahme SALDi Data Cube

1. Hintergrund Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes SALDi (Südafrika Land Degradationsmonitor) sollen in Zusammenarbeit mit den südafrikanischen Partnern nachhaltige Werkzeuge zur Beurteilung der Landdegradation in mannigfaltig genutzten Landschaften Südafrikas implementiert werden. Die konkreten Ziele von SALDi sind 1) Entwicklung eines Dauerbeobachtungssystems (Monitors) für Ökosystemveränderungen und -degradation mittels Satellitenfernerkundung, 2) Modellierung der Wechselwirkungen von Oberflächenänderungen, Witterung und Klima, und 3) Verbesserung der Verfahren zur Bewertung von Bodendegradierung, insb. der Bodenerosion durch Wasser. Die ursprünglich für 3 Jahre geplante Laufzeit bis zum 31. Oktober 2021 wurde auf Grund pandemie-bedingt ausgefallener Geländereisen ausgabenneutral bis zum 31. Oktober 2022 verlängert. Durch die verzögerten Geländereisen und Weggang von Personal in unbefristete außeruniversitäre Anstellungen wurde eine weitere ausgabenneutrale Verlängerung bis zum 30. April 2023 gewährt, um alle Projektziele zu erreichen, für die der SALDi Data Cube unerlässlich ist. 2. Bedeutung des SALDi Data Cubes Um im Wesentlichen alle relevanten Fernerkundungsdaten sowie weitere räumliche Informationen für eine gemeinsame und synergetische Auswertung bereithalten zu können, wurde durch den Lehrstuhl für Fernerkundung, Institut für Geographie und Geologie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg im Rahmen eines Unterauftrags des SALDi Partners DLR seit Oktober 2020 der sog. SALDi Data Cube aufgebaut. Im Data Cube werden umfangreiche Satellitendaten ko-registriert gespeichert, die als Grundlage für die Bewertung der Landdegradation in den Projektgebieten dienen. Der Produktkatalog umfasst Daten, die hauptsächlich aus Sentinel-1-Radar- und Sentinel-2-optischen Zeitreihendaten, luft- und weltraumgestützten Lidar-Daten sowie weiteren Erdbeobachtungssensoren stammen. Aus den Satellitendaten werden im Data Cube höherwertige Informationsprodukte abgeleitet zu zeitlichen Anomalien und Kipppunkten der Entwicklung der Landoberflächen-Bedeckung, zur Oberflächenfeuchte und einer Reihe von Indizes, die als Näherungswerte für Eigenschaften der Landoberfläche dienen (z. B. Anteil kahler Flächen, Aktivität der Vegetation und deren Feuchtezustand). Die Projektlaufzeit des SALDi Partners DLR endet zum 31.10.2022 und somit auch der Unterauftrag an die Universität Würzburg. Die Universität Jena muss als SALDi Koordinierungsprojekt für die Erreichung der Projektziele den SALDi Data Cube weiterhin nutzen können. Hierfür ist der Unterauftrag an die Universität Würzburg unabdingbar. Darüber hinaus soll der Data Cube für eine nachhaltige Datenkuration für Lehre und Forschung über das Ende der ausgabenneutralen Verlängerung zum 30. April 2023 an die Universität Jena transferiert werden (s.u.). Die Universität Jena hat größtes Interesse an anwendungsbezogenen Nutzungen ihres Hochleistungsrechners hat, haben wir das ausdrückliche Einverständnis, den SALDi Data Cube am Rechenzentrum zu installieren. Nach Rücksprache mit Dr. Andre Sternbeck, dem Fachberater für Hochleistungsrechnen des Jenaer Universitätsrechenzentrums, gibt es keine technischen Hindernisse. Für den Transfer steht ein ausgewiesener Mitarbeiter zur Verfügung. Damit ist die langfristige Sicherung sowohl der in SALDi zusammengeführten Satellitendaten und deren abgeleiteten, hochwertigen Produkte langfristig (auf Jahre) gewährleistet. Das gilt auch für die als Jupyter Notebooks gespeicherten innovativen Prozessketten. Der Lehrstuhl für Fernerkundung hat ein großes Eigeninteresse an der Nutzung des SALDi Data Cubes in der Lehre, was bereits in diesem Wintersemester 2022/23 mit großem Erfolg mit 16 Master-Studierenden umgesetzt wird und daher auch in Zukunft genutzt werden soll. Ergebnisse dieses ersten Data Cube Seminars werden als Poster auf dem Savanna Science Network Meeting 2023 im Kruger National Park präsentiert werden. Ebenso wichtig ist der Erhalt der Funktionsfähigkeit des Data Cube für die Einwerbung möglicher Folgeprojekte für gemeinsame Forschungsfragen mit der Physischen Geographie. Der Lehrstuhl für Fernerkundung kann daher aus eigenem Interesse und Dank langfristigen Personals sowohl die Betriebserhaltung als auch die Aktualisierung für mehrere Jahre gewährleisten. 3. Notwendigkeit und Leistungsumfang der Unterstützung Der SALDi Data Cube wurde seit Oktober 2020 durch die Universität Würzburg aufgebaut und sämtliche Fernerkundungs-Prozessierungen laufen auf dieser Infrastruktur. Es hat sich jedoch gezeigt, dass an unterschiedlichen Stellen interaktive Anpassungen des Data Cube an die Prozessketten notwendig sind. Für diese Anpassungen ist der fortlaufende Support notwendig. Da das technische Know-how zum Aufbau und Betrieb des SALDi Data Cube bisher ausschließlich an der Universität Würzburg beheimatet ist, ist die Begleitung des Transfers an die Universität Jena durch Würzburger Personal unabdingbar. Der notwendige Leistungsumfang ist im Detail im Unterauftrag definiert. Im Wesentlichen handelt es sich um Beratung und technischen-wissenschaftlichen Support, Erstellung von Trainingsmaterial zur Einarbeitung, Methoden- und Prozessentwicklung und deren Integration auf dem Data Cube und Unterstützung beim Umzug des Data Cube an das Rechenzentrum der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Diesem Transfer und der unbeschränkten wissenschaftlichen Nutzung der Prozessketten und der zusammengeführten bzw. erstellten Open Access Daten stehen keinerlei Urheberrechte entgegen. Dies war die Voraussetzung für die Mittelvergabe durch das BMBF, da auch ein Transfer an eine afrikanische Organisation angedacht war (bzw. ist).