Harvey ET, Krause-Jensen D, Stæhr PA, Groom GB & Hansen LB. 2018. Literature review of remote sensing technologies for coastal chlorophyll-a observations and vegetation coverage. Part of ReSTEK (Brug af Remote Sensing teknologier til opgørelse af klorofylkoncentrationer og vegetationsudbredelse i danske kystvande) and DCE Remote sensing in coastal area projects. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 47 pp. - Technical Report from DCE - Danish Centre for Environment and Energy No. 112. http://dce2.au.dk/pub/TR112.pdf
Rapporten redegør for mulighederne ved at inddrage forskellige Remote Sen-sing (RS) teknologier til supplering af det konventionelle nationale NO-VANA-program til overvågning af vandkvalitet (klorofyl-a; Chl-a) og marin vegetation (Submerged Aquatic Vegetation-SAV; ålegræs og makroalger) i danske kystvande. Styrker, svagheder og vidensgab diskuteres kort, og der gives en række anbefalinger til, hvorledes RS-teknikker kan integreres i den fremtidige marine miljøovervågning.
De komplekse bio-optiske egenskaber, som præger de danske kystnære havområder, betyder, at overvågning af Chl-a kræver RS-teknikker og sensorer, som kan adskille Chl-a signalerne fra de generelt høje niveauer af opløst far-vet organisk stof (CDOM) og totalt suspenderet materiale (TSS), såvel som fra refleksion fra sediment og SAV.
Store dele af de lavvandede kystnære danske havområder er fuldt opblandet hele året, mens lagdeling forekommer om sommeren i Kattegat, dele af Bælthavet og dybere områder i fx Limfjorden. RS Chl-a signalet repræsenterer der-for kun den øvre vandsøjle i disse områder. Dette er dog ikke et problem i forhold til EU’s havstrategi- og vandrammedirektiv, som kun forudsætter sommer Chl-a målinger fra den øvre opblandede del af vandsøjlen. Bundrefleksion er til gengæld et stort problem for de fleste sensorer, der sigter mod at bestemme Chl-a i kystzonen. Dette kan imødekommes enten ved høj spektral opløsning, som kan fjerne denne støj, eller ved RS-data med høj rumlig opløsning, hvorved kanteffekterne i kystzonen mindskes.
Erfaringer med RS-overvågning af Chl-a har hidtil hovedsageligt været base-ret på ESA’s MERIS sensorer og NASA’s MODIS sensorer, som er tilpasset marine observationer. De nyligt lancerede og nu operationelle Sentinel-2 og Sentinel-3 sensorer fra den Europæiske Kommissionen giver nye muligheder for bedre at kunne overvåge kystzonen pga. højere rumlig og tidslig opløsning.
Den lavvandede kystzone omkring Danmark indeholder en kompleks blanding af havgræsser, makroalger, filtrerende organismer samt blød og hård bund. For at kunne skelne disse forskellige bundegenskaber fra hinanden er det nødvendigt at have data med både høj spektral og rumlig opløsning. Selvom der i de sidste to årtier er sket en stor udvikling af tilgængelige RS-teknikker, der er i stand til at kortlægge udbredelse, tæthede og biomasse af ålegræs, kan ingen af teknikkerne anbefales til at stå alene ved overvågning af de forskellige parametre og deres ændringer over tid. Optimal overvågning af SAV kræver en integration af feltobservationer og forskellige RS-teknikker.
Erfaringer med inddragelse af ortofoto fra fly ved vegetationskortlægning i Danmark giver lovende resultater. Disse ortofoto optages hvert andet år, og indkøbes af ministeriet til andre anvendelser. Den optimale anvendelse af orthofoto til landsdækkende kortlægning af ålegræsdækning kræver dog nogle justeringer vedrørende billedbehandling. I mindre målestok giver erfaringer med Red-Green-Blue farvekort (RGB) optaget med droner også lovende resultater for kortlægning af ålegræs og flydende makroalgemåtter og er en teknik, som kan supplere validering til større skalaer. Derimod giver den relativt grove opløsning af frit tilgængelige satellitdata udfordringer ved kortlægning af tynd og blandet vegetation, men kan bruges på regional skala.
Test og validering af RS Chl-a og SAV data kan udføres ved hjælp af data fra det eksisterende NOVANA overvågningsprogram, såfremt der er en god overensstemmelse i tid og rum mellem ground-truth og RS-data. Det er med de nuværende parametre i NOVANA programmet (2017-21) ikke muligt at kalibrere og validere CDOM og TSS. Men RS-bestemte Chl-a data er af stor værdi, ikke mindst i vandområder med nedsat eller fraværende monitering i NOVANA-programmet. For marin vegetation supplerer RS-og NOVANA-data hinanden godt, idet NOVANA-programmet leverer detaljerede oplysninger om den nedre dybdegrænse for ålegræs, der er yderst følsom for ændringer i vandets klarhed og -kvalitet og derfor en nøgleindikator for kvalitetsstatus. RS-baseret vurdering af arealfordeling giver et vigtigt supplement til forståelsen for de mange økosystemfunktioner og -tjenester, der leveres af ålegræsenge og andre marine vegetationsområder. Kendskab til arealdækningen er vigtig, da økosystemfunktionerne og -tjenesterne skalerer med deres arealudbredelse.
