Wasserdaten sammeln mit dem Smartphone – Wie können Menschen messen, was hydrologische Modelle brauchen?

Abstract

Die Burgerwissenschaft (Citizen Science) ist ein potenziell interessanter Ansatz, um bestehende hydrologische Messnetzwerke zu erganzen und Daten fur das Wasserressourcenmanagement zu erheben. Hydrologische Beobachtungen basieren jedoch normalerweise auf der Verwendung von Messinstrumenten. Dies begrenzt die Moglichkeit fur Beobachtungen durch Burgerwissenschaftler an vielen verschiedenen Orten. Hier prasentieren wir einen neuartigen, skalierbaren Ansatz, bei dem keine physischen Installationen oder Instrumente erforderlich sind. Wir diskutieren, wie der Wert von verschiedenen Arten von Daten abgeschatzt werden kann, und betrachten dabei insbesondere Daten, die potenziell in Mitmachprojekten gesammelt werden konnen. Wir stellen eine Smartphone-App zur Erfassung von Beobachtungen des Wasserstands, der Bodenfeuchte und des Zustandes trockenfallender Bache vor. Der Ansatz ist dem Geocaching ahnlich, mit dem Unterschied, dass anstelle von Fundstellen fur die Schatzsuche hydrologische Messstellen von jedem und uberall eingerichtet werden konnen. Anschliesend konnen alle Burgerwissenschaftler durch Beobachtungen an dieser Station beitragen. Fur die Wasserstandsbeobachtung wird eine virtuelle Messlatte verwendet. Das Bild einer Messlatte wird dabei digital in ein Foto eines Fliesgewassers eingefugt. Damit kann der Wasserstand zu spateren Zeitpunkten abgeschatzt werden. Fur Bodenfeuchte und trockenfallende Bache werden beschreibende Klassen verwendet, die im Feld beobachtet werden konnen. Die ersten Ergebnisse des CrowdWater-Projekts zeigen, dass Daten aus Mitmachprojekten potenziell informativ sein konnen und dass die Sammlung solcher Daten dank der Smartphone-App gut moglich ist. Citizen science is a potentially useful approach to complement existing hydrological observation networks, and to obtain important data for water resources management. However, hydrological observations are usually based on the use of different kinds of measurement instruments. This seriously limits the options for citizen scientists to contribute with measurements at many different locations. In this paper, we present a novel, scalable approach where no physical installations are needed. We discuss how the value of different types of data, and especially such data that potentially can be collected in citizen science projects, can be evaluated. We present the CrowdWater App, a smartphone app that is used for the collection of information about water levels, soil moisture and the status of temporary streams. The approach is similar to geocaching, with the difference that instead of finding treasure-hunting sites, hydrological measurement sites can be created by anyone and at any location and these sites can be found by the creator or other citizen scientists to take additional measurements at another time. This approach makes use of a virtual staff gauge for water level measurements; this means that a picture of a staff gauge is digitally inserted into a photo of a stream bank or a bridge pillar, and the water level during a subsequent field visit to that site is compared to the staff gauge on the first picture. For soil moisture and the status of temporary streams, qualitative classes are used. The first results of the CrowdWater project showed that citizen science data could potentially be informative and that the collection of such data is possible thanks to the smartphone app.