Erdbeobachtungssysteme

Die EOS-Gruppe beschäftigt sich mit der Anwendung von Fernerkundungstechnologien zur regelmäßigen und großflächigen Beobachtung der Polarregionen. Unsere Studien tragen zu einem besseren Verständnis der aufgenommenen Fernerkundungsdaten bei. Darauf aufbauend entwickeln wir Verfahren, mit denen aus den Fernerkundungsdaten Informationen über den Zustand der Polarregionen und den dort ablaufenden Prozesse und Änderungen gewonnen werden.

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Arbeitsgruppenleitung
Wolfgang Dierking

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Stefanie Linow

Was ist Fernerkundung?

Der Sentinel-1a Satellit der ESA während der Aufnahme eines Radarbildes. Copyright ESA/ATG medialab (Grafik: © ESA / Sentinel-1)

In der Fernerkundung untersucht man die Erdoberfläche und oberflächennahe Schichten ohne direkten Kontakt zum Medium. Am häufigsten geschieht dies durch die Analyse elektromagnetischer Strahlen, die von der Erdoberfläche in Richtung des aufnehmenden Sensors emittiert, reflektiert oder gestreut werden. Dabei kann es sich um Sonnenlicht, Wärme oder Mikrowellen handeln. Als Strahlungssensoren dienen Kameras, Laser, Scanner, Radiometer, und Radarinstrumente, die meistens auf Satelliten, Flugzeugen und Hubschraubern eingesetzt werden.

Wie kann man Fernerkundungsdaten nutzen?

Die zentrale Frage ist, welche Eigenschaften der Erdoberfläche man aus den Strahlungsdaten bestimmen kann. Um diese Frage für verschiedene Oberflächen- und Schichttypen unter Berücksichtigung veränderlicher Umweltbedingungen beantworten zu können, nutzen wir die Ergebnisse von Feldmessungen, die mit den entsprechenden Fernerkundungsdaten verglichen werden. In solchen Analysen sind auch die jeweiligen technischen Eigenschaften der Sensoren zu berücksichtigen.

Theoretische Modelle zur Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Materie helfen uns, die empfangenen Signale besser zu verstehen. In weiteren Themenkomplexen befassen wir uns mit der Aufbereitung und Visualisierung von Ergebnissen der Fernerkundungsaufnahmen sowie mit dem Vergleich dieser Ergebnisse mit Computersimulationen geophysikalischer Phänomene in den Polarregionen.

Wo liegen unsere Schwerpunkte?

In unserer Gruppe konzentrieren wir uns auf die Eisschilde der Antarktis und Grönlands, auf das Meereis, und auf Permafrostregionen. Typische Fragestellungen sind: Welche Meereistypen kann man in Radaraufnahmen unterscheiden? Wie entwickeln sich Polynien im Meereis? Welche Methoden sind optimal zur Bestimmung der Bewegung und Deformation von Meer- und Gletschereis? Wie kann die Klassifizierung verschiedener Oberflächentypen in Permafrostgebieten durch die Kombination unterschiedlicher Sensoren verbessert werden? Wie kann man Schneeakkumulationsraten auf den Eisschilden aus Satellitendaten ableiten? Die Ergebnisse unserer Auswertungen von Fernerkundungsdaten fließen in die Arbeiten anderer Forschergruppen ein.

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