Abbildende Spektroskopie am DLR
Zu viel oder nicht genug?
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| Hyperspectral image cube vom DLR Oberpfaffenhofen | |
Abbildende Spektroskopie oder hyperspektrale Fernerkundung ist ein passives Verfahren der Fernerkundung. Dies umfasst viele Anwendungsgebiete im Bereich der Erdbeobachtung, wie z. B. Land- und Forstwirtschaft, Limnologie, Ozeanografie, Geologie, Ökologie und Stadtentwicklung. Die Methodik basiert auf der Auswertung der Reflexionen der Erdoberfläche im reflektierenden und emittierenden Bereich in vielen kleinen, kontinuierlichen Spektralbändern.
Die Auswertung Hyperspektraler Daten erlaubt eine quantitative Ableitung von biochemischen und geophysikalischen Eigenschaften der Erdoberfläche. Beispielsweise die Analyse von Wasserbestandteilen und des Blattwerks, die Identifikation von Pflanzenarten, Parametern des Pflanzenbewuchses, sowie die Bestimmung von anderen Materialien.
Auch wenn bis heute kein operativer, satellitengestützter Hyperspektral-Sensor verfügbar ist, kann die flugzeuggetragene Spektroskopie auf eine Entwicklungszeit von über 25 Jahren zurückblicken. So setzte man die ersten Prototypen im Jahre 1982 in den Vereinigten Staaten ein. In den folgenden Jahren wurden weitere Instrumente gebaut und erfolgreich betrieben. Dazu gehören u. a. AVIRIS, CASI, HyMap und DAIS 7915 sowie die DLR-Entwicklung ROSIS.
Derzeit wird das neue flugzeuggetragene Spektrometer ARES von Integrated Spectronics, Sydney, Australien entwickelt und durch das DLR und das Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) finanziert. Dieser Sensor wird eine hohe Performance über den ganzen optischen Wellenlängenbereich (reflektiv und thermal) liefern, und der wissenschaftlichen Gesellschaft voraussichtlich ab 2010 zur Verfügung stehen.
Seit 1995 betreibt und kalibriert das DLR eigene hyperspektrale Sensoren und entwickelt Software für die Datenprozessierung und die Auswertung in verschiedenen Anwendungsgebieten. Im Jahre 2007 wurde dieser Service „Optical Airborne Remote Sensing (OpAiRS)“ durch die ISO zertifiziert (ISO 9001:2000).
Das DLR engagiert sich weiterhin für die deutsche EnMAP Satelliten-Mission, mit dem Ziel eines operativen, satellitengestützten Hyperspektral-Sensors. Der EnMAP Hyperspectral Imager (HSI) ist ein Pushbroom Sensor, der den spektralen Bereich zwischen 420 nm und 2450 nm mit mehr als 200 Kanälen abdeckt und hochwertige Hyperspektral-Daten kurzfristig zur Verfügung stellen kann. Hauptanliegen ist dabei die Ermittlung einer breiten Palette von Ökosystemparametern in der Agrarwirtschaft und des Forstwesens, sowie Untersuchungen bodenkundlicher und geologischer Faktoren, von Küsten und Seen. Die EnMAP-Mission wird zwei wesentliche technische Konzepte beinhalten: das Space-Segment unter der Führung von Kayser-Threde GmbH und das Boden-Segment, welches durch das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR gesteuert wird. Die DLR-Agentur übernimmt dabei die Leitung der Mission. Der geplante Start des EnMAP-Satelliten ist für Ende 2011 vorgesehen.
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