Team: SAR-Topographie



Einführung:

Seit 1991 stehen verschiedene operationelle Radarsysteme für die Erdbeobachtung zur Verfügung. Im Gegensatz zu optischen Systemen, die das von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenlicht aufzeichnen, ist ein Radar ein aktives System, das die Erdoberfläche aktiv beleuchtet und die zurückgestreuten Signale wieder empfängt. Damit arbeiten sie unabhängig vom Sonnenstand und können sogar Wolken durchdringen, sodass gesichert Aufnahmen zu vorgegebenen Zeitpunkten geliefert werden können.
Zur Erreichung der erforderlichen Bodenauflösung werden sog. SAR-Systeme (SAR= Synthetic Apertur Radar) eingesetzt. Diese beleuchten mehrfach die Geländepunkte am Boden während des Überflugs. Die einzelnen Signale werden dann nach der Übertragung der Daten an Bodenstationen durch eine Nachbearbeitung zu einem Bild zusammengesetzt.
Die Rückstreuung der Radarsignale am Boden wird durch das verwendete Aufnahmesystem und die Beschaffenheit der Geländeoberfläche bestimmt. Die Parameter der Radarsysteme sind die verwendete Trägerfrequenz (f) bzw. Wellenlänge (λ), die Polarisation und der Blickwinkel, unter dem die Erde beobachtet wird. Unter der Polarisation versteht man die Schwingungsrichtung der ausgesandten und empfangenen Radarsignale. Bei der Reflektion an der Erdoberfläche spielen neben den elektrischen Materialeigenschaften die Oberflächenrauhigkeit und Feuchtigkeit eine Rolle. In der Satelliten gestützten Erdbeobachtung werden vor allem X-Band (λ = 2,4 - 4,5cm; f = 7 - 12 GHz), C-Band (λ = 4,5 - 7,5cm; f = 4 - 7 GHz) und L-Band (λ = 15 - 30cm; f = 1 - 2 GHz) eingesetzt.


Verarbeitung von SAR-Daten zu Geo-Informationsprodukten:

Um aus SAR-Daten Geo-Informationsprodukte ableiten zu können ist eine Reihe von Verarbeitungsschritten erforderlich an deren Entwicklung, Implementierung und z.T. Betrieb die Gruppe SAR-Topographie beteiligt ist. Dazu zählen

  • Die Vorprozessierung zu standardisierten SAR-Bildern (SAR-Processing)
  • Ortho-Entzerrung zur Erzeugung lagegenauer Bildkarten
  • Radiometrische Korrektur (Kalibrierung)
  • Texturanalysen und Bildsegmentierung zur Verbesserung der Klassifikation
  • Polarimetrische Zerlegung der Eingangsdaten zur verbesserten Erfassung des Rückstreumechanismus
  • Analyse von Veränderungen zwischen verschiedenen Aufnahmezeitpunkten (Change Detection)
  • Implementierung der Verfahren in operationellen Systemen (Durchsatz optimiert, nach Programmierstandards, Integration in leistungsfähige Rechnerinfrastruktur, Anbindung an das Daten- und Informationsmanagement des DLR-DFD)

Neben der technischen Umsetzung ist bei der Entwicklung von Geo-Informationsprodukten eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit erforderlich, die das Team in ausgewählten Bereichen durch eigene Expertise begleitet und unterstützt.

Da das Relief sowohl beim Abbildungsprozess, wie auch bei der Analyse der aufgezeichneten Radardaten eine entscheidende Rolle spielt, wird eine operationelle Datenbank zur Haltung, Analyse und Aufbereitung von digitalen Höhenmodellen betrieben.

Aus SAR-Daten können mit den Methoden der Radarinterferometrie sowie radargrammetrischen Stereoauswertung Höhenmodelle abgeleitet werden. Im Rahmen der Mission TanDEM-X werden interferometrisch aus Einzelaufnahmen erstellte Höhenmodelle kalibriert und zu flächendeckenden Datensätzen zusammengefügt.


Kontakt
Achim Roth
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
, Landoberfläche
Tel: +49 8153 28-2706

Fax: +49 8153 28-1445
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/eoc/de/desktopdefault.aspx/tabid-6207/10526_read-23316/