GSB Standardlösung

3. August 2016

Teamwork über der Nordsee – gemeinsame Flugkampagne von MACS und F-SAR

Befliegung über Helgoland
Bild 1/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Befliegung über Helgoland

Die Insel Helgoland bietet aufgrund ihrer Vielfältigkeit in der Topographie und der Bebauungsstruktur auf kleinstem Raum ein optimales Testgebiet zur Validierung der verschiedenen Systeme.

Priele bei Ebbe
Bild 2/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Priele bei Ebbe

Ausgehend vom Jade-Weser-Airport in Wilhelmshaven wurden die Daten in unterschiedlichen Flughöhen aufgenommen. Dabei wurden die Radardaten in einer Höhe von etwa 18.000 Fuß mit der zweimotorigen Turboprop-Maschine Dornier Do 228-212 mit Hilfe des F-SAR Sensors generiert. Die optischen Daten entstammen dem Modularen Luftbildkamerasystem MACS, das mit der Stemme S10-VTX (D-KNFH) der FH Aachen in 6.000 und 15.000 Fuß flog.

Helgoland in 3D
Helgoland in 3D
Bild 3/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Helgoland in 3D

Das DLR arbeitet daran, neue Methoden der Radar-Optik-Datenfusion zu entwickeln. Während Radarverfahren wetterunabhängig sind und durch Aufnahmen in verschiedenen Frequenzbereichen charakteristische Eigenschaften wie Vegetationsstrukturen darstellen können, liegen die Vorteile der optischen Systeme vor allem in der hohen räumlichen Auflösung und der Möglichkeit zur 3D-Verarbeitung. So konnte bei der Befliegung mit dem MACS-Kamerasystem (Modular Aerial Camera Systems) ein hochgenaues 3D-Referenzmodell von Helgoland in einer Auflösung von fünf Zentimetern gewonnen werden.

Übergang zwischen Ebbe und Flut
Bild 4/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Übergang zwischen Ebbe und Flut

Ausgehend vom Jade-Weser-Airport in Wilhelmshaven wurden die Daten in unterschiedlichen Flughöhen aufgenommen. Dabei wurden die Radardaten in einer Höhe von etwa 18.000 Fuß mit der zweimotorigen Turboprop-Maschine Dornier Do 228-212 mit Hilfe des F-SAR Sensors generiert. Die optischen Daten entstammen dem Modularen Luftbildkamerasystem MACS, das mit der Stemme S10-VTX (D-KNFH) der FH Aachen in 6.000 und 15.000 Fuß flog.

Teamwork über der Nordsee
Bild 5/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Teamwork über der Nordsee

Das Institut für Optische Sensorsysteme und das Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme unternahmen hierzu eine gemeinsame Befliegung, um neue Methoden der Radar-Optik-Datenfusion zu entwickeln.

Wie sich Radardaten und Daten optischer Bildgebungsverfahren in Zukunft noch besser ergänzen können, testete das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) über Helgoland. Das Institut für Optische Sensorsysteme und das Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme unternahmen hierzu eine gemeinsame Befliegung, um neue Methoden der Radar-Optik-Datenfusion zu entwickeln.

Die Insel Helgoland bietet aufgrund ihrer Vielfältigkeit in der Topographie und der Bebauungsstruktur auf kleinstem Raum ein optimales Testgebiet zur Validierung der verschiedenen Systeme. Ausgehend vom Jade-Weser-Airport in Wilhelmshaven wurden die Daten in unterschiedlichen Flughöhen aufgenommen. Dabei wurden die Radardaten in einer Höhe von etwa 18.000 Fuß mit der zweimotorigen Turboprop-Maschine Dornier Do 228-212 mit Hilfe des F-SAR Sensors generiert. Die optischen Daten entstammen dem Modularen Luftbildkamerasystem MACS, das mit der Stemme S10-VTX (D-KNFH) der FH Aachen in 6.000 und 15.000 Fuß flog.

Verbesserte Interpretation von Radardaten

"Die kombinierte Auswertung der unterschiedlichen Daten ermöglicht es, zukünftig Radardaten besser interpretieren zu können", sagt Ralf Berger vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme. Auch versprechen sich die Forscher eine gegenseitige Verbesserung der Lagegenauigkeit, insbesondere bei satellitengestützten Aufnahmen. Die gemeinsame Auswertung und Fusion von optischen und Radardaten ist für zahlreiche Anwendungen relevant. "Insbesondere urbane Räume oder Aufnahmen in Hochgebirgen können somit viel genauer interpretiert und dargestellt werden", so Berger weiter. "Jede Sensortechnologie hat ihre Vor- und Nachteile, durch Datenfusion aber kann man mehr deutlich mehr erreichen und neue Anwendungsfelder erschließen" meint auch Andreas Reigber vom DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme.

Beide Systeme sind also gleichermaßen wichtig. Im Gegensatz zu optischen Verfahren sind Radarverfahren wetterunabhängig und können zum Beispiel Daten selbst durch eine dichte Wolkendecke aufnehmen. Durch Aufnahmen in verschiedenen Frequenzbereichen lassen sich zudem charakteristische Eigenschaften wie Vegetationsstruktur und Bodenfeuchte darstellen. Die Vorteile der optischen Systeme liegen vor allem in der hohen räumlichen Auflösung und der Möglichkeit zur 3D-Verarbeitung. So konnte bei der Befliegung mit dem MACS-Kamerasystem ein hochgenaues 3D-Referenzmodell von Helgoland in einer Auflösung von fünf Zentimetern gewonnen werden.

Die Erkenntnisse und Verfahren, die auf Basis gemeinsamen Befliegung gewonnen werden, sollen später auch für satellitengestützten Systeme Anwendung finden.

DLR-Sicherheitsforschung

Maßgebliche Grundlagen für das aktuelle Experiment sind im Rahmen und mit Mitteln der Sicherheitsforschung des DLR entwickelt worden. So ist insbesondere das modulare Kamerasystem MACS für unterschiedliche Aufgaben der zivilen und maritimen Sicherheit im Einsatz.

In der DLR-Sicherheitsforschung werden die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten mit verteidigungs- und sicherheitsrelevantem Bezug in Abstimmung mit den Partnern in Staat, Wissenschaft, Industrie und internationalen Organisationen geplant und gesteuert.

Der Querschnittsbereich Sicherheitsforschung verknüpft dabei die Kernkompetenzen aus den etablierten DLR-Programmen der Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und des Verkehrs.
Insgesamt liefern mehr als zwanzig DLR-Institute und - Einrichtungen im Rahmen ihrer sicherheitsrelevanten Arbeiten Beiträge zur Entwicklung, Erprobung und Bewertung von Technologien, Systemen und Konzepten sowie zur Analyse- und Bewertungsfähigkeit hinsichtlich sicherheitsrelevanter Anwendungen.

Kontakt
  • Melanie-Konstanze Wiese
    Kommunikation Berlin, Neustrelitz, Dresden, Jena, Cottbus/Zittau
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Politikbeziehungen und Kommunikation
    Telefon: +49 30 67055-639
    Telefax: +49 30 67055-102
    Rutherfordstraße  2
    12489 Berlin-Adlershof
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  • Ralf Berger
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Optische Sensorsysteme
    Sicherheitsforschung und Anwendung
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    Rutherfordstraße 2
    12489  Berlin-Adlershof
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  • PD Dr.-Ing. Andreas Reigber

    Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme
    Telefon: +49 8153 28-2360
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Bilder zum Thema
  • Befliegung über Helgoland

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    Ausgehend vom Jade-Weser-Airport in Wilhelmshaven wurden die Daten in unterschiedlichen Flughöhen aufgenommen. Dabei wurden die Radardaten in einer Höhe von etwa 18.000 Fuß mit der zweimotorigen Turboprop-Maschine Dornier Do 228-212 mit Hilfe des F-SAR Sensors generiert. Die optischen Daten entstammen dem Modularen Luftbildkamerasystem MACS, das mit der Stemme S10-VTX (D-KNFH) der FH Aachen in 6.000 und 15.000 Fuß flog.
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