Was gibt es Neues über die deutschen Radar-Satelliten?
| Raumfahrt
Was gibt es Neues über die deutschen Radar-Satelliten?
TerraSar-X und TanDEM-X
Die Satellitenzwillinge TerraSAR-X und TanDEM-X fliegen im engen Formationsflug mit nur einigen hundert Metern Abstand und erfassen so Daten für digitale Höhenmodelle.
Unsere Erde ist ein komplexes und dynamisches System, und die Radar-Fernerkundung ist darauf ausgerichtet, quantitative 3D- und 4D-Informationen der Erdoberfläche zu liefern. Während des TerraSAR-X und TanDEM-X Science-Team-Workshops im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt vom 18. bis 20. Oktober 2023 wurden die neuesten Forschungsergebnisse und Informationsprodukte aus den hochaufgelösten Daten der deutschen Satelliten vorgestellt.
Angeregt durch den Start des TerraSAR-X-Satelliten im Jahr 2007 und seines Zwillings TanDEM-X im Jahr 2010 wurde eine Reihe von TerraSAR-X- und TanDEM-X Science Team Workshops initiiert, um den neuesten Stand der Missionen zu präsentieren, den wissenschaftlichen Austausch zu fördern und die neuesten Ergebnisse, die mit den bereitgestellten Daten erzielt wurden, vorzustellen.
TerraSAR-X und TanDEM-X liefern seit 16 beziehungsweise 13 Jahren qualitativ hochwertige und hochauflösende SAR-Daten. Seit 2016 steht ein globales und konsistentes digitales Höhenmodell (DEM) mit beispielloser Genauigkeit zur Verfügung, das aus interferometrischen Daten der Mission TanDEM-X gewonnen wurde. Kurz Zeit nach dem Treffen des Wissenschaftsteams wird das neueste Informationsprodukt, die TanDEM-X DEM Change Map, vorgestellt und interessierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt werden. Die TanDEM-X DEM Change Map ist ein Informationsprodukt mit einer räumlichen Auflösung von 30 Metern, das die topographischen Veränderungen zwischen der ersten (2010-2015) und der zweiten (2017-2020) globalen Erfassung der Mission TanDEM-X zeigt, wie es in Abbildung 1 beispielhaft dargestellt ist. Darüber hinaus arbeiten wir am DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme an einer Aktualisierung des globalen DEM, dem TanDEM-X DEM 2020, das Mitte 2024 fertiggestellt sein wird.
DEM-Veränderungskarte
Beispiel für eine DEM-Veränderungskarte (DEM Change Map) über dem Amazonas. Das Bild zeigt eine Waldregion, in der die Abholzung des Waldes im Gange ist. Die rote Farbe zeigt die Veränderungen durch die Abholzung des Waldes an, die blaue Farbe die Veränderung durch das Wachstum des Waldes.
Über die Bereitstellung von SAR-Bildern und DEMs hinaus unterstützen die Missionen Anwendungen, die auf innovativen Bildgebungsverfahren basieren wie zum Beispiel Differential- und Along-Track-Interferometrie, Digital Beamforming, Tomographie und polarimetrische SAR-Interferometrie.
Für den TerraSAR-X und TanDEM-X Science Team Workshop erhielten wir mehr als 160 hervorragende Beiträge und hatten drei Tage lang einen intensiven wissenschaftlichen Austausch auf dem DLR-Campus in Oberpfaffenhofen. Der Workshop begann am Mittwochmorgen (18. Oktober) mit einer gemeinsamen Sitzung für beide Missionen, in der allgemeine Informationen über den Stand der Missionen gegeben wurden. Thematische Sitzungen (Landwirtschaft, Wald, Ozean, Georisk und Geotektonik, Permafrost, Eis und Schnee, Hydrologie, Städte, DEM und Methoden) für beide Missionen wurden von Mittwochmorgen bis Freitagmittag (20. Oktober) abgehalten und umfassten 74 mündliche und 23 Poster-Präsentationen.
Gruppenbild Science Team Workshop
Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus aller Welt sind angereist zum TerraSAR-X und TanDEM-X Science Team Workshop beim DLR in Oberpfaffenhofen.
Einen Wow-Effekt hatte die Präsentation der ersten Biomassen-Karte, die aus einer Datenfusion zwischen TanDEM-X-Höhen- und der NASA GEDI LIDAR Waveform-Daten erstellt worden ist. Die Erstellung der Karte wurde in einer Kooperation zwischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Maryland und dem DLR entwickelt. Um die Karte zu erstellen, wurden von TanDEM-X gemessene Höhen über dem Wald und die Waldstrukturparameter, die man von der GEDI-Mission erhält, miteinander zu einer Waldhöhenkarte fusioniert. Aus dieser Waldhöhenkarte wurde dann eine Waldstrukturkarte erstellt, die dann in eine Waldbiomassenkarte ohne Verwendung von Referenzdaten umgewandelt worden ist. Mit der Fusion der Produkte der zwei Satelliten-Missionen konnte eine Genauigkeit der Waldhöhenkarte von unter einem Meter erzielt werden und zeigt, wie wichtig Synergien sein können.
Waldhöhen- und Waldstrukturkarte
Links ist die Waldhöhenkarte, ein Produkt aus TanDEM-X- und GEDI-Daten, zu sehen. Rechts ist die Biomassenkarte, die aus der Waldhöhenkarte und der Waldstrukturkarte erstellt wurde. Die Waldhöhenkarte wurde in Kooperation zwischen der Universität Maryland und dem DLR entwickelt.
Am Vormittag des 18. Oktober 2023 fand eine gemeinsame Session mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern des CEOS WGCV SAR-Workshops statt, die sich mit aktuellen und zukünftigen internationalen Missionen befassten.
Globales TanDEM-X-Höhenmodell
Das TanDEM-X-DEM deckt sämtliche Landoberflächen der Erde mit insgesamt mehr als 148 Millionen Quadratkilometern ab. Die absolute Höhengenauigkeit beträgt dabei einen Meter.
