Das Institut für Methodik der Fernerkundung entwickelt Signalverarbeitungsalgorithmen für Synthetik-Apertur-Radar und Softwareprozessoren für Bodensegmente, um die anfallenden Rohdaten der deutschen Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X sowie der europäischen SAR-Missionen Sentinel-1 etc. zu präzisen Fernerkundungsprodukten zu verarbeiten. Im Rahmen des Projekts VERITAS entwickelt das Institut darüber hinaus zusammen mit JPL/NASA (USA) einen Prozessor zur Verarbeitung der Radardaten einer zukünftigen Venusmission zu Digitalen Höhenmodellen (DEMs). Diese SAR- und InSAR/DEM-Verarbeitungsketten werden ständig weiterentwickelt und neuen Missionszielen sowie neuartigen wissenschaftlichen Anforderungen angepasst. Die so erzeugten SAR und InSAR/DEM Produkte werden der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt und für eigene Forschungsaufgaben genutzt. Letztere umfassen u.a. die Analyse der Veränderungen der Erdoberfläche in 3D, die Dynamik von Gletschern und die präzise geodätische Vermessung der Landflächen. Diese Anwendungen erfordern die Verarbeitung der Basisprodukte unserer und anderer Radar-Missionen zu höherwertigen geo-physikalischen Produkten mit eigen-entwickelten Software-Prozessoren.

Im Rahmen dieser Prozessoren- und Anwendungs-Entwicklungen ist sowohl die Modifikation vorhandener Verarbeitungsmodule (meist in C/C++) als auch die völlige Neuentwicklung von Modulen (primär in Python/C++) erforderlich, z.B. geometrische Ausgleichsverfahren für Höhenmodelle zur Erstellung globaler Datensätze. Dafür stehen in der Abteilung bereits umfangreiche SW-Bibliotheken für Mathematik und Signalverarbeitung zur Verfügung, die jedoch genau verstanden und ggfs. modifiziert werden müssen. Für den Test der Algorithmen und Systeme für die Missions-Prozessoren sind umfangreiche Simulationen und Tests zu entwickeln, die die Funktionsfähigkeit des Systems sicherstellen. Auch die Aufbereitung und 3D-Visualisierung der Produkte für die wissenschaftliche Nutzung und die Qualitätsanalyse ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklungen.

Ihr Tätigkeitsbereich erstreckt sich im Einzelnen wie folgt:

Entwicklung von Algorithmen für SAR- und InSAR/DEM-Anwendungen in der Fernerkundung

• Literaturrecherche und Beurteilung von wissenschaftlichen Publikationen zum Fachgebiet
• Entwicklung neuer mathematischer Verfahren für die SAR-Interferometrie und interferometrische DEM-Erzeugung, insbesondere die folgenden Punkte:
  • Analyse und Ausgleich von Störungen in SAR-Daten und DEMs u.a. durch Signal-Ausbreitung in der Atmosphäre, Radar-Eindringeffekte und geometrische Einflüsse in interferometrischen bi-statischen SAR-Daten
  • Anbringung geodätischer Korrekturen in SAR-Daten
  • Entwicklung von mathematischen Modellen für neue Algorithmen zur Berücksichtigung dieser besonderen Effekte in der Verarbeitung der DEM-Daten beim globalen Zusammensetzen einzelner Aufnahmen zu globalen Produkten
  • Simulation von Daten zum Test der Modelle und der Prozessoren
  • kritische Diskussion mit Projektwissenschaftlichen Mitarbeitenden über die einzusetzenden Verarbeitungsalgorithmen
• Entwicklung von Algorithmen zur Ableitung geo-physikalischer Parameter aus den SAR- und InSAR/DEM-Daten
• Implementierung der Verfahren in Prototypen und Test derselben
• Codierung der Verfahren in effizienten Code (Python, paralleles C++)
• Dokumentation der Algorithmen und Ergebnisse in englischer Sprache für die internationale Zusammenarbeit mit Projektpartnern und die wissenschaftliche Nutzung
• Präsentation auf Konferenzen, Projekttreffen und Veröffentlichungen eigener Forschungsarbeiten in Zeitschriften