Fernerkundung
Landsat8_nordsee_wasserstrukturen_20140309

Satellitenbild von Wasserstrukturen in der Nordsee. -Bild: HZG-

Forschungsschwerpunkte & Projekte

Forschungsschwerpunkte

Fernerkundungsverfahren
Envisat

Der Satellit Envisat in der Erdumlaufbahn. -Bild: ESA-

Die Zusammensetzung und Konzentration von Inhaltsstoffen im Wassers haben Einfluss auf dessen Farbe. Mit Messinstrumenten an Bord von Satelliten kann diese Ozeanfarbe erfasst werden.

Die Abteilung "Fernerkundung" wendet selbstentwickelte Verfahren für diese bio-optische Fernerkundung an. Zur Auswertung der dabei gewonnen Satellitendaten stehen sog. neuronale Netzwerke zur Verfügung.

Die angewendeten Erfassungs- und Auswerteverfahren werden ständig überprüft und weiterentwickelt. Damit können neue und verbesserte Kenntnisse zu den optischen Eigenschaften des Wassers berücksichtigt werden.

Zudem arbeitet die Abteilung "Fernerkundung" daran, Datenaufzeichnungen über mehrere Jahre ("Langzeitserien") auszuwerten. Dadurch werden Entwicklungen aufgezeigt und präzisere Vorhersagen zu künfigen Entwicklungen ermöglicht.

Die gewonnen Daten geben z.B. Aufschluss über das Auftreten von Algenblüten. So lassen sich wichtige Umweltinformationen für die Küstengebiete gewinnen.

Bestimmung optischer Eigenschaften von Küstengewässern
Entwicklung von optischen Messverfahren



Projekte

EnMAP II

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Voraussichtlich 2018 wird der deutsche Erdbeobachtungssatellit EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) in die Erdumlaufbahn gebracht.
Er wird die Erdoberfläche im Bereich des sichtbaren und des infraroten Lichts beobachten. Aus der Analyse der aufgezeichneten Daten werden sich Umweltveränderungen erkennen lassen.

Derzeitig läuft die wissenschaftliche Vorbereitung der EnMAP-Mission. Unter anderem werden dabei eigene Methoden für die Datenauswertung entwickelt. Durch diese ausführliche Vorbereitung wird zum Zeitpunkt des EnMAP-Starts rasch die Datenauswertung für ein breites Spektrum wissenschaftlicher Fragestellungen starten können.

Die Abteilung "Fernerkundung" ist für die Vorbereitung und Entwicklung der Mess-, Aufzeichnungs- und Auswertungsverfahren für Küsten- und Binnengewässer federführend.

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage von EnMAP.

MyOcean II

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„MyOcean II“ war ein durch die Europäische Union gefördertes Projekt, welches bis September 2014 lief. Hauptziel war der Betrieb eines Beobachtungs- und Vorhersagesystems für Meeresgewässer. Die Nutzer kamen und kommen aus den Bereichen Sicherheit im Seeverkehr, Meeresressourcen, Meeres-und Küstenumweltschutz sowie Klima- und Wettervorhersage.

Im Rahmen von MyOcean II wurden Daten durch zwei optische Messinstrumente (MODIS und VIIRS) an Bord eines Satelliten aufgezeichnet. Die Abteilung "Fernerkundung" ist verantwortlich für die Entwicklung eines regionalen, für die Ostsee angepassten mathematischen Verfahrens zur Auswertung dieser aufgezeichneten Satellitendaten.

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage von MyOcean II
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coastcolour

coastcolour_neu


Der Erdbeobachtungssatellit ENVISAT hat umfangreiche Daten über die Küstenzonen gewonnen. Dabei kam unter anderem das Messinstrument MERIS zum Einsatz. Im Jahr 2012 musste ENVISAT von der Europäischen Weltraumagentur ESA leider aufgegeben werden, nachdem der Satellit nicht mehr auf Befehle reagierte.

Die ESA hat das Projekt "coastcolour" gestartet, um die gewonnenen Daten weiter zu analysieren und auszuwerten. Damit soll deren Potenzial voll ausgeschöpft werden. Alle Daten von MERIS sollen auf der coastcolour-Webseite online zur Verfügung gestellt werden.
Im Projekt werden zudem verschiedene, global anwendbare mathematische Auswertungsverfahren von Daten für Küstengewässer entwickelt, überprüft und verglichen.

Die Abteilung "Fernerkundung" leitet die wissenschaftliche Arbeiten zur Entwicklung und regionale Anpassung dieser Auswertungsverfahren.

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage von coastcolour.

Ocean Colour_CCI

Esa Cci Oceancolour Icon


Die "Climate Change Initiative" (CCI) der Europäischen Weltraumbehörde ESA wurde 2009 gestartet und läuft noch bis 2016.
Sie dient der Aufbereitung und Auswertung aller aufgezeichneten Langzeit-Satellitendaten zur Untersuchung der globalen Erderwärmung.

"OC_CCI" ist ein Projekt im Rahmen der Climate Change Initiative. OC_CCI wertet die über einen Zeitraum von fast 20 Jahren erfasste Farbe des Ozeans aus und vergleicht diese Daten miteinander. So kann die zeitliche Entwicklung etwa der Wasserinhaltsstoffe wie Chlorophyll aufgezeigt werden. Das Projekt liefert damit eine direkte Messung einer wesentlichen globalen biologischen Messgröße.

Die Abteilung "Fernerkundung" ist hierbei dafür zuständig, ein Verfahren zur Korrektur der Einflüsse der Atmosphäre auf die erfasste Farbgebung des Ozeans zu entwickeln und zu optimieren. Zudem ist sie für die Untersuchungen langfristiger Entwicklungen zuständig.

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage von OC_CCI.


WIMO


Aufgrund des globalen Klimawandels sind verschiedene Auswirkungen zu beobachten: Temperaturanstieg, eine Veränderung der Meeresfauna, gefährliche Planktonblüten, ein Rückgang der Fischbestände oder Veränderungen der Küstenbeschaffenheit in der Nordsee. Auch die zunehmende Nutzung durch Schiffsverkehr und Offshore-Industrie haben weitreichende Folgen für das Ökosystem nach sich gezogen.

Um die Nutzung der Deutschen Bucht nachhaltig zu gestalten, wurde der Projektverbund WIMO (Wissenschaftliche Monitoringkonzepte für die Deutsche Bucht) ins Leben gerufen. Seine Aufgabe ist die Bestandsaufnahme des jetzigen Zustands der Deutschen Bucht.
Dazu identifiziert WIMO zunächst die maßgeblichen Messgrößen sowie deren Wechselwirkungen, um den Umweltzustand überhaupt beschreiben zu können. Es folgt die regelmäßige und genaue Beobachtung des Zustands der Deutschen Bucht.
Über diesen Zustand und die Qualitätsentwicklung der deutschen Meeresgebiete wird berichtet. Außerdem werden Entscheidungsträger wissenschaftlich fundiert beraten.
Zur Information der Öffentlichkeit werden Konzepte zur allgemeinverständlichen Informationsdarstellung entwickelt.

Das Helmholtz-Zentrum Geesthacht ist mit mehreren Abteilungen an WIMO beteiligt.
Die Abteilung "Fernerkundung" entwickelt für WIMO ein sog. WebGIS. Dieses wird ermöglichen, Daten von verschiedenen Messinstrumenten in unterschiedlichen Datenformaten, welche zudem verteilt auf diversen Internetservern liegen, zusammengefasst und verknüpft in einem Computerprogramm zu betrachten.

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage von WIMO.

COSYNA


COSYNA (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas) wird von der Abteilung 'Neue Technologien' des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht geleitet.

Die Abteilung "Fernerkundung" bringt Daten aus Satellitenmessungen in COSYNA ein. Dazu müssen Auswertungs- und Darstellungsverfahren für diese Daten an die Erfordernisse von COSYNA angepasst werden. Außerdem werden die aus den Satellitendaten gewonnenen Ergebnisse überprüft, in dem sie mit Vor-Ort-Messungen verglichen werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Projektseite von COSYNA.

MaNIDA

MaNIDA-Bild_


MaNIDA (Marine Network for Integrated Data Access - Marine Netzwerk für integrierten Datenzugriff) ist eine Initiative des Helmholtz-Zentrums Geesthacht zur Entwicklung und Einrichtung eines gemeinsamen Datenportals für die gesamte deutsche Meeresforschung.

Beteiligt sind mehrere von Helmholtz-Zentren, Universitäten und anderen Institute. Die Federführung im HZG liegt bei der Abteilung "Neue Technologien".

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage von MaNIDA.