Forschende aus Ulm, Erlangen und Nürnberg haben bedeutende Fortschritte in der Erdbeobachtung und Fernerkundung erzielt, indem sie Drohnentechnologie nutzen. Dies geschieht im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) verlängerten Graduiertenkollegs 2680 „Kooperative Apertursynthese für Radar-Tomographie (KoRaTo)“. Ziel ist die Vernetzung einer Vielzahl an Radarsensoren, um hochpräzise, dreidimensionale Abbildungen der Erdoberfläche zu erstellen. Professor Christian Waldschmidt, Leiter des Instituts für Mikrowellentechnik an der Universität Ulm und Sprecher des Graduiertenkollegs, betont die Relevanz dieser Forschungen.

Das System, das bereits erfolgreich in den Alpen getestet wurde, erfasst klimabedingte Veränderungen von Gletschern, Schnee- und Eisflächen. Eine Gruppe ausgezeichneter Nachwuchswissenschaftler aus sechs Ländern arbeitet mit Drohnen und entwickelt eine spezielle Sensortechnologie, die darauf abzielt, geophysikalische Daten der Bio- und Kryosphäre zu sammeln. Die Vorteile dieser Radartechnologie, die unabhängig von Wetterbedingungen arbeitet, sind vielfältig und tragen maßgeblich zur Verbesserung der Erdbeobachtung bei.

Technologische Innovationen und ihre Anwendung

Ein zentrales Element der neuen Entwicklungen ist die Synthetik-Apertur-Radar-(SAR)-Technologie. Diese ermöglicht die Erfassung hochauflösender Bilder der Erdoberfläche, die nicht von Witterungsbedingungen oder Tageszeit abhängig sind. Wichtige Satelliten, wie TerraSAR-X, TanDEM-X, PAZ und Sentinel-1 aus dem EU Copernicus-Programm, liefern wertvolle Daten für Anwendungen im Katastrophenmanagement, Umweltschutz und in der zivilen Sicherheit.

Echtzeitinformationen der Radarsatelliten sind besonders entscheidend für die schnelle Identifizierung betroffener Gebiete bei Naturkatastrophen wie Überschwemmungen, Erdbeben oder Waldbränden. Die gewonnenen SAR-Daten unterstützen die Koordination von Rettungsmaßnahmen und die Bewertung von Umweltveränderungen, einschließlich der Auswirkungen von menschlichen Aktivitäten auf die natürliche Umgebung.

Langfristige Perspektiven und Prinzipien der Erdbeobachtung

Die zukünftige Ausrichtung der Aktivitäten in der Erdbeobachtung wird sich an wissenschaftlichen, gesellschaftlichen, politischen und wirtschaftlichen Herausforderungen orientieren. Fernerkundung spielt eine entscheidende Rolle für das Verständnis des Erdsystems. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt Verfahren zur kontinuierlichen Beobachtung und Erfassung des Erdsystems und gewährleistet die Bereitstellung verlässlicher Informationen für verschiedene gesellschaftliche Akteure.

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Die Systemkompetenz des DLR umfasst die gesamte Prozesskette der satellitengestützten und luftgestützten Fernerkundung. Hierzu gehören nicht nur Missionskonzepte und Sensorik, sondern auch Signalempfangs-Algorithmik, Satellitenbetrieb und Datenmanagement. Diese integrierte Herangehensweise sichert die Entwicklung spezieller Anwendungsdienste und unterstützt projektorientierte geowissenschaftliche Forschung.

In den nächsten vier Jahren wird die Technik zur Erfassung geophysikalischer Daten in einer kontinuierlichen Entwicklung weiter optimiert. Darüber hinaus wird Professorin Irena Hajnsek von der ETH Zürich als Mercator Fellow das Graduiertenkolleg unterstützen, um die Expertise im Bereich der Hochfrequenz- und Nachrichtentechnik weiter auszubauen. Universität Ulm berichtet, dass die komplexen Algorithmen, die für die Vergrößerung der „Apertur“ des Messsystems verwendet werden, dazu beitragen, die Auflösung erheblich zu erhöhen.