Angewandte hyperspektrale Fernerkundung

Die optische Fernerkundung analysiert variierende elektromagnetische Strahlung im Sichtbaren, im nahen Infrarot, im kurzwelligen Infrarot und im thermalen Infrarot (0.4 – 14 µm), die von verschiedenen Objekten der Erde reflektiert worden ist. Die hyperspektrale Fernerkundung, auch bekannt als Abbildende Spektroskopie, basiert auf der Analyse und Evaluation reflektierter (und emittierter) Strahlung, die über eine große Anzahl von schmalen, spektral benachbart und spektral überlappenden Kanälen detektiert wird. Die detaillierte, spektrale Charakterisierung von Absorptionsmerkmalen der Oberfläche mit Hilfe abbildender Spektrometer erlaubt die Applikation robuster Inversionsalgorithmen zur Bestimmung bio- und geochemischer Informationen der abgebildeten Fläche.

Die Forschung innerhalb dieses übergreifenden Themas fokussiert die Entwicklung neuer und automatischer Methoden zur Analyse hyperspektraler Bilder, die die spektrale Modellierung, die Extraktion detaillierter Oberflächeninformationen und die Bestimmung der mineralogischen Zusammensetzung innerhalb geo- und umweltwissenschaftlicher Anwendungen umfasst. Basierend auf unserer Expertise geben wir Empfehlungen für die Entwicklung zukünftiger Erdmissionen (EnMAP,CHIME).

Die Kalibration und Validation der entwickelten Algorithmen wird dabei durch umfangreiche Feldkampagnen unterstützt, bei denen auf unterschiedlichen Skalenebenen Bodenwahrheiten gewonnen werden. Die Beobachtungsskalen variieren je nach Applikation und reichen vom Labormaßstab (<cm), über Feldmessungen (~10cm-10m) bis in den Landschafts- und Regionalmaßstab, um mit Hilfe von Sensoren luftgestützter (Drohnen, UAV, Flugzeuge) und satellitengestützter Plattformen die Oberfläche abzubilden, zu kartieren und zu überwachen. Gegenwärtige Aktivitäten in u.a. Nordost- und Südeuropa, im Mittelmeerraum, im südlichen Afrika, in Brasilien, in Australien umfassen folgende Applikationen:

  • Geologische Exploration vom Nah- bis in den Fernbereich, Detektion und Kartierung von Mineralen, Seltenen Erden und unedlen Metallen, Abbildung und Überwachung von Bergbauresidualflächen
    Projekte: EnGeoMap LIGHTS REMONREEMAP 

  • Bodencharakterisierung und Beobachtung, digitale Bodenkartierung, quantitative Bodenspektroskopie quantitative Bestimmung von Bodenparametern (u.a. organischer Kohlenstoff, Bodenfeuchte, Korngröße, Eisenoxide, Carbonate, Gips): Nachhaltige Bewirtschaftung der erneuerbaren Ressourcen, Bodenerosion und Landdegradationskartierung, Bodenkontaminierung
    Projekte: EnSoMAP/HYSOMA BopaBW MASOMEDHyPhy SEDMEDHY, EUFAR,GeoArchives DeSurvey

  • Überwachung von Trockengebieten für die Wasserwirtschaft und zur Früherkennung von Ökosystemveränderungen
    Projekte:  SaWaM  SERES

  • Kartierung der Umweltverschmutzung durch Mikro- und Makro-Plastik
    Projekte:  ENSURE

  • Einfluss von Hitzewellen auf Boden und Vegetation auf Basis von thermal hyperspektral Fernerkundung
    Projekt: MOSES

  • Polarvegetation Chararkterisierung  und Beobachtung
    Projekte: iCUPE BIOSPARC 

  • Simulation von Getreidebestandsreflektionen

Kontakt

Sabine Chabrillat
Arbeitsgruppenleiterin
Dr. Sabine Chabrillat
Fernerkundung und Geoinformatik
Telegrafenberg
Gebäude A 17, Raum 20.25
14473 Potsdam
+49 331 288-1108
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