Ziel der Forschung der Sektion Fernerkundung und Geoinformatik am GFZ ist, Fernerkundung als eine Kernmethode der Geowissenschaften zu etablieren und Fernerkundungsdaten als wesentliche Datenquelle für eine flächendeckende Erfassung von Erdoberflächenparametern und die damit verbundene Prozessbeobachtung nutzbar zu machen. Die Forschung und Methodenentwicklung der Sektion umfasst die gesamte Bearbeitungskette der Fernerkundung und ist ausgerichtet auf bio- und geophysikalische Prozesse im Bereich Geologie, Boden, Vegetation und Atmosphäre, die ausgelöst werden durch Landschafts- und Vegetationsentwicklung, Klimawandel und Naturkatastrophen sowie menschliche Landnutzung.

Zum einen entwickeln wir Methoden und Sensoren für das Monitoring geeigneter bio- und geophysikalischer Oberflächenparameter. Dazu zählt die Entwicklung von Sensoren für das Mapping einer Veränderung im Fernerkundungsbild (Satellit, Flugzeug, Drohne) wie auch die Entwicklung von Verfahren zur Simulation, Kalibration und Fusion von Daten verschiedener Sensoren (optisch und Radar) auf der Basis spektraler Modellierung. Wir untersuchen den Zusammenhang zwischen bio- und geophysikalischen Prozessen und deren spektralem Abbild in den Fernerkundungsdaten, indem wir Spektralmessung im Labor, im Gelände und von fliegenden Trägersystemen mit den durch Felderhebungen erfassten physikalischen und chemischen Eigenschaften der Objekte verbinden. Und wir entwickeln Bildanalysemethoden und -software, die aus Zeitreihen von Fernerkundungsdaten Veränderungen extrahieren und es Anwendern ermöglichen, bio- und geophysikalische Prozesse zu erkennen. Dazu nutzen und adaptieren wir Big Data Analytics/Data Science Ansätze. Alle diese Entwicklungen ermöglichen es uns, aus Veränderungen im Bild (mapping) die zugrundeliegenden Prozesse abzuleiten und diese in einem kontinuierlichen Monitoring zu beobachten.

Damit die heute in großer Menge zur Verfügung stehenden Fernerkundungsdaten auch von Nutzern, die nicht Bildexperten sind, bestmöglich eingesetzt werden können, überführen wir unsere wissenschaftlichen Arbeiten in die praktische Nutzung, dazu haben wir das Transfer-Lab „FERN.Lab“ gegründet.

Ein wichtiger Schwerpunkt unserer Forschung ist die deutsche Hyperspektral-Satellitenmission EnMAP, deren wissenschaftliche Leitung die Sektion innehat.  In der EnMAP Mission bündeln sich alle unsere langjährigen fundierten Fernerkundungsexpertisen.