Radar- und optische Fernerkundung zur Analyse von "Geohazards"

Das Ziel unserer Forschungsarbeiten ist die Nutzbarmachung von optischen und Radardaten für die fernerkundliche Analyse von Geohazards und ihren Folgen für den Lebensraum des Menschen. Dabei konzentrieren wir uns auf Erdbeben, Massenbewegungen, Gletscherdynamik, Permafrost und anthropogen bedingte Oberflächendeformationen. Methodischer Schwerpunkt ist die Entwicklung von automatischen Verfahren für das Monitoring und die Veränderungsdetektion zur Analyse der genannten Prozesse, die  sowohl eine Integration von Multi-Sensor Daten (Optik und Radar) als auch die Analyse großer Datenmengen ermöglichen. Gegenwärtig konzentrieren sich unsere  Aktivitäten auf Arbeitsgebiete in Deutschland, im Mittleren Osten, in Zentralasien und in der Arktis.

Im Bereich Radarfernerkundung liegt der Forschungsschwerpunkt auf  der Gewinnung von hochauflösenden und hochgenauen Deformationsmessungen der Erdoberfläche, die mit verschiedenen durch Geohazards verursachten Prozessen in Zusammenhang stehen. Dafür kommen Verfahren der differentiellen Radarinterferometrie (D-InSAR) zum Einsatz. Die dabei gewonnenen Ergebnisse bilden die Grundlage für die weiterführende Interpretation und Analyse der beteiligten Geoprozesse. In der optischen Fernerkundung beschäftigen wir uns hauptsächlich mit der Entwicklung von automatischen Verfahren zur Veränderungsdetektion auf der Basis von Multi-Sensor Zeitreihendaten und der darauf aufbauenden Ableitung von Prozessinformationen.  Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die synergetische Nutzung von optischen und Radardaten.

Im Rahmen der fernerkundlichen Analyse von Geohazards konzentrieren wir uns auf folgende Prozesse:

Eines der Hauptziele unserer Forschung ist die Ableitung von Deformationsfeldern, die mit verschiedenen Prozessen des Erdbebenzyklus in Zusammenhang stehen.

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Gravitative Massenbewegungen treten oft in Kombination mit anderen Naturgefahren (z. B. Erdbeben, Überflutungen) auf und führen weltweit zu zahlreichen Todesopfern und Sachschäden.

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Langfristige Änderungen der Temperatur und des Niederschlags haben direkte Auswirkungen auf die Massenbilanz eines Gletschers.

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Fernerkundliche Messungen ermöglichen mit ihrer großräumigen Abdeckungen und hohen räumlichen Auflösung ein genaues Monitoring von jahreszeitlich bedingten und langfristigen Änderungen, die durch in der aktiven Schicht des Permafrostes auftretende Auftau- und Gefrierprozesse hervorgerufen werden.

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Oberflächendeformationen, die in Siedlungsräumen und landwirtschaftlich genutzten Gebieten auftreten, erfordern eine besondere Aufmerksamkeit, da sie direkte Auswirkungen auf die Infrastruktur und die Sicherheit der Menschen haben.

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Künstliche Wasserreservoire unterliegen regelmäßig großen Wasserstandsvariationen. Die resultierenden signifikanten Laständerungen führen zu einer elastischen Verformung des umliegenden Bereichs in Form von Hebung, wenn eine große Menge an Wasser abgelassen wird, und in Form von Absenkung, wenn eine große Menge an Wasser wieder aufgestaut wird.

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Mahdi Motagh
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Prof. Dr.Mahdi Motagh
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Sigrid Roessner
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