Das Forschungsdatenrepositorium der TU Wien, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster unterstützt die Fernerkundungswissenschaftler_innen des GEO-Departments der TU Wien, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster bei der Einhaltung der FAIR-Prinzipien, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, indem es freien Zugang zu den detailreichen Weltkarten gewährt, die mit einer Pixelgröße von 10 m und einem Gesamtvolumen von 2,73 TB die gesamte Erdlandfläche aus Sicht des Mikrowellen-basierten Satellitenradars wiedergeben.

Die Forschenden des TU Wien GEO Departments prozessierten und harmonisierten über 500.000 Einzelaufnahmen der Copernicus Sentinel-1 SAR Satellitenmission zu einem globalen Satz von Mosaikbildern. In Bezug zu „herkömmlichen“ Satellitenkarten, die auf optischen Aufnahmen (zum Beispiel in Echtfarben) basieren, bieten Radarbilder eine neue Informationsquelle, da sie Oberflächeneigenschaften aus einer komplett anderen physikalischen Perspektive betrachten, und dadurch neue Einblicke in die Zusammensetzung des Bodens und der Vegetation gewähren.

Ein genauer Blick auf die Oberfläche der Erde

Die Landfläche unseres Planeten gestaltet sich äußerst vielseitig durch eine Fülle an Bodentypen, Vegetationen und menschlichen Nutzungsarten. Die Charakterisierung der Landbedeckung, der Land Cover, gehört zum typischen Geschäft vieler Erdwissenschaftler_innen und Fernerkundungsspezialist_innen. In weiterer Folge ist auch die Fragestellung der anthropogenen Landnutzung oft zentral. Die dabei gewonnenen Daten finden dann Verwendung in zahlreichen Anwendungen aus den Bereichen Landwirtschaft, Verwaltung, Klimaforschung oder auch Katastrophenmanagement.

Radardaten aus Satellitenaufnahmen durch C-Band Synthetic Aperture Radar (SAR) Sensoren, wie an Bord der Copernicus Sentinel-1 Satelliten, stellen hier eine wichtige Säule dar, da sie unabhängig von Tageslicht und Wolkenbedeckung „klare Sicht“ bieten.

Der hier publizierte Datensatz Sentinel-1 Global Backscatter Model (S1GBM) beschreibt den Radarrückstreuungskoeffizienten der Erdlandfläche für die Jahre 2016-17 mit einer Pixelgröße von 10 m, und in den zwei Radarpolarisierungen VV und VH. Im Rahmen eines ESA Projektes hat das Team vom TU Wien GEO Department Copernicus Sentinel-1 Satellitenbilder und Zwischendaten mit einem Gesamtvolumen von über 1.1 PB prozessiert und durchgesichtet. Dies geschah unter anderem mithilfe von Ressourcen des Vienna Scientific Clusters (VSC), öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster und des Earth Observation Data Centre for Water Resources (EODC), öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster.

Die erhaltenen weltweiten Mosaike übertreffen die Qualität der (wenigen) bislang verfügbaren Datensätze, mit minimierten Diskontinuitäten aufgrund von Überflugsstreifen oder Aufnahmewinkel. Das S1GBM findet nun nicht nur Verwendung für das Design und die Kalibrierung von zukünftigen Radarmissionen, sondern ermöglicht auch Land Cover Klassifizierungen und die Bestimmung von Boden- und Vegetationszuständen, sowie die Erfassung von Wasserflächen. Bernhard Bauer-Marschallinger von der Mikrowellengruppe am GEO Department, berichtet: „All die Arbeit scheint nun Früchte zu tragen, nicht nur für die ursprünglich vorgesehenen Anwendungen. Jedes Mal wenn ich in das Mosaik reinzoome, bin ich über Detailreichtum und Bildqualität erstaunt. Zum Beispiel, wenn man die feingliedrigen Strukturen am Ufer der Amazonas-Zuflüsse betrachtet. Unser Planet ist ziemlich schön aus Radarsicht.“

Zugang zu den Daten

Wir laden Entwickler_innen und Forschende aus der breiten Usercommunity ein, diesen neuen Datensatz zu nutzen, und in Modellen für Land Cover, Bodenzusammensetzung und Vegetationskartierung einzubauen.

Die Seite des Datensatzes im Repositorium, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster gewährt einen freien Zugang zu den Daten unter Einhaltung der FAIR-Prinzipien für digitale Daten.

Mehr Informationen, sowie eine vollständige Beschreibung der verwendeten Methoden zur Generierung des S1GBMs, finden Sie in unserem kürzlich erschienenen Paper in Scientific Data, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster. In dieser Publikation – als Beispiel für eine niederschwellige Nutzungsmöglichkeit des S1GBM – demonstrieren wir die Kartierung von permanenten Wasserkörpern, und vergleichen die Resultate mit dem Benchmark des (optisch-basierten) Global Surface Water (GSW) Datensatzes.

Kontakt

TU Wien
Zentrum für Forschungsdatenmanagement
Favoritenstraße 16 (DG), 1040 Wien

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