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Die Sentinels im Einsatz für COP4EE

erstellt von Falco Harnach, Mario Stutzki, Milenka Hampel | |   Satellitenbilder

Europas Blick auf die Erde - das europäische Copernicus-Programm basiert auf Weltraum- und in-situ-Komponenten, die Erdbeobachtungsdaten zu verschiedensten Aspekten liefern. Im Folgenden ein kurzer Überblick zu den Anwendungsbereichen im Rahmen von COP4EE.

Mit dem Start des Copernicus-Erdbeobachtungsprogramms stehen Bürgern wie Behörden, Wissenschaftlern wie Unternehmen, Geoinformationen zu Klima-,  Energie-, Katastrophenmanagement-, Planungs-, Umweltschutz- und weiteren raum-bezogenen Aspekten zur Verfügung.

Das Copernicus-Programm wird durch eine Familie dezidierter, im Eigentum der EU stehender Satelliten unterstützt - die Sentinel- bzw. Wächter-Satelliten. Sie sind speziell für die Bedürfnisse der Copernicus-Dienste und ihrer Nutzer entwickelt worden. Aber auch Daten bereits aktiver Satelliten unterstützen als beitragende Missionen das Copernicus-Programm - besonders dort, wo zeitlich und räumlich hochauflösende Daten erforderlich sind wie z.B. in den Notfall- oder Sicherheitsanwendungen.

Das Sentinel-Satellitenprogramm gliedert sich in 7 Missionen mit mehreren Satelliten. Derzeit befinden sich die Satelliten Sentinel-1A, -1B, -2A und -3A in ihrer Umlaufbahn. Der Start von Sentinel-2B erfolgte erst kürzlich am 07. März 2017. Jede Mission führt hochentwickelte Instrumente mit sich, die detaillierte Fernerkundungsdaten liefern.

An Bord der zwei Sentinel-1 Satelliten befinden sich C-Band SAR (Synthetic Aperture Radar) Antennen, die Radarbilder erzeugen. Je nach Aufnahmemodus decken sie ein Gebiet von bis zu 400 km² ab und können eine räumliche Auflösung von bis zu 5 x 5 m erreichen. Die Vorteile aktiver, radargestützter Aufnahmesysteme sind ihre Unabhängigkeit von den Beleuchtungsverhältnissen und von der örtlichen Bewölkung. Zusammen mit einer hohen Aufnahmerate und der schnellen Bereitstellung der Daten ist es damit möglich ein See- und Landmonitoring auf einem hohen temporalen und räumlichen Niveau zu implementieren. Die Sentinel-1 Mission ist auf eine Dauer von mindestens sieben Jahren ausgelegt und führt die seit den 1990ern Jahren bestehende Tradition erfolgreicher europäischer C- Band Programme wie z.B. ERS-1, ERS-2 oder ENVISAT fort.

Das zweite Copernicus-Satellitenpaar besteht aus den Zwillingssatelliten Sentinel-2A und Sentinel-2B, die aus einem sonnensynchronen Orbit in rund 795 km Höhe multispektrale Aufnahmen liefern. Das MultiSpectral Instrument (MSI) erfasst die Reflektanzen der Sonneneinstrahlung in 13 Spektralbändern vom sichtbaren Licht (VNIR) bis zum kurzwelligen Infrarot (SWIR)  mit einer Auflösung von bis zu 10 m. Der Einsatz von zwei Satelliten mit einer Phasenverschiebung von 180° zueinander und einer großen Aufnahmebreite führt zu einer hohen zeitlichen und räumlichen Abdeckung der Erdoberfläche und erhöht die Wahrscheinlichkeit wolkenfreie Bilder zu erhalten. Profiteure sind beispielsweise die Anwender aus den Bereichen des Agrarmonitorings, der Stadtplanung, des Bodenschutzes oder des Wasserschutzes.

Im Rahmen von COP4EE werden die Bilddaten der Sentinel-1 und Sentinel-2 Missionen eingesetzt. Diese eigenen sich aufgrund der Sensorarchitektur und zeitlichen Auflösung besonders um den Zustand und die Struktur von Vegetation zu erfassen. So können Grünlandflächen, Ackerkulturen und Forstflächen identifiziert und im Rahmen der EE-Flächenplanung bewertet werden. Konkrete Anwendungsbeispiele werden wir in weiteren Artikeln folgen...

Quelle: ESA
Quelle: ESA