GeoWAM: Genaue Geodaten gezeitenbeeinflusster KĂŒstenbereiche mit InSAR-Technologie

Das Forschungsprojekt GeoWAM soll Methoden zur Erfassung genauer Geodaten gezeitenbeeinflusster KĂŒstenbereiche fĂŒr das Wassermanagement verbessern. Das Projektkonsortium entwickelt die flugzeuggestĂŒtzte Radarinterferometrie (InSAR) weiter.
Die Radarinterferometrie ist weitgehend wetterunabhĂ€ngig und erfasst eine bis zu fĂŒnfmal grĂ¶ĂŸere FlĂ€che. Foto: DLR

Die Radarinterferometrie ist weitgehend wetterunabhĂ€ngig und erfasst eine bis zu fĂŒnfmal grĂ¶ĂŸere FlĂ€che. Foto: DLR

Die Disy Informationssysteme GmbH entwickelt gemeinsam mit Projektpartnern im Forschungsprojekt „Neue Geodaten zur Verbesserung des Wassermanagements tidebeeinflusster KĂŒstenbereiche – GeoWAM“ die flugzeuggestĂŒtzte Radarinterferometrie (InSAR) weiter. Mit Partnern aus der Forschung und Behörden werden neue technologische AnsĂ€tze und beispielhafte Lösungsprototypen entwickelt, die die Erfassung von Geodaten zur Verbesserung des Wassermanagements gezeitenbeeinflusster KĂŒstenregionen unterstĂŒtzen. Das von Disy koordinierte und nach Förderrichtlinie ModernitĂ€tsfonds („mFUND“) vom Bundesministerium fĂŒr Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderte Forschungsprojekt lĂ€uft von November 2018 bis Oktober 2021. Darin soll untersucht werden, wie aktuelle und genaue Geodaten in gezeitenbeeinflussten KĂŒstenbereichen in kurzen Zeitfenstern fĂŒr das Wassermanagement erfasst werden können. Dies soll unter realen Einsatzbedingungen in zwei Pilotgebieten im niedersĂ€chsischen Wattenmeer erprobt werden.

Im Februar 2019 fĂŒhrte das Deutsche Zentrum fĂŒr Luft- und Raumfahrt (DLR) dazu eine erste Befliegung mit einem InSAR-Radarsensor durch. Parallel dazu fanden Referenzmessungen am Boden und im Wattenmeer statt. Derzeit werden Vergleichsdaten zur Bestimmung der Modellgenauigkeit erzeugt.
Projektpartner mit breiter Expertise
Zu den Projektpartnern gehören neben Disy und dem DLR, das mit seinem Institut fĂŒr Hochfrequenztechnik und Radarsysteme in Oberpfaffenhofen die InSAR-Technologie beisteuert, das Institut fĂŒr Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF) des Karlsruher Instituts fĂŒr Technologie (KIT) und das Institut fĂŒr Photogrammetrie (IfP) der UniversitĂ€t Stuttgart. IPF und IfP entwickeln neue Methoden der Bilddatenanalyse. Die Anwenderperspektive wird im Projekt von der Bundesanstalt fĂŒr GewĂ€sserkunde (BfG) und dem NiedersĂ€chsischen Landesbetrieb fĂŒr Wasserwirtschaft, KĂŒsten- und Naturschutz (NLWKN) vertreten.
Schwerpunkt Radartechnologie
Im Rahmen des Projekts werden moderne Radartechnologie des DLR zur wetterunabhÀngigen Datenerfassung sowie Berechnungsalgorithmen zur Erstellung hochauflösender 3D-GelÀnde- und OberflÀchenmodelle erprobt und weiterentwickelt. Der Schwerpunkt bei der Datenerhebung liegt dabei auf der Radarinterferometrie, auch Interferometric Synthetic Aperture Radar oder kurz InSAR genannt.
Bei der InSAR-Methode werden die Phasen der vom GelĂ€nde reflektierten Signale von zwei nebeneinander angeordneten Antennen miteinander verrechnet. Im Vergleich zur optischen Methode zeichnet sich InSAR damit durch eine geringe SignaldĂ€mpfung durch WitterungseinflĂŒsse aus. Zudem ist sie unabhĂ€ngig von der Tageszeit, sodass sich gezeitenbeeinflusste, kurze Erfassungszeitfenster besser durch eine Befliegung mit InSAR nutzen lassen. Neben der weitgehenden WetterunabhĂ€ngigkeit, besitzt die InSAR-Methode zudem eine bis zu fĂŒnfmal grĂ¶ĂŸere FlĂ€chenleistung im Vergleich zur herkömmlichen Befliegung mittels luftgestĂŒtzter Laserdatenerfassung. „Die Radarinterferometrie besitzt dadurch das Potenzial, die Erfassung und Erstellung von Geo-Basisdaten im KĂŒstenbereich erheblich effizienter zu gestalten“, erklĂ€rt Dr. Wassilios Kazakos von Disy.
Datenverarbeitung ganzheitlich betrachten
Vergleichende Darstellung des Zwischen- ergebnisses Weststreifen Medem-Rinne in der ElbmĂŒndung. Foto: DLR

Vergleichende Darstellung des Zwischen- ergebnisses Weststreifen Medem-Rinne in der ElbmĂŒndung. Foto: DLR

Im Projekt GeoWAM wird die InSAR-Methode mit der Erprobung und Weiterentwicklung von Berechnungsalgorithmen fĂŒr hochauflösende dreidimensionale GelĂ€nde- und OberflĂ€chenmodelle kombiniert. Dadurch soll eine effiziente und effektive 3D-Modellierung gezeitenbeeinflusster KĂŒstenbereiche ermöglicht werden. Überdies gilt es, die Datenverarbeitungskette ganzheitlich zu betrachten. Disy ĂŒbernimmt dabei die Integration aller Bestandteile in eine Prototyplösung sowie die Datenbereitstellung innerhalb des Projekts und fĂŒr Dritte.

Die technische Grundlage fĂŒr neue Lösungsprototypen bildet Disys Geo-Analytics-Plattform Cadenza. Die mit der Radarinterferometrie erzeugten Daten sollen hier ĂŒber OGC- und INSPIRE-konforme Standardschnittstellen in existierende Geodateninfrastrukturen eingebunden werden. Wie Disy mitteilt, sollen die Projektergebnisse der Öffentlichkeit ĂŒber die mCLOUD als zentrale Open-Data-Plattform des BMVI zugĂ€nglich gemacht werden. „Insgesamt soll eine lĂŒckenlose Datenverarbeitungskette entstehen und ein substantieller Mehrwert der Daten ermöglicht werden“, fasst Kazakos zusammen. (vb)