Forschungsprojekt GeoWAM: Neue Geodaten für Wassermanagement durch Radarbefliegung

Ein Online-Workshop der Disy Informationssysteme GmbH präsentiert die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt GeoWAM.

Pilotregionen des Forschungsprojekts GeoWAM für die Radarbefliegung: Otzumer Balje und Medemrinne. Foto: Disy Informationssysteme GmbH

 

Das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderte Forschungsprojekt GeoWAM entwickelt neue Ansätze zu Erfassung von Geodaten für das Wassermanagement der Küstenbereiche, die von Gezeiten beeinflusst sind. Die ersten Geodaten aus mehreren Radarbefliegungen im Rahmen von GeoWAM wurden nun aufbereitet. Präsentiert werden sie während eines Online-Workshops am 17. Juni 2021.

Hintergrund zu GeoWAM ist, dass das Wassermanagement des Landes Niedersachsen stark von den Gezeiten beeinflusst wird. Für den Erhalt und Ausbau der Infrastruktur, wie zum Beispiel der Schifffahrtsrinnen im Wattenmeer sowie für wasserbauliche, gewässerkundliche und ökologische Aufgaben, bedarf es hoch aufgelöster Geodaten. Bislang wurden die hierfür benötigten digitalen Gelände- und Oberflächenmodelle insbesondere mittels Laserscan-Befliegung erstellt. Dabei stehen zur digitalen Erfassung nur kurze Zeitfenster zur Verfügung.

Im Forschungsprojekt GeoWAM soll deshalb als Alternative die flugzeuggestütze InSAR-Technik, die Radarinterferometrie, erprobt und weiterentwickelt werden. Die Radarinterferometrie zeichnet sich dabei nicht nur durch die Erfassung von großen Flächen und die geringe Wetterabhängigkeit aus, sondern ermöglicht auch detaillierte und erweiterte Auswertungsmöglichkeiten mittels künstlicher Intelligenz.

InSAR-Technik als Laserscan-Alternative

Als Alternative zur Laser-Scan-Befliegung soll GeoWAM die flugzeuggestützte InSAR-Technik (Interferometric Synthetic Aperture Radar) erproben und weiterentwickeln. Anhand interferometrischer Radardaten werden hoch aufgelöste Höhenmodelle erstellt, welche die Grundlage für hydrologische Modellierungen oder die Erkennung küstenschutzrelevanter 3D-Strukturen wie beispielsweise Bruchkanten bilden. Neben der Generierung von Höhenmodellen ermöglichen die Radardaten auch die Informationsgewinnung bezüglich der Landbedeckung. Mittels KI-gestützter Klassifikationsverfahren lassen sich verschiedene Landbedeckungsklassen oder auch spezifische Objekte wie beispielsweise Muschelbänke identifizieren.

Die Dornier Do228 des DLR, mit dem die Radarbefliegungen durchgeführt werden. Foto: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

GeoWAM wurde bereits 2018 gestartet und läuft noch bis 2022. Das Projektkonsortium setzt sich unter der Federführung der Disy Informationssysteme GmbH aus Fachbehörden und Forschungsinstitutionen zusammen. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) stellen dabei das wasserfachliche Know-how bereit und sichern die Praxisorientierung der Projektarbeiten sowie die Qualität der erzeugten Datenprodukte.

Die InSAR-Technologie für die Radarbefliegung kommt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) mit seinem Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme in Oberpfaffenhofen und wird dort weiterentwickelt. Zwei akademische Partner aus der Fernerkundung, das Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF) des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Institut für Photogrammetrie (IfP) der Universität Stuttgart, entwickeln die neuen Methoden der Bilddatenanalyse. Koordiniert wird das Projekt von Disy. Das Karlsruher Unternehmen stellt außerdem auch die Infrastruktur für ein gemeinsames WebGIS bereit, um die Datenprodukte, die durch die Aufbereitung der Radardaten in verschiedenen Verarbeitungstiefen gewonnen werden, und Teile der Auswertungsalgorithmen zu vereinen.

Workshop „Neue Geodaten durch Radarbefliegung“

Am 17. Juni 2021 werden im Online-Workshop „Neue Geodaten durch Radarbefliegung“ die Forschungsergebnisse erstmalig dem Fachpublikum vorgestellt. Die Projektpartner präsentieren die gesamte Prozesskette: von der Befliegung über die Umsetzung der Rohdaten in höherwertige Informationsprodukte (Datenprozessierung) für die Generierung der Höhenmodelle und der KI-gestützten Klassifikation bis hin zur Erstellung der Datenprodukte mit ihrem Nutzen für die Anwenderinnen und Anwender.

Unterscheidungsmerkmale von Sedimenttypen im Wattbereich: Visualisierung polarimetrischer und interferometrischer Information der Radardaten als Falschfarbenbild. Foto: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Neben den Fachvorträgen, unter anderem durch BfG, NLWKN und DLR, bietet der Workshop viel Raum für Fragen und einen breit angelegten fachlichen Diskurs, beispielsweise über die Verwendung der Daten, zu eventuellen Fallstricken, zu Tipps aus der Praxis sowie zu ergänzenden Validierungsdaten. Die Forschenden erhoffen sich hiervon praxisrelevante Impulse, die sie in die letzte Projektphase mit einbeziehen können. Interessierte Fachleute sind zu dem kostenfreien Online-Workshop herzlich eingeladen und finden auf der Veranstaltungsseite neben den weiteren Informationen das Anmeldeformular. (jr)

www.disy.net