Das Projekt "EnSAG Phase II: Wälder und Ökosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fach Umweltfernerkundung und Geoinformatik durchgeführt. Die EnMAP Sciene Advisory Group (EnSAG) unterstützt den wissenschaftlichen PI am Helmholtz-Zentrum Potsdam GFZ bei der Koordination der wissenschaftlichen Nutzungsvorbereitungen des Environmental Mapping and Analysis Program (EnMAP). Zu den Aufgaben der EnSAG gehören u.a. (i) die Erstellung und Aktualisierung des EnMAP Science Plans, (ii) die Vorbereitung und Durchführung von Workshops und Schulungen, (iii) die Koordination und Vernetzung von nationalen und internationalen Aktivitäten im Bereich der hyperspektralen Fernerkundung, sowie (iv) die Entwicklung von Algorithmen zur Verarbeitung und Analyse hyperspektraler Daten und deren Implementierung in das, im Rahmen des Projektes entwickelte, frei verfügbare Softwarepaket EnMAP-Box. Innerhalb des Projektes 'EnSAG Phase II' soll die erfolgreiche Arbeit der EnSAG durch die Bearbeitung neuer wissenschaftlicher Herausforderungen im Bereich der Hyperspektralfernerkundung fortgeführt werden. Die Trierer Arbeitsgruppe 'Forests and Natural Ecosystems' bearbeitet dabei folgende Themen: - Entwicklung von Algorithmen zur abbildenden Spektroskopie für Fragestellungen der Forstwirtschaft und zur Bewertung von Waldökosystemen. Untersuchung von fünf Schwerpunktbereichen: Klassifikation von Baumarten und Entwicklungsphasen, Forstliche Wachstums-modellierung unter Einbindung fernerkundlicher Daten, Erfassung struktureller Veränderungen und Gradienten in Waldökosystemen, Charakterisierung von Zustand und Dynamik ökophysiologischer Vegetationsparameter und die Weiterentwicklung und Nutzung physikalisch basierter Reflexionsmodelle - Untersuchung von Synergien zwischen hyper- und multispektralen Aufnahmesystemen wie Sentinel-2 - Nutzung des eigenen flugzeuggestützten Aufnahmesystems für die Simulation von EnMAP Daten - Datenvalidierung durch Abgleich mit Referenzmessungen im Gelände und durch Labor- und Feldexperimente. Anwendungspotenzial: Die Ergebnisse sollen nutzbar sein für: - Überwachung von Forstökosystemen vor dem Hintergrund globaler und regionaler Klimaveränderungen - Erfassung von Kalamitäten und Stresssymptomen - Charakterisierung relevanter Ökosystemleistungen, wie etwa Holzproduktion und verfügbare Vorräte - Bereitstellung von Grundlagendaten zur forstlichen Planung und standortgerechtem Management. Potentielle Nutzer sind: - Forsteinrichter, Waldbesitzer und Holzindustrie - Waldökologen, Klimatologen und weitere Forscher. Weitere Ergebnisse: Die Software 'EnMAP Box' kann unter der Adresse http://www.enmap.org/?q=enmapbox kostenfrei herunter geladen werden. Die innerhalb des Vorhabens erhobenen Daten (Fernerkundungsdaten inkl. Zugehöriger In-Situ-Messungen) werden nach Klärung der nutzungsrechtlichen Rahmenbedingungen ebenfalls zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "EnSAG Phase II: Vorbereitung der wissenschaftlichen Nutzung der hyperspektralen Mission EnMAP. Zeitraum 2013-2015" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Das Projekt dient der wissenschaftlichen Vorbereitung der EnMAP-Datennutzung. Es gliedert sich in vier Aufgabenbereiche. Im ersten werden technische Entwicklungen zur Datensimulation und Datenauswertung vorgenommen. Sie dienen der bestmöglichen Vorprozessierung der EnMAP-Produkte für die wissenschaftliche Nutzung. Der zweite Schwerpunkt unterstützt die Instrumentenentwicklung von EnMAP. Damit soll sichergestellt werden, dass das Instrument die wissenschaftlichen Anforderungen erfüllt. Im Mittelpunkt des dritten Bereiches stehen applikationsbezogene Entwicklungen. Sie fokussieren auf die Detektion von seltenen Erden, Edelmetallen und Abraumhalden, die Bodenerosion im mitteleuropäischen und mediterranen Raum sowie die automatische Erfassung des besiedelten Raumes. Die Koordination des 'EnMAP Core Science Teams' und der wissenschaftlichen Nutzer ist Gegenstand des vierten Bereiches. Diese Aufgabe dient im Besonderen der bestmöglichen Vorbereitung der Nutzergemeinde hyperspektraler Daten auf die Verwendung der EnMAP-Daten. 2. Arbeitsplanung Eine ausführliche Beschreibung des Arbeitsplanes mit Balkenplan und Meilensteinen befindet sich usw.
Das Projekt "EnSAG Phase II: Küsten- und Binnengewässer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH, Institut für Küstenforschung durchgeführt. Die EnMAP Sciene Advisory Group (EnSAG) unterstützt den wissenschaftlichen PI am Helmholtz-Zentrum Potsdam GFZ bei der Koordination der wissenschaftlichen Nutzungsvorbereitungen des Environmental Mapping and Analysis Program (EnMAP). Zu den Aufgaben der EnSAG gehören u.a. (i) die Erstellung und Aktualisierung des EnMAP Science Plans, (ii) die Vorbereitung und Durchführung von Workshops und Schulungen, (iii) die Koordination und Vernetzung von nationalen und internationalen Aktivitäten im Bereich der hyperspektralen Fernerkundung, sowie (iv) die Entwicklung von Algorithmen zur Verarbeitung und Analyse hyperspektraler Daten und deren Implementierung in das, im Rahmen des Projektes entwickelte, frei verfügbare Softwarepaket EnMAP-Box. Innerhalb des Projektes 'EnSAG Phase II' soll die erfolgreiche Arbeit der EnSAG durch die Bearbeitung neuer wissenschaftlicher Herausforderungen im Bereich der Hyperspektralfernerkundung fortgeführt werden. Am HZG werden folgende Schwerpunkte bearbeitet: - Entwicklung von Verfahren zur hyperspektralen Datenanalyse zu den Themen Atmosphärenkorrektur über Wasser sowie Herleitung hydro-optischer Eigenschaften für die Bestimmung von Wasserinhaltsstoffen wie Schwebstoffe, Phytoplankton und Gelbstoff - Entwicklung von Verfahren zur Analyse hyperspektraler Daten ähnlich wie bei MERIS, OLCI (Sentinel 3 ) - Nutzung von neuronalen Netzen die mit Hilfe von simulierten Reflexionsspektren trainiert und als nicht-lineare multiple Regressionsverfahren verwendet werden - Untersuchung des Potentials hyperspektraler Daten für die Unterscheidung von Phytoplanktongruppen - Validierung der entwickelten Verfahren durch Abgleich mit in-situ gemessenen Reflexionsspektren sowie anderen hyperspektralen Sensoren (Chris-Proba, HICO, HySpex). Anwendungspotenzial: Das Vorhaben untersucht die Möglichkeiten mit hyperspektralen Satellitensystemen wie EnMAP Gewässer besser zu charakterisieren als mit multispektralen Systemen bisher möglich ist. Insbesondere die Trennung und Erkennung verschiedener Algengruppen und dabei verschiedener Gefährdungspotentiale ist ein mittel- bis langfristiges Ziel. Ebenso sind bisherige Satellitensysteme mit der für kleine Strukturen in Binnen- und Küstennahe Gewässer notwendigen geographischen Auflösung noch nicht in der Lage die Biooptik ausreichend zu erkennen. Durch verbesserte satellitenbasierte Informationsprodukte kann z.B. das Monitoring wichtiger Wasserreservoirs wesentlich verbessert werden. Weitere Ergebnisse: Die Software 'EnMAP-Box' kann unter der Adresse http://www.enmap.org/?q=enmapbox kostenfrei heruntergeladen werden. Die innerhalb des Vorhabens erhobenen Daten (Fernerkundungsdaten inkl. zugehöriger In-Situ-Messungen) werden nach Klärung der nutzungsrechtlichen Rahmenbedingungen ebenfalls zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "EnSAG Phase II - Natural Ecosystems and Ecosystem Transitions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Geographisches Institut, Geomatik durchgeführt. Die EnMAP Sciene Advisory Group (EnSAG) unterstützt den wissenschaftlichen PI am Helmholtz-Zentrum Potsdam GFZ bei der Koordination der wissenschaftlichen Nutzungsvorbereitungen des Environmental Mapping and Analysis Program (EnMAP). Zu den Aufgaben der EnSAG gehören u.a. (i) die Erstellung und Aktualisierung des EnMAP Science Plans, (ii) die Vorbereitung und Durchführung von Workshops und Schulungen, (iii) die Koordination und Vernetzung von nationalen und internationalen Aktivitäten im Bereich der hyperspektralen Fernerkundung, sowie (iv) die Entwicklung von Algorithmen zur Verarbeitung und Analyse hyperspektraler Daten und deren Implementierung in das, im Rahmen des Projektes entwickelte, frei verfügbare Softwarepaket EnMAP-Box. Innerhalb des Projektes 'EnSAG Phase II' soll die erfolgreiche Arbeit der EnSAG durch die Bearbeitung neuer wissenschaftlicher Herausforderungen im Bereich der Hyperspektralfernerkundung fortgeführt werden. Als Teil der EnSAG widmet sich eine Arbeitsgruppe am Geographischen Institut der Humboldt-Universität zu Berlin den folgenden Themen: - Untersuchung und Beschreibung von Ökosystemgradienten und Landbedeckungs-übergängen sowie zeitlicher Trends mit Hilfe hyperspektraler Fernerkundungsdaten sowie Methoden des Maschinellen Lernens - Nutzung von qualitativen und quantitativen Verfahren zur Kartierung der Landbedeckung und -nutzung z.B. mittels Entwicklung, Erprobung und Implementierung adaptierter Varianten von Support Vektor Maschinen zur Regression und Klassifikation - Implementierung aller erprobten Verfahren als Applikationen in die frei verfügbare EnMAP-Box als standardisierte und nutzerfreundliche Umsetzungen. Anwendungspotenzial: - Weiterentwicklung, Anpassung und nutzerfreundliche Umsetzung erprobter Verfahren des Maschinellen Lernens - Erschließung neuer Anwendungsfelder für die Nutzung von EnMAP-Daten. Weitere Ergebnisse: - Die Software 'EnMAP-Box' kann unter der Adresse http://www.enmap.org/?q=enmapbox kostenfrei heruntergeladen werden. Die innerhalb des Vorhabens erhobenen Daten (Fernerkundungsdaten inkl. zugehöriger In-Situ-Messungen) werden nach Klärung der nutzungsrechtlichen Rahmenbedingungen ebenfalls zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "ENMAP Core Science Team - Algorithmenentwicklung im Bereich Gewässer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH, Institut für Küstenforschung durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Für den Hyperspektralscanner EnMAP sollen für den Bereich Wasser Auswerteverfahren entwickelt und validiert werden, die es erlauben, aus dem Reflexionsspektrum optische Eigenschaften von Gewässern und die Konzentrationen von Substanzen abzuleiten. Die Verfahren werden auf kleinräumige Küsten- und Binnengewässer ausgerichtet, wo andere Satellitendaten aufgrund ihrer räumlichen Auflösungen keine Ergebnisse liefern können. Hierzu gehörten das Wattenmeer, Lagunen, Meeresbuchten, Ästuare, Flüsse und Seen. Die Produkte sollen validierte Zeitserien und Karten der Verteilung von Chlorophyll, Trübung, Schwebstoff und Huminstoffe umfassen. Spezielle Verfahren sollen zur Erkennung von Planktonblüten wie z.B. von Red Tides oder Cynobakterien entwickelt werden. Ein wichtiges Element sind Verfahren zur Berechnung des Gültigkeitsbereiches und der Vertrauensbreite für jedes Bildelement. Weiter entscheidend für den Erfolg ist die Korrektur des Einflusses der Atmosphäre. 2. Arbeitsplanung - Der Arbeitsplan umfasst die Zusammenstellung und Messung optischer Eigenschaften, die Aufstellung bio-optischer Modelle, die Simulation von Reflexionsspektren mit einem Strahlungsübertragungsmodell zum Training und Test von künstlichen neuronalen Netzen, die für die Atmosphärenkorrektur und die Auswertung der korrigierten Spektren eingesetzt werden. Die Verfahren werden mit Hilfe von gemessenen Reflexionsspektren für verschiedene Gewässertypen getestet um den Gültigkeitsbereich und die Vertrauensbreite festzustellen.
Das Projekt "Konsistente Atmosphärenkorrektur und Ableiteverfahren geophysikalischer Parameter aus EnMAP und Sentinel-2 Daten über Land und über Binnen- und Küstengewässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie, Institut für Weltraumwissenschaften durchgeführt. Das EnMAP Doktorandenprogramm ist Teil der wissenschaftlichen Nutzungsvorbereitung der deutschen hyperspektralen Environmental Mapping and Analysis Mission (EnMAP) und ist speziell auf die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses im Bereich der hyperspektralen Fernerkundung ausgerichtet. Die Erdbeobachtungssysteme EnMAP und Sentinel-3 ermöglichen die Messung der sonneninduzierten Chlorophyll-Fluoreszenz. Chlorophyll-Fluoreszenz ist ein von photosynthetisch aktivem Chlorophyll ausgesendetes, schwaches elektromagnetisches Signal. Für beide Sensoren werden konsistente Verfahren für die Fernerkundung von Küsten- und Binnengewässern über die Nutzung der Chlorophyll-Fluoreszenz entwickelt. Ab voraussichtlich 2018 können diese Methoden synergetisch auf EnMAP und Sentinel-3 angewendet werden. In diesem Projekt sollen Methoden für die Ableitung von Gewässerparametern aus gemessenen EnMAP- und OLCI-Reflektanzspektren entwickelt werden. Dabei wird die sonneninduzierte Chlorophyll-Fluoreszenz aus EnMAP und Sentinel-3 Daten in besonderem Maße berücksichtigt. Für die Entwicklung der Fernerkundungsverfahren soll das am Institut für Weltraumwissenschaften entwickelte Strahlungstransportmodell MOMO für die Berechnung der emittierenden Chlorophyll-Fluoreszenz erweitert werden (Hollstein & Fischer, 2012). Die für die Analyse der Daten notwendige Atmosphärenkorrektur wird über Auswerteverfahren der EnMAP Tool-Box in Absprache mit dem GFZ realisiert und wenn erforderlich entsprechend angepasst. Im Anschluss an das Vorhaben werden neue Algorithmen und zusätzliche Module für den heute bestehenden EnMAP end-to-end Simulator vorliegen und die Simulation von Messungen und Produkten für EnMAP und Sentinel-3 erlauben. Zusätzlich wird eine Abschätzung der Unsicherheiten und Fehler der Ableitung der Chlorophyll-Fluoreszenz aus EnMAP Daten über Wasser bereitgestellt. Anwendungpotenzial: Wissenschaftliche Anwendung - Abschätzung fernerkundeter Fluoreszenz - Abschätzung vom Zustand und der Variabilität von Gewässern - Optimierung von Strahlungstransportmodellen über Gewässern - Modul Nutzung durch Sentinel-3 und EnMAP-Nutzer. Anwendungsbereiche - Wasserqualität und -verfügbarkeit - Klimawandel - Katastrophenschutz (z.B. Überschwemmungen) - Agrarwirtschaft und Fischerei - Wasserwirtschaft - Stadtentwicklung und Transportwesen. Weitere Ergebnisse: Modul-Implementierung in der EnMAP Toolbox zur fernerkundeten Fluoreszenz-Abschätzung in Gewässern.
Das Projekt "Teilprojekt: Erhebung von Waldschäden und Abschätzung der oberirdischen Biomasse aus Hyperspektralen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstökonomie, Abteilung für Fernerkundung und Landschaftsinformationssysteme durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Ziel des Vorhabens ist es auf Basis von hyperspektralen Befliegungsdaten und EnMAP-Simulationsdaten Methoden zu entwickeln, die forstliche Parameter (im Falle der Uni Freiburg Biomasse und Walschäden) automatische erfassen können. Neben den EnMAP-Simulationsdaten sollen andere innerhalb der vorgeschlagenen Testgebiete verfügbare Fernerkundungsdaten zur Validierung und für mulit-sensorale Ansätze integriert werden. Die Ergebnisse des Projekts sollen für Anwender im Rahmen der geplanten EnMAP-Toolbox verfügbar gemacht werden. Über das wissenschaftliche Ziel der Algorithmenentwicklung hinaus ist der Einsatz der entwickelten Methoden für Waldinventuren für das Monitoring von Schutzgebieten und als Beitrag für die internationale CO2-Bilanzierung möglich. 2. Arbeitsplanung - Wesentliche Arbeitsschritte sind die Zusammenstellung der verfügbaren Daten, die Analyse vorhandener Informationen und Modellierung der forstlichen Zielgrößen auf Basis dieser Information. Anschließend sollen die Ergebnisse orientiert an den gesetzten Ziel evaluiert und getestet werden.
Das Projekt "Wissenschaftliche Unterstützung für die hyperspektrale Mission EnMAP und Koordination des EnMAP Core Science Teams" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Das Vorhaben gliedert sich in zwei Arbeitsblöcke. Im ersten Teil werden Softwareentwicklungen zur Validierung und Simulation von EnMAP Daten durchgeführt. Im zweiten Teil werden Konzept- und Softwareentwicklungen zur (halb)automatischen Parametrisierung von Mineralen in Gesteinen und Böden entwickelt, die in einer Toolbox den Nutzern zur Verfügung gestellt werden. Beide Pakete bauen auf die Arbeiten in der vorangegangenen Förderphase (2007-2009) auf. Da GFZ ist verantwortlich für die Validation der EnMAP-Produkte für die Commissioning- und der anschließende Operationsphase. Die Aktivitäten, die in diesem Zeitraum durchgeführt werden, sind detailliert im beiliegenden Arbeitsplan beschrieben. Zur Durchführung der Produktvalidierung sind verschiedene Datenanalysen nötig, deren Methodologie vorab entwickelt und hinsichtlich ihrer Genauigkeit untersucht werden muss. Die Programmierung neuer Auswertesoftware und deren Test anhand simulierter Daten ist somit ein wesentlicher Bestandteil der geplanten Arbeiten. Im Rahmen des Vorhabens ist die Aufgabe des GFZ, ein innovatives Expertensystem zur automatischen Klassifizierung von Mineralen in Gesteinen/Böden (vgl. USGS Tetracoder) zu entwickeln. In diesem Zusammenhang werden Konzepte und assoziierte Software generiert, die eine Ableitung pedogener Parameter und damit verbundene Erosionsindices ermöglichen. 2. Arbeitsplanung - Eine ausführliche Beschreibung des Arbeitsplanes mit Balkenplan befindet sich im Textteil
Das Projekt "EnMAP Core Science Team - Algorithmenentwicklung im Bereich graduelle Veränderungen von Ökosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Geographisches Institut durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Der Antragsteller unterstützt die Arbeit des EnMAP Core Science Teams und ist für wissenschaftliche Fragestellungen im Bereich 'Monitoring Ecosystem Transitions' verantwortlich. 'Monitoring Ecosystem Transitions' zielt auf die Analyse gradueller Veränderungen und die Dynamiken verschiedener Ökosysteme und ihrer Dienstleistungen, die häufig Nutzungskonflikten unterliegen und somit nicht direkt einzelnen Landnutzungskategorien (z.B. Forst, Landwirtschaft) einem bestimmten Ökosystem (z.B. Wüstengebiet) oder einer wissenschaftlichen Disziplin (z.B. Geologie) zuzuordnen sind. Wissenschaftliche Arbeitsziele sind die Evaluierung bestehender Erprobung neuer Ansätze zum Monitoring naturnaher Räume oder von Gradienten zwischen und innerhalb von Ökosystemen. Methodisch steht die Knüpfung qualitativer und quantitativer Verfahren zur angewandten Ökosystemanalyse im Vordergrund. 2. Arbeitsplanung - AP1: Science Plan Entwicklung - Erarbeitung eines vorläufigen und eines finalen Science Plan im Verbund der anderen ECST-Wissenschaftler AP2: Organisation und Durchführung von Workshops AP3: Organisation und Durchführung von Schulungen AP4: Algorithmen- und Anwendungsentwicklung AP5: Regelmäßige Teilnahme an Treffen des EnMAP Core Science Teams und Vernetzung der deutschen und internationalen Nutzergemeinde
Das Projekt "Konzeption eines hyperspektralen Erdbeobachtungssatelliten EnMAP - Environmental Mapping and Analysis Program (Phase B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Erwin Kayser - Threde GmbH durchgeführt. Die angebotene EnMAP Phase B Studie betrifft in erster Linie die Entwicklung des Raumsegmenten inklusive der Betrachtung der Launcher Thematik. Ein weiterer Themenkomplex, der in der Studie bearbeitet wird, betrifft die Schnittstelle zum Bodensegment hinsichtlich des Missionsbetriebs, der Datenaufbereitung und der Kalibrierung. Es werden als Ergebnis der Studie alle wesentlichen und notwendigen Spezifikationen erarbeitet, um die Beschaffung der Subsysteme in der Phase C zu starten. Des Weiteren wird das Design der EnMAP Mission, des Instruments und des Satellitenbusses zur PDR-Reife weiterentwickelt und mit entsprechender Dokumentation beschrieben und per Analysen abgesichert. Eine aktualisierte Planung (Kosten und Zeitplan) wird zum PDR vorgelegt.
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