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High-resolution geodetic Earth observation (DLR Uni)

Das Projekt "High-resolution geodetic Earth observation (DLR Uni)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie durchgeführt. Combination of geometric (GNSS, altimetry, SAR) and gravimetric (GRACE, GOCE, terrestrial) information for detection of deformation and mass change signals. Geometric (GNSS, Altimetrie, SAR) and gravimetric (GRACE, GOCE, terrestrial) techniques deliver complimentary information on changes of system Earth at different temporal and spatial scales. Their consistent combination is the main objective of this project, which is performed in the frame of Munich Aerospace. The project comprises 3 main topics: (1) development of geodetic correction methods for SAR processing and validation; (2) establishing of a test network; (3) joint geometric and gravimetric modelling on various scales. The primary usage of space borne SAR (Synthetic Aperture Radar) is imaging, which is independent of the actual weather conditions, and precise detection of relative motions by analysing the phase measurements (SAR interferometry). By applying image correlation techniques, SAR can also be used as an absolute measurement technique. Concerning topic (1), the aim is the absolute pixel localisation, whose accuracy for TerraSAR-X shall be increased to the phase accuracy (centimetre to millimetre) by applying all geometrical, physical and geodetic corrections. Since at these accuracy levels the same distortions become relevant as with GNSS positioning (troposphere, ionosphere, tides, continental drift, etc.), the data used for the corrections shall be derived analogously to GNSS processing. Concerning task (2), the Wettzell experiment includes a corner cube reflector (side lengths 1.5 m), periodic radar records from TerraSAR-X (11 days period) and several GNSS receivers, with which the corrections are derived. The reference coordinates of the reflector have been derived by geodetic terrestrial surveying, which in this case are accurate to the millimetre range. By comparing the reference coordinates with the corrected measurements, the quality of the different corrections can be analysed systematically. Among other issues the influence of the ionosphere has to be considered with its strong spatial and temporal variations. The current analyses show, that TerraSAR-X is able to reach accuracy for geo location of a few centimetres.

VP: Modellgestützte, multi-temporale und multi-sensorale Gewinnung von kontinuierlichen Landmanagementinformation - M3-Land

Das Projekt "VP: Modellgestützte, multi-temporale und multi-sensorale Gewinnung von kontinuierlichen Landmanagementinformation - M3-Land" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Institut für Geographie, Lehrstuhl für Geographie und Geographische Fernerkundung durchgeführt. Für ein nachhaltiges und effizientes Landmanagement sind flächenverteilte, aktuelle Landoberflächeninformationen von zentraler Bedeutung. Ein kontinuierlicher Strom von Landmanagementinformationen ist die Grundlage für bessere Entscheidungen zu Nutzung, Nutzungsintensität und Ressourcenallokation sowie zum Umgang mit Kalamitäten. Mit der SENTINEL-Sensorenfamilie wird ab dem Jahr 2014 eine Flotte von Erdbeobachtungssatelliten zur Verfügung stehen, die die Landoberfläche auf verschiedenen räumlichen Skalen und mit verschiedenen Systemen kontinuierlich überwachen wird. Um diesen Datenstrom verschiedener Auflösungen und Wellenlängenbereiche optimal in Landmanagementinformationen zu übersetzen, bedarf es einer integrierten Auswertung aller zur Verfügung stehenden Bilddaten, die in eine kontinuierliche räumliche Modellierung der Landoberflächenprozesse zwischen den Aufnahmezeitpunkten eingebettet ist. Ziel der LMU München und der VISTA GmbH ist es, eine Methode zu entwickeln, die von der zukünftigen SENTINEL-Reihe zur Verfügung gestellten räumlichen Information mit einem Prozessmodell zusammenführt, um verbesserte Produkte abzuleiten, die für ein nachhaltiges Management der Landoberfläche benötigt werden. So wird durch einen kontinuierlichen Prozess des akkumulativen Lernens aus dem kontinuierlichen Strom der Fernerkundungsdaten die Aussagekraft der Modellergebnisse verbessert. Die zu entwickelnden Produkte bzw. Dienstleistungen umfassen folgende Zielsetzungen: (1) Kontinuierliche Information über die Landnutzung und ihre Veränderung mit der Zeit. Das schließt z.B. Fruchtfolgezyklen und deren Veränderung/Verschiebung unter dem Einfluss klimatischer Veränderungen mit ein. (2) Kontinuierliche Information über die Intensität der Nutzung. Die Intensität der Nutzung entscheidet über landwirtschaftliche Produktivität und Umweltbelastung. Nachprüfbare Managemententscheidungen bezüglich der ökologischen In- oder Extensivierung auf regionaler Ebene stehen deshalb im Zentrum zukünftig nachhaltigen Landmanagements. (3) Kontinuierliche Information über die Wasserverfügbarkeit an der Landoberfläche, die es erlaubt z.B. das Vorhandensein oder den Bedarf an Bewässerung in der Landwirtschaft zu ermitteln. (4) Kontinuierliche Information über das Auftreten von Kalamitäten (z.B. Ernteschäden durch Hagel oder Dürre), die eine verbesserte Abschätzung der realen landwirtschaftlichen Produktivität einer Region erlaubt sowie die Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen, wie Umbruch und Neupflanzung darstellt. (5) Kontinuierliches Monitoring von Naturflächen (z. B. Feuchtgebiete, Waldgebiete) zur frühzeitigen Feststellung von Veränderungen (z.B. Austrocknung, Nutzungsänderung) Das modellgestützte, multi-temporale und multi-sensorale Landmanagement-informationssystem M3Land soll das kontinuierliche Monitoring ermöglichen und als Managementinstrument unterstützen. Die entwickelte Methodik soll in drei Untersuchungsgebieten in Süd-, Mittel- und Osteuropa getestet werden.

Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Gehirnaktivität, Schlaf und kognitive Leistungsfähigkeit älterer Frauen

Das Projekt "Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Gehirnaktivität, Schlaf und kognitive Leistungsfähigkeit älterer Frauen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik und Hochschulambulanz für Psychiatrie und Psychotherapie, Campus Benjamin Franklin, Kompetenzzentrum Schlafmedizin durchgeführt. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist es zu prüfen, ob hochfrequente elektromagnetische Felder, die von Mobilfunk-Endgeräten ausgehen, die Gehirnaktivität im Wachzustand und im Schlaf sowie die kognitive Leistungsfähigkeit von Frauen in fortgeschrittenem Erwachsenenalter (ab 60 Jahre) beeinträchtigen können. Bisher publizierte Effekte traten häufiger bei niedrigeren Frequenzen und höheren SAR-Werten auf, deswegen soll mit GSM (900 MHz, 2W/kg) und TETRA (400 MHz, 6W/kg) exponiert werden.Es soll geklärt werden, welche physiologischen Änderungen bei zulässigen Expositionen auftreten, welcher Wirkungsmechanismus verantwortlich ist und welche individuellen Ausgangssituationen eine Empfindlichkeit fördern.

FOREST DRAGON - 3: Forest Ecosystem Mapping within China

Das Projekt "FOREST DRAGON - 3: Forest Ecosystem Mapping within China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Department for Earth Observation durchgeführt. The overall goal of the FOREST DRAGON 3 project is to advance understanding in forest ecosystems mapping within China. In addition, methodological developments towards the synergy of different sensors and techniques are proposed. Furthermore, a profound study will be carried out, in which a Decision Support System (DSS) will be built around web services providing decision-support on the mixture of eco-system services in local to regional scale integrating space and airborne remote sensing data. The eight objectives of the FOREST DRAGON 3 project are 1) the investigation of scaling effects in forest ecosystem mapping with SAR data, 2) the long-term analysis of forest GSV and forest structure over Northeast China based on SAR data, 3) linking forest DRAGON products with existing land use, land cover and/or fire products and 4) the synergy of optical and radar data for mapping forest ecosystems, 5) adapt current forest mapping algorithms to Eastern Russia, 6) adapt current and develop new forest mapping algorithm in Continental Southeast Asia, 7) use the Sentinels-1/2 data for forest map updating, 8) developing a modeling approach for forest services using space data as input for multi-criteria DSS in mountainous forests in China using earth observation. Under-pining the models will be the technology of remote sensing and existing spatial geo-data to establish or/and enhance forest, land cover and landform information. The project will deliver theoretical results as well as wall-to-wall maps of forest parameters for China and neighboring countries. Furthermore, this study will result in a new methodological base for DSS in forest resource management for mountain forest areas in China. This will be pursued through a case study in pilot region(s) in E and NE China.

hier: Satelliten-Auswertungen für das MOnitoring im Wattenmeer (SAMOWatt)

Das Projekt "hier: Satelliten-Auswertungen für das MOnitoring im Wattenmeer (SAMOWatt)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. 1. Vorhabenziel - SAMOWatt hat zum Ziel, die Einbindung von mehrfrequenten Radardaten (PALSAR, evtl. TerraSAR-L: L-Band, ERS-2 und EVISAT, RADATSAT-2, evtl. Sentinel: C-Band, TerraSAR-X: X-Band) in ein bestehendes Wattklassifikationsverfahren weiter voranzutreiben und ein synergisches Klassifikationsverfahren für Wattenmeeroberflächen zu entwickeln. 2. Arbeitsplanung - Nach der Identifizierung optimaler Aufnahmezeitpunkte der Sensoren (unter Ausnutzung des Erfahrungsgewinnes während der ersten Projektphase) werden die SAR-Daten für erweiterte multi-frequente und multi-temporale Analysen genutzt, die möglichst zeitnah zueinander und zu Niedrigwasser liegen. Unter Berücksichtigung der lokalen Randbedingungen (z.B. Wind) wird die bestehende Klassifizierung erweitert und verbessert werden. Insbesondere werden mithilfe des IEM Rückschlüsse auf die lokalen Rauhigkeitsparameter der Wattoberflächen gezogen, mithilfe höherer Bildverarbeitungsmethoden Wasserlinien oder Kulturspuren detektiert und mithilfe multitemporaler Analysen von SAR-Daten einzelner Sensoren die räumliche Ausdehnung von Muschelbänken untersucht. Die Schnittstelle zwischen der Datenanalyse und dem vorhandenen Klassifikationsverfahren wird verbessert, validiert und die entwickelten Algorithmen sollen ständig verbessert werden. Hierzu werden exemplarisch Daten anderer Wattgebiete ausgewählt und analysiert werden.

FRA-SAR II: Auswertung von multi-temporalen TerraSAR-X/TanDEM-X Radarsatelliten um alle zukünftigen Waldzustandsberichte (Forest Resources Assessment (FRA)) der Welternährungsorganisation (FAO) in den Tropen zu unterstützen

Das Projekt "FRA-SAR II: Auswertung von multi-temporalen TerraSAR-X/TanDEM-X Radarsatelliten um alle zukünftigen Waldzustandsberichte (Forest Resources Assessment (FRA)) der Welternährungsorganisation (FAO) in den Tropen zu unterstützen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Geographie, Lehrstuhl für Fernerkundung durchgeführt. 1. Vorhabenziel FRA-SAR II ist ein Projektvorschlag d. direkt an die erfolgreiche Kartierung von Waldgebieten in den Tropen mit Hilfe von hoch aufgelösten TerraSAR-X Daten anknüpft. Hinsichtlich d. Gesamtgenauigkeit d. existierenden, räuml. hoch aufgelösten Waldkarten hat insbesondere die Topographie einen starken negativen Einfluss. Nur mit einem adäquaten Höhenmodell ist es möglich, die räuml. hoch aufgelösten SAR-Daten anschließend verlässlich zu normalisieren. Dadurch wird die Genauigkeit d. existierenden Waldkarten erheblich gesteigert. Darüber hinaus erlauben die multi-temporalen Datensätze robustere Merkmalstrennung innerhalb d. automatischen Kartenerstellung. Damit die hoch aufgelösten SAR-Daten in zukünftigen FRA's genutzt werden können, muss die Erdoberflächenveränderung über die Zeit hinweg unbedingt erfasst werden. Wegen der extrem guten räumlichen Auflösung der beiden Sensoren ist ein weiteres Ziel von FRA-SAR II Methoden vorzustellen, welche direkt REDD+-Zielen genügen. 2. Arbeitsplanung Ableitung von Geländehöhen aus multi-temporalen TerraSAR-X/TanDEM-X Daten zur topographischen Normalisierung. Einsatz v. multi-temporalen Klassifikationsverfahren und Kohärenzberechnung zur Merkmalsanalyse. Ausbau von Texturalgorithmen (z.B. Lacunarity). Einführung v. Change Detection Algorithmen. Mit der abschließenden Harmonisierung aller Algorithmen untereinander (FRA-SAR 2010 + FRA-SAR II ), wird letztlich sichergestellt, dass die gesamte entwickelte Prozesskette operationellen Ansprüchen gerecht wird.

VP: Tompolis - 3D-Struktur- und Passpunkteerfassung in Städten

Das Projekt "VP: Tompolis - 3D-Struktur- und Passpunkteerfassung in Städten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Earth Observation Center (EOC), Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Ziel ist die Entwicklung hochauflösender echtdreidimensionaler tomografischer Produkte von baulicher Infrastruktur und Stadtgebieten aus den Multi-Baseline-Across-Track-Daten der TanDEM-X Mission. Diese 3D-Volumenkartenkarten enthalten im Gegensatz zu den Standardprodukten von TanDEM-X (und den bisherigen Höhenmodellen von SRTM) eine Auflösung von Layovereffekten durch Trennung einzelner Streuer mithilfe neuer SAR-tomographischer Methoden. Die so gewonnenen hochgenauen Punkte und Objekte können als weltweite geodätische Referenzen verwendet werden, z.B. zur Geokodierung hochauflösender optischer Satellitendaten. 2. Arbeitsplanung - Die geplanten Meilensteine sollen klare Fortschritte im Projekt dokumentieren und die drei leicht unterschiedlichen Themenstränge entkoppeln. Wie im Vorbescheid empfohlen, wird als Projektstart Januar 2010 angenommen. Aufgrund der unsicheren Datenlage wird zunächst die theoretische Untersuchung begonnen. Mit Erhalt der Daten ab ca. Mitte 2010 werden konkret Algorithmen entwickelt und Test durchgeführt. Das Vorhaben soll im Juni 2011 abgeschlossen werden.

TerraSAR-X und RADARSAT-2 Konstellation

Das Projekt "TerraSAR-X und RADARSAT-2 Konstellation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus DS Geo GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Das Gesamtziel des beantragten Vorhabens ist die Untersuchung, inwiefern sich Radar-Bilddaten unterschiedlicher Satellitensysteme komplementär nutzen lassen und welche Vorteile diese Kombination der beiden Missionen in praktischen Anwendungen hat. Anhand von Demonstrationsbeispielen mit TerraSAR-X und RADARSAT-2 Daten werden die technische Machbarkeit und mögliche Einsatzgebiete für eine komplementäre Nutzung untersucht. Die gewonnen Erkenntnisse dienen weiterhin dazu, den Mehrwert vergleichbarer Konstellationen im Rahmen zukünftiger SAR Missionen, zum Beispiel Sentinel-1, zu evaluieren. 2. Arbeitsplanung - Zur Erreichung des Vorhabenszieles werden neben den technischen Systemevaluierungen und Analysen zur theoretischen Machbarkeit auch Untersuchungen zu Nutzerartforderungen durchgeführt, um Verbesserungsbedarf bei bestehenden Diensten zu identifizieren und das Marktpotential der kombinierten Nutzung der beiden Systeme herauszustellen. Beispiele aus verschiedenen Anwendungsgebieten (Gebietsüberwachung (kleinräumig), Strategische und taktische Meereisüberwachung, Kartierung und Gebietsüberwachung (großräumig)) werden mit potentiellen Kunden definiert und innerhalb des Vorhabens näher betrachtet und analysiert. Durch diese praktischen Anwendungen werden Auswerteverfahren getestet, die daraus gewonnenen Erkenntnisse helfen dabei, diese für zukünftige Konstellationen zu verbessern und gegebenenfalls neu zu entwickeln.

ENVILAND II: Synergetische Nutzung von optischen und Radardaten (SAR)

Das Projekt "ENVILAND II: Synergetische Nutzung von optischen und Radardaten (SAR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Bild- und Signalverarbeitung e.V. (ZBS) durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Der Beitrag des Teilvorhabens Bildanalyse (ZBS e.V.) zur Gesamtzielstellung des Verbundvorhabens besteht in zielgerichteten methodischen Untersuchungen sowie in der Neu- und Weiterentwicklung von Algorithmen der Bildverarbeitung und -analyse, die in mehr oder minder starkem Maße die Arbeitsfelder aller anderen Verbundpartner berühren. 2. Arbeitsplanung: Als Instrumente der methodischen Untersuchungen werden u.a. die Bewertung der Datenqualität der Sensoren, die Berücksichtigung ihres vektoriellen Charakters sowie die Nutzung fortgeschrittenster Erkenntnisse der Systemtheorie und leistungsfähiger Ansätze der Bildinterpretation eingesetzt. Darauf aufbauend entstehen Module zur strukturbasierten Registrierung, zur Filterung stark gestörter Bilddaten mit modernsten Ansätzen, zur Segmentierung unter Berücksichtigung von Resampling, Demixing und Textur, zur automatischen Schwellenextraktion und Clusterung für Lernstichproben und zu überwachten Klassifikationsverfahren. 3. Ergebnisverwertung: Neben der Satellitenbildauswertung ergeben sich für das ZBS synergische Verwertungsmöglichkeiten auf Gebieten wie regularisierte Bildrestauration, anisotrope Filterung, Segmentierung und Klassifikation in interschiedlichen Applikationen.

Bioactive natural products - linking chemical and biological information for lead discovery, preliminary SAR and assessment of undesired pharmacological properties

Das Projekt "Bioactive natural products - linking chemical and biological information for lead discovery, preliminary SAR and assessment of undesired pharmacological properties" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Basel, Department Pharmazeutische Biologie durchgeführt. Small molecule natural products are a prolific source of inspiration for the development of new drugs, and essential tools in basic biomedical research as probes of biological functions. The contribution of academic laboratories in natural products discovery has been essential. The limiting factor of traditional approaches in bioactivity-directed natural product research has been the tedious process of purification and identification of active molecules from a highly complex extract matrix. Recent technological advances enable substantial improvements in efficiency via a consequential miniaturization of the screening and discovery process, and automation of certain process steps. The aim of the project is to discover small molecule natural products leads from plants and fungi acting against clinically relevant and/or emerging targets in important disease areas. The targets have been selected on the basis of specific criteria, such as (i) novelty and importance of target; (ii) lack of specific/selective inhibitors; (iii) need for enhancement of structural diversity of ligands; (iv) difficulty/impossibility to use rational drug discovery approaches; (v) access to animal models. Indications include CNS (selective GABA-A receptor agonists), inflammation and cancer (modulation of angiogenesis and lymphangiogenesis, inhibition of PI3 kinases). In addition, a screening for hERG channel inhibition will be carried out as the currently most critical anti-target in drug discovery & development. An extract library and a technology platform for the miniaturized discovery of natural products will be used. The library consists of currently 1000 plant and fungal extracts. An ethnomedicine-based focussed sub-library will be specifically tested for GABAA receptor agonistic properties. All process steps in the screening and consecutive lead identification are miniaturized, in part automated, and based on the 96-well microtiter footprint. Most of the assays are via external collaborations, and some assays involving cell signalling are established in-house. Prioritized extracts are submitted to HPLC-based activity profiling with microtiter-based fractionation of column effluent, and simultaneous on-line spectroscopic (PDA, ion-trap ESI and APCI-MS, and ESI-TOF) analysis. Compound dereplication and identification is supported by off-line microprobe NMR spectroscopy. Around the active target molecules, structurally related compounds will be characterized to generate small 'virtual' libraries for preliminary structure activity relationships. Calculation of physico-chemical data and secondary bioassays will characterize leads, and shortlisted compounds will be tested in vivo for proof of concept. For this purpose, compounds of interest are isolated in a targeted manner in amounts of up to several hundred mg.

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