QA4SM-AVTB-EXP

Ausgangssituation / Motivation

Die aktuellen Validierungs-Standards für biophysikalische Datenprodukte höherer Levels von Fernerkundingssatelliten wurden vor etwa 20 Jahren etabliert. Sie basieren auf manuellen und aufwendigen Validierungs-Kampangnen von Bodendaten, die von unabhängigen Institutionen durchgeführt werden und meist 1-3 Jahre nach der Datenentstehung dauern. Dies erschwert die Übertragung von Validierungsprozeduren zwischen verschiedenen Datenprodukten und -versionen, was die Vergleichbarkeit beschränkt.

Das steht in deutlichem Kontrast zur Entwicklung der Produktionsprozesse, etwa in den Copernicus und ESA CCI Programmen. Z.B. wurde für das Copernicus Climate Change Servcie (C3S) ein aktuelles Produktionssystem für Bodenfeuchte aufgebaut, dass Intermediate und Thematic Climate Date Records (ICDR, TCDR) in zehn Tage-, bzw. sechs Monats-Intervallen erzeugt.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Quality Assurance for Soil Moisture (QA4SM) Projekt zielt auf die Standardisierung und Automatisierung von Qualitätskontrolle (QC) und unabhängigen Validierungen.

In einer systematischen Studie für ein künftiges automatisiertes Validierungs-Service, sollen die bekannten Prozeduren in einem gemeinsamen Konzept und einem Automatischen Validierungs-Testbed (AVTB) vereint werden.

Methodische Vorgehensweise

Die Machbarkeit wird methodologisch und technisch untersucht. Dabei werden Architektur und Kernkomponenten des AVTB entwickelt und im Projekt zur experimentellen Erprobung von Verifizierungs- und Validierungsmethoden verwendet.

Anforderungen sind dabei sowohl die Skalierung von Punktdaten von Bodenmessstationen auf die 100 m Skala (Sentinel) und die 10 km Skala von gegenwärtigen Klimadaten, als auch die Rückverfolgbarkeit und Wiederholbarkeit der Validierungs-ergebnisse.

Das Konzept soll grundsätzlich Copernicus, ESA, NASA und EUMETSAT Missionen und Services (z.B. Sentinel-1, ASCAT, SMOS, SMAP, ESA CCI und Copernicus Land und Climate Services), sowie globale Einschätzungen durch WCRP GEWEX, unterstützen.

Während das Konzept allgemein für biophysikalische Variable anwendbar sein soll, wird sich die Erprobung im Projekt auf Bodenfeuchte konzentrieren, für die viele bereits bewährte Validierungsmethoden vorliegen.

Das AVTB wird Funktionen zur Konfiguration, Ausführung und Überwachung von Validierungsaufgaben beinhalten. Die verwendeten und erzeugten Daten und Nebenprodukte werden unter systematischer Versionskontrolle stehen.

Erwartete Ergebnisse

Zum Projekterfolg wird Forschung und Entwicklung in mehreren Einzelgebieten benötigt, zwischen denen terminologische und konzeptuelle Unterschiede zu überwinden sind. Dazu werden erfolgreiche Ansätze aus den einzelnen Gebieten in einem übergreifenden Konzept vereint und praktisch verfügbar gemacht.

Geeignete Validierungsmethoden werden als Software-Toolbox zusammengestellt und ihrerseits innerhalb des Projekts evaluiert und weiter entwickelt. Dabei wird das nötige Wissen im Projekt-Team und Vertrauen der EO Gemeinde aufgebaut, so dass eine nachfolgende Weiterentwicklung zu einem einsetzbaren Validierungs-Service machbar wird.

Das Projekt-Team wird sich in diesem Zusammenhang um die Akzeptanz des Konzepts und des entstehenden AVTB bei CEOS, Copernicus, ECMWF, ESA, EU, GCOS, NASA, WCRP GEWEX und auf nationaler Ebene bemühen.

Projektleitung

AW Software und Technologie GmbH

Projektpartner:innen

• EODC Earth Observation Data Centre for Water Resources Monitoring GmbH
• Technische Universität Wien Dep. für Geodäsie und Geoinformation

Dr. Alexander Boresch
Mariahilfer Str. 47/3/1
A-1060 Wien