Sen2Cube.at

Ausgangssituation / Motivation

Basierend auf den Ergebnissen zweier Sondierungsstudien (AutoSentinel 2/3 [FFG ASAP] und SemEO [FFG IKT der Zukunft]) wird das Projekt Sen2Cube.at die automatische semantische Anreicherung der Sentinel-2-Daten des Copernicus-Programms evaluieren und in eine große Bilddatenbank für ganz Österreich hochskalieren. Gegenwärtig decken mehr als 3000 Sentinel-2 Szenen Österreich ab.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel ist es, damit einen österr. Daten- und Informationswürfel zu erstellen. Dieses Projekt verfolgt einen neuartigen und völlig anderen Ansatz für den Zugriff auf große Erdbeobachtungs(EO)-Bilddatenbanken, welcher semantische, inhaltsbasierte Bild- und Informationsabfragen durch die Zeit ermöglicht.

Dies erlaubt Abfragen, die direkt mit dem Szeneninhalt oder der Inhaltsdynamik zusammenhängen, wie z.B. Änderung der primären Landbedeckung (z.B. Vegetation oder Gewässer) in einem benutzerdefinierten Bildbereich. 

Alle bisher verfügbaren öffentlichen EO-Bilddatenbanken (z. B. Copernicus Sentinel Data Hub, USGS Landsat) oder nationale Initiativen (z. B. Code: DE, PEPS, nationale Bodensegmente) erlauben nur Abfragen auf Metadatenlevel (z. B. Zeit/Ort der Datenaufnahme), nicht aber auf Bildinhalt oder Daten direkt, die dort als normale Dateien gespeichert werden und für weitere inhaltliche Analysen heruntergeladen werden müssen.

Es gibt einige bestehende Initiativen die auch mit Datenwürfeln arbeiten (z. B. Australian Landsat Data Cube) und Bilddaten zur Analyse speichern, jedoch ohne zusätzliche inhaltliche Informationen.

Methodische Vorgehensweise

Im Gegensatz dazu, ermöglicht Sen2Cube.at Abfragen durch Raum und Zeit auf der Basis von automatisch generierten, semantischen Inhalten und wird das erste, in relevantem Maßstab demonstrierte SCBIR-System weltweit darstellen (Austrian data & information cube).

Die in Sen2Cube.at verwendete semantische Anreicherung erfolgt auf einer, auf physikalischen Modellen basierten, spektralen Kategorisierung und zusätzlich abgeleiteten Informationsebenen. Diese Prozesse werden vollautomatisiert und frei von jeglicher Benutzerparametrisierung für alle Sentinel-2-Bilder durchgeführt.

Die abgeleiteten Informationsschichten werden zusammen mit den Bilddaten in Datenwürfeln gespeichert, wobei die dritte Dimension die Erfassungszeit darstellt. Dies erlaubt die Indexierung in der dritten Dimension (Zeit) für einen schnellen Zugriff, sowie für Informationsabfragen durch die Zeit, auf denen spezifische Dienste entwickelt werden.

Erwartete Ergebnisse

Demo-Dienste, die auf generischen Anwendungsfällen basieren, sollen die Innovations- und Anwendungsbreite von Sen2Cube.at aufzeigen. Diese sind (aber nicht beschränkt auf):

• semantisches Abfragen von Bildern, z.B. Identifizieren von wolkenfreien Bilddaten oder Bildern mit bestimmten Ereignissen für benutzerdefinierte;
• Erzeugen von wolkenfreien Mosaiken für benutzerdefinierte Zeiträume;
• Ermöglichung des ortsbezogenen Zugriffs auf Daten und Informationen durch die Zeit;
• Objektbasierte Statistiken, z.B. Parzellen-basierte Analyse von best. landwirtschaftlichen Flächen für spektrale und semantische Profile durch die Zeit. 

Ein Inferenzmechanismus (inference engine) für erweiterte Abfragen wird Web-basiert in einer Client-Server-Lösung programmiert. Gesammelte Benutzeranforderungen werden in die Implementierung verschiedener Benutzeroberflächen oder unterschiedlicher Zugriffsebenen (z. B. öffentliche, benutzerspezifische Ansichten) umgesetzt. Sen2Cube.at bietet damit eine einzigartige, generische Kombination von Innovationen, die viele verschiedene Benutzer und Dienste bedienen kann.

Projektleitung

Universität Salzburg Fachbereich Geoinformatik – Z_GIS

Projektpartner:innen

• Agrarmarkt Austria
• Spatial Services GmbH
• ZAMG - Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik

Universität Salzburg
Fachbereich Geoinformatik – Z_GIS
Assoc.-Prof. Dirk Tiede PhD
Schillerstr. 30
A-5020 Salzburg