WebSnow
Kurzbeschreibung
Ausgangssituation / Motivation
Die Variabilität der Schneebedeckung hat einen maßgeblichen Einfluss auf das Klima, auf die Ökosystemvielfalt und auf sozioökonomische Aspekte. Schneefall und die Persistenz der Schneedecke sind stark von der Temperatur in der Atmosphäre und dem Niederschlag abhängig und sind somit eng mit Klimaänderungen verbunden.
Im Alpenbogen ist Schnee von hoher sozioökonomischer Bedeutung, nicht nur für den Wasserhaushalt, sondern auch für Naturgefahren und den Tourismus. Um die Auswirkungen des Klimawandels quantifizieren zu können sind Informationen über die Schneebedeckung sowie deren saisonale als auch jährliche Veränderung für die unterschiedlichsten Interessensgruppen von großer Bedeutung. Daher besteht ein großer Bedarf an kontinuierlichen und zuverlässigen Messungen der zeitlichen und räumlichen Variabilität der Schneedecke. Dabei zählen die Schneemenge als Indikator des gespeicherten Wassers als auch die Dauer der Schneebedeckung zu den wichtigsten Parametern.
Die derzeit zur Verfügung stehenden Methoden zur Quantifizierung der Schneebedeckung als auch der Schneemächtigkeit haben alle Stärken und Schwächen. So werden beispielsweise zur Erfassung der Schneebedeckung während der Schneeschmelze vermehrt SAR (Synthetic Aperture Radar) Satellitendaten herangezogen, wohingegen bei trockenen Schneeverhältnissen vorwiegend optische Satellitendaten verwendet werden.
Die limitierenden Faktoren der optischen Fernerkundung sind dabei die Verfügbarkeit räumlich hoch aufgelöster Bilder sowie die Wolkenbedeckung. Für die Abschätzung der Schneemächtigkeit von kleinräumigen Testgebieten werden in erster Linie photogrammetrische Methoden basierend auf Stereo-Luftbildern von UAVs oder Flugzeugen angewandt.
Die Möglichkeiten der operationellen Abschätzung der Schneemächtigkeit für große Gebiete anhand von Satellitendaten ist bislang aber noch eine überwiegend ungeklärte Fragestellung. Ebenso ist das Bildmatching von Schneeoberflächen aufgrund der geringen Textur eine große Herausforderung. Alternativen zur Flugzeug- bzw. Satelliten-getragenen Schneehöhenabschätzung stellt die terrestrische Photogrammetrie dar.
Erst kürzlich wurden erstmals Webcam Bilder mit hoher zeitlichen und räumlichen Auflösung zur Abschätzung der Schneebedeckung und Mächtigkeit angewandt, jedoch vorwiegend unter bekannten Bedingungen (z.B. Kameramodell) sowie in Kombination mit Wetterstationen.
Inhalte und Zielsetzungen
Der zentrale Motivationsgrund des beantragten Projekts WebSnow ist die Verbesserung bestehender Algorithmen zur Ableitung der Schneebedeckung aus Sentinel-1 und Sentinel-2 Daten unter Einbeziehung von Webcam Bildern.
Methodische Vorgehensweise
Diese werden von der Fa. Bergfex, welche Zugang zu Hunderten Webcams im Alpenbogen Zugriff hat, zur Verfügung gestellt. Zusätzlich soll das Potential für die großflächige Abschätzung der Schneemächtigkeit mittels Bildmatching von Pléiades Daten in Kombination mit Webcam Bildern untersucht werden.
Die Algorithmen werden an Teilen der Schweiz und Österreich angewandt, wobei Archiv- als auch aktuelle Daten verwendet werden.
Erwartete Ergebnisse
Die Ergebnisse von WebSnow werden somit zu einem tieferen Verständnis über die Assimilation von Webcam Bildern und Sentinel bzw. Pléiades Daten führen und stellen somit die Basis für zukünftige Anwendungen dar.
Projektbeteiligte
Projektleitung
Technische Universität Wien - Department für Geodäsie und Geoinformation
Projektpartner:innen
- ENVEO - ENVironmental Earth Observation IT GmbH
- Swiss Federal Research Institute WSL
Kontaktadresse
Technische Universität Wien - Department für Geodäsie und Geoinformatio
Univ.Prof. Dipl.Ing. Dr.techn. Norbert Pfeifer
Wiedner Hauptstraße 8-10/E120.7
A-1040 Wien