SAME-AT II

Ausgangssituation / Motivation

Satellitengestützte Radarsysteme (konkret: Synthetic Aperture Radar, SAR) zeichnen sich durch ihre Unabhängigkeit vom Sonnenlicht und Allwettertauglichkeit aus. Im Gegensatz zu optischen Sensoren, die stark durch Wolkenbedeckung beeinflusst werden, sind Radarsignale in der Lage, Wolken zu durchdringen und somit unabhängig von Wetterbedingungen zuverlässige Informationen zu liefern. Um die Erdoberfläche zu erreichen, müssen Radarsignale jedoch zweimal die Atmosphäre passieren.

Dies führt zu mehreren Effekten (wie z.B. zu Laufzeitverzögerungen, die Ungenauigkeiten in der Entfernungs- sowie der interferometrischen Phasenmessung bewirken: Delays), die bei der Interpretation von Radar-Ergebnissen berücksichtigt werden müssen. Daher ist die Atmosphärenkorrektur in der Verarbeitungskette von Radarsignalen von entscheidender Bedeutung.

Inhalte und Zielsetzungen

SAME-AT trägt zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkung zwischen der Ausbreitung des Radarsignals und der Atmosphäre bei. Die zunehmenden Forschungsaktivitäten der letzten Jahre zeigen, dass existierende Korrekturansätze bestimmte Zusammenhänge noch nicht vollständig abbilden.

SAME-AT verbessert daher die Modellierung der Atmosphärenkorrektur, indem Informationen über die Unsicherheit in der Prognose von numerischen Wettermodellen verwendet werden. Erstmals wird ein atmosphärischer Korrekturansatz spezifisch für die komplexe Topographie der Alpen entwickelt und in Österreich getestet.

Methodische Vorgehensweise

Um dieses Hauptziel zu erreichen, beabsichtigt das SAME-AT-Konsortium zunächst die Qualität der Referenzdaten in Österreich durch den Aufbau eines Corner-Reflektor-Netzes zu verbessern.

Numerische Wettermodelle liefern wertvolle Informationen für SAR/InSAR Korrekturmodelle. Im Gegenzug können beobachtete SAR/InSAR Delays wiederum als Datenquelle für die Bestimmung des Ausgangszustands (Datenassimilation) für Wettermodelle dienen. SAR/InSAR-delays erlauben demnach Rückschlüsse über den troposphärischen Feuchtegehalt, eine äußerst wertvolle Information für Wettermodelle.

Ein wichtiger Teil von SAME-AT ist daher die Untersuchung des möglichen Benefits von SAR/InSAR Delays auf die Qualität von numerischen Wettervorhersagen. SAME-AT erlaubt daher in beiden Disziplinen – Radarfernerkundung und Wettermodellentwicklung – eine Verbesserung.

Für Anwendungen im Radarbereich bietet die hohe zeitliche Auflösung aktueller Wettermodelle (z.B. stündlich) einen großen Mehrwert. Die entwickelten Methoden zur Korrektur atmosphärischer Delays werden in laufende Projekte (z.B. SuLaMoSA) integriert, um die Anwendbarkeit für verschiedene Einsatzbereiche wie z.B. Deformationsmonitoring zu beurteilen.

Erwartete Ergebnisse

Die freie Verfügbarkeit der Sentinel-1 Radardaten eröffnete neue Perspektiven für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen und erweitert auch das Spektrum der potenziellen Nutzergruppen. Anwender von SAR-basierter Interferometrie können die Genauigkeit ihrer Anwendungen mit den Korrekturen von SAME-AT oder der Open-Source-Korrektursoftware von SAME-AT erheblich verbessern.

Dies soll die Attraktivität von SAR-basierten Technologien erhöhen. SAME-AT trägt somit zu einer Verbesserung der wissenschaftlichen und öffentlichen Nutzung von frei verfügbaren Radarsatellitendaten (Sentinel-1) bei.

Projektleitung

ZAMG - Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik

Projektpartner:innen

JOANNEUM RESEARCH

ZAMG - Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
Dr. Michael Avian
Hohe Warte 38
A-1190 Wien