20.10.2020

Die Welt immer im Blick

Vierzig Jahre Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum.

Das Deutsche Fernerkundungs­daten­zentrum DFD des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt wird vierzig Jahre alt. Seit 1980 empfängt und analysiert das DFD Aufnahmen von Erd­beobachtungs­satelliten. Über 21 Terabyte Daten­aufkommen werden dort täglich prozessiert und verarbeitet. Das vom DFD aufgebaute Deutsche Satelliten­daten­archiv D-SDA bietet heute Zugriff auf 29 Petabyte Fern­erkundungs­daten aus vier Jahr­zehnten.

Abb.: Empfangs­antenne des Deutschen Fern­erkundungs­daten­zentrums in...
Abb.: Empfangs­antenne des Deutschen Fern­erkundungs­daten­zentrums in Inuvik. (Bild: DLR; CC-BY 3.0)

Doch das DFD feiert nicht allein: Vor zwanzig Jahren wurde das DLR-Institut für Methodik der Fern­erkundung IMF gegründet. Genauso lange bilden DFD und IMF einen im DLR einmaligen Instituts­verbund, das heutige Earth Observation Center EOC, das als inter­national führendes Kompetenz­zentrum für satelliten­gestützte Erdbeobachtung gilt. Heute umfasst das EOC die komplette Systemkette der Fern­erkundung und vereint die Kompetenz von Ingenieuren, Informatikern, Physikern und Geowissen­schaftlern.

„Die heutigen Entwicklungen der Fern­erkundung waren vor vierzig Jahren noch unvor­stellbar. Damals musste die Technik zum Empfang der Daten aus dem Weltall noch größten­teils selbst entwickelt und gebaut werden. Die Daten waren nur wenigen Forschern zugänglich, die damit meist nur kleine Ausschnitte der Erdober­fläche unter­suchten“, betont Stefan Dech, Direktor des DFD. Heute verfügt das DFD über ein inter­nationales Boden­stations­netzwerk mit Empfangs­stationen unter anderem in der kanadischen Arktis und der Antarktis, die ganz­jährig rund um die Uhr Daten empfangen. Aus diesen entstehen am DFD globale Produkte, wie beispiels­weise eine hoch­genaue Höhen­karte der Erde. Mit Big-Data-Analysen und künstlicher Intelligenz gewinnt das DFD aus den heutigen Daten­strömen Informationen über den weltweiten Füllstand von natürlichen und künstlichen Wasser­reservoiren, schätzt die Produktion von globalen Aqua­kulturen ab und zeichnet ein genaues Bild der globalen Siedlungs­verteilung. Ebenso können die Informationen bei Umwelt- und Natur­katastrophen helfen, vor Gesundheits­risiken warnen und zum Verständnis von globalen Prozessen wie Umwelt­zerstörung und dem Klimawandel beitragen.

Auch in Zeiten von Pandemien hilft die Fern­erkundung. Um beispiels­weise bei Menschen­ansammlungen gefährliche Aufstauungen zu vermeiden, sowie Sicherheit und Infektions­schutz zu gewähr­leisten, benötigen Veranstalter bei Konzerten, Messen oder Demonstrationen ein aktuelles Bild der Besucher­zahlen. Ein lernender Algorithmus, den Wissen­schaftler am IMF entwickelt haben, kann auf Basis von Luftbildern, Fotos oder Videos automatisch Personen zählen und Personen­dichten bestimmen. Die Zählung erfolgt in Echtzeit und daten­schutz­konform, da keine Individuen, sondern lediglich menschen­typische Kanten und Konturen erkannt werden.

An anderer Stelle erkennen und klassifizieren KI-Verfahren Fahrbahn­markierungen in Erdbeobachtungs­daten, um weltweit aktuelle Informationen für das automatisierte Fahren zu liefern. „Die von uns entwickelten KI-Verfahren erzeugen aus Erdbeobachtungs­daten wertvolle Geoinformation mit einer bisher nicht erreichbaren Qualität“, erläutert Richard Bamler, Direktor des IMF. Die schiere Flut neuer Erdbeobachtungs­daten, die neuen Fähigkeiten, Big-Data in großen Prozessierungs­umgebungen in der Cloud und in Rechen­zentren unter zu Hilfenahme von KI-Verfahren schnell und global auszuwerten, lässt für die nächsten vierzig Jahre riesige Schritte erwarten, so dass das nächste große Jubiläum wohl wieder einen ungläubigen Blick zurück erwarten lässt.


DLR / RK

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