MISAR

Am 28. Februar 2002 startete der Europäische Umweltsatellit ENVISAT von der Weltraumbasis in Kourou. An Bord von ENVISAT befindet sich das Advanced Synthefc Aperture Radar (ASAR), ein hochauflösendes abbildendes Radar, das tageszeit- und wetterunabhängig wertvolle Aufnahmen der Meere und Landflächen liefert. Es ist das Nachfolgeinstrument jenes SAR das sich an Bord der Europäischen Fernerkundungssatelliten ERS-1 und ERS-2 befand. Im Vergleich zum ERS SAR bietet das ASAR eine Vielzahl neuner Aufnahmemöglichkeiten, eine bessere Aufnahmekapazität und die Fähigkeit, Daten von verschiedenen Blickrichtungen und Polarisationen aufzunehmen. Dies wird es erlauben, neue Ansätze zur Ableitung geophysikalischer Parameter, wie der Bodenfeuchtigkeit oder der Biomasse, zu testen. Die Interaktion von Radarwellen mit Vegetation und Boden hängt von einer Reihe von Sensoreigenschaften und geophysikalischen Parametern ab. Frequenz, Polarisation, Einfallswinkel, Azimutwinkel und Auflösungsvermögen beeinflussen die Sensoreigenschaften. Wichtige Bodenparameter sind die Bodenrauhigkeit, die Dielektrizitätseigenschaften von Boden und Vegetation und die geometrische Struktur der Vegetation. Unterschiedlichste Ansätze zur Ableitung der Bodenparameter wurden getestet, von einfachen Regressionsmodellen bis hin zu komplexen theoretischen Rückstreumodellen. In letzter Zeit haben Ansätze basierend auf Change Detection Verfahren und neuronalen Netzwerken zunehmend Beachtung gefunden. Die Erfahrung mit ERS und anderen Radarsystemen hat gezeigt, dass ein wichtiges Elemente zur Verbesserung der Messgenauigkeit die Verwendung multi-dimensionaler (mehrere Frequenzen oder Einfallswinken, Polarisationen, Aufnahmezeitpunkte ete.) Daten ist. Einer der Betriebsarten des ENVISAT ASAR ist der ScanSAR Modus, der Rückstreudaten von einem breiten Aufnahmestreifen von 400 km aufnimmt. Damit ist das ASAR in der Lage, Daten von verschiedenen Einfallswinkeln und einer hohen Wiederholungsrate zu liefern. Wie man aus Arbeiten mit ERS Scatterometer Daten (dies sind niederauflösende Radardaten für globale Fragestellen) weiß, sind dies wichtige Sensoreigenschaften, die Rückschlüsse über die Vegetation und Veränderungen in der Bodenfeuchte erlauben. Es ist daher das Ziel dieses Projekts, das Potential von ScanSAR Daten zur Ableitung von Vegetationsbiomasse und Bodenfeuchtigkeit zu untersuchen. Testgebiete liegen in Sibirien, Spanien, China und im westlichen Afrika. Von diesen Testgebieten stehen aufgrund internationaler Kooperationen hochwertige Referenzdaten zur Verfügung.

Europas größter Umweltsatellit ENVISAT wurde im Jahr 2002 gestartet. ENVISAT hat eine Reihe von Sensoren die weltweit Daten über den Zustand der Erde sammeln. Einer dieser Sensoren ist das Advanved Synthetic Aperture Radar (ASAR) das elektromagnetische Wellen aussendet und die von der Erdoberfläche rückreflektierte Strahlung misst. ASAR arbeitet im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums und ist in der Lage, Radarbilder der Erdoberfläche zu jeder Tageszeit und allen Wetterbedingungen zu machen. Aber ASAR kann noch viel mehr als nur schöne Radarbilder aufzunehmen. Mit Hilfe physikalischer Modelle können die ASAR Daten interpretiert werden, um Informationen über den Zustand der Landoberfläche, der Ozeane und der Eisdecken zu sammeln. Das MISAR Projekt hat neue Methoden zur Erfassung des Wassergehalts des Bodens und von Feuchtgebieten mittels ASAR untersucht. Diese beiden Parameter sind aufgrund ihres starken Einflusses auf die landwirtschaftliche Produktion, hydrologische Prozesse, Wasserressourcen, Ökosysteme und das Tierreich von großer gesellschaftlicher Bedeutung. Es konnte gezeigt werden, das die großräumige Kartierung der Bodenfeuchtigkeit und von Feuchtgebieten mittels ENVISAT ASAR möglich ist. Die in MISAR erarbeiteten Forschungsergebnisse werden bereits in einem von der Europäischen Raumfahrtsbehörde finanzierten Projekt angewandt. Dieses internationale Projekt hat zum Ziel, ein System zur Überwachung der Bodenwasserressourcen für das südliche Afrika aufzubauen.