Echtfarbendarstellung einer multispektralen VHR-Aufnahme des Hamburger Hafens. VHR-Aufnahmen liefern eine räumliche Detailtiefe, die auch kleinere Objekte (z. B. Schiffscontainer) gut voneinander separierbar und somit interpretierbar machen. Quelle: Pléiades (Auflösung: 0,5m; © CNES/Airbus DS 2021).

VHR Multispektral (≤ 3 m)

Sehr hoch auflösende (VHR; Very-High Resolution) Multispektralmissionen bieten die höchstmögliche Detailtiefe und erlauben damit die Erfassung kleinräumiger Objekte und Phänomene. In der Regel besitzen VHR-Multispektralmissionen einen panchromatischen (mit maximaler Auflösung) sowie drei (RGB) bzw. vier (RGB+NIR) Spektralkanäle. Über die Servicestelle Fernerkundung haben Nutzende vollständigen Zugriff auf die Archivdaten von insgesamt 36 VHR-Multispektralmissionen, wovon 28 Missionen Auflösungen von 1m bzw. einzelne Missionen sogar Auflösungen bis 30cm erreichen. Die Archivdaten dieser Produktklasse stehen global, jedoch räumlich vereinzelt und generell ohne systematisch wiederholte Aufnahmen zur Verfügung. Sie reichen bei zunehmender Verfügbarkeit in den letzten Jahren vereinzelt bis Anfang 2000 zurück. Aktuell können 10 VHR-Missionen selbständig durch Nutzende über eine kommerzielle Webplattform recherchiert werden.

Falschfarbendarstellung (NIR, RedEdge und Coastal Blue) einer HR-Aufnahme von Koblenz. HR liefert im Vergleich zu VHR weniger Detailtiefe, jedoch stehen HR-Aufnahmen in der Regel mit größerer räumlicher Abdeckung und hoher zeitlicher Wiederholung zur Verfügung. Quelle: PlanetScope (Auflösung: 3,5m; © 2021 Planet PBC).

HR Multispektral (> 3 m)

Hochauflösende (HR; High resolution) Multispektralmissionen bieten hohe Detailtiefe und im Vergleich zu VHR oftmals eine erhöhte Verfügbarkeit. HR-Multispektralmissionen verfügen meist über vier (RGB+NIR) sowie teilweise auch zusätzliche Spektralkanäle (z.B. RedEdge). Über die Servicestelle Fernerkundung haben Nutzende vollständigen Zugriff auf die Archivdaten von insgesamt 10 HR-Multispektralmissionen, wovon 5 Missionen Auflösungen <6m erreichen. Die Archivdaten dieser Produktklasse stehen weltweit und teilweise flächendeckend zu Verfügung. Zurückreichend bis ca. 2016 werden einzelne HR-Missionen mit systematisch wiederholter Aufnahme angeboten. Diese HR-Missionen liefern heute quasi-tägliche Globalabdeckungen, deren Archive Nutzende über eine kommerzielle Webplattform uneingeschränkt recherchieren, bei voller Auflösung visualisieren sowie als web-basierten Dienst in ihre Desktop-Systeme einbinden können. Aktuelle HR-Archivdaten sind so i.d.R. zwei Tage nach Aufnahme durch Nutzende selbständig nutzbar.

Graustufenbild einer HR-Radaraufnahme Hamburgs. Bebaute Strukturen heben sich – aufgrund der starken Rückstreuung (helle Bereiche) – klar von natürlichen Oberflächen (Wasser, Vegetation) ab. Quelle: TanDEM-X (Auflösung: 3,25m; © Airbus/DLR 2021).

VHR & HR Radar (SAR)

Radarsensoren mit synthetischer Apertur (SAR; Synthetic Aperture Radar) stehen heute in zunehmender Zahl zur Verfügung und bieten ein breites Anwendungsportfolio. Ein und dieselbe SAR-Mission verfügt zumeist über mehrere Modi zur Datenaufnahme, die wiederum unterschiedliche Datenspezifikationen (z.B. Auflösung, Abdeckungsgröße) liefern. Über die Servicestelle Fernerkundung haben Nutzende vollständigen Zugriff auf die Archivdaten von 8 SAR-Missionen bzw. Konstellationen, von denen 7 SAR-Missionen Aufnahmemodi bis in den VHR-Bereich (≤1m) umfassen. SAR-Missionen im X-Band (Wellenlängenbereich des SAR-Sensors) C- oder L-Band stehen zur Verfügung. Die Archivdaten dieser Klasse stehen weltweit, jedoch räumlich vereinzelt und generell ohne systematisch wiederholte Aufnahme zur Verfügung und reichen bei zunehmender Verfügbarkeit in den letzten Jahren oftmals bis 2007 zurück. Aktuell kann eine VHR-SAR-Konstellation (3 Missionen) selbständig durch Nutzende über eine kommerzielle Webplattform recherchiert werden.

Echtfarbendarstellung einer VHR-Aufnahme während des Hochwassers im Ahrtal (Rheinland-Pfalz; Juli 2021). Nicht nur im Krisenfall liefern individuell generierte VHR-Aufnahmen („Tasking“) wertvolle und anschauliche Information, die kurzfristig und dringend benötigt werden. Quelle: GeoEye-1 (Auflösung: 0,4m; © European Space Imaging/DigitalGlobe Inc. 2021).

Tasking optisch (VHR & Multispektral) und Radar (VHR & HR SAR)

Nicht immer sind die benötigten optischen VHR &HR Multispektraldaten im Archiv verfügbar. Gewisse Einsatzgebiete bedingen zudem stets hochaktuelle Aufnahmen oder deren gesicherte Verfügbarkeit in der näheren Zukunft. Zu diesem Zweck können Nutzende des Bundes Neuaufnahmen in unterschiedlichen Prioritätsstufen über die Servicestelle Fernerkundung beauftragen. Eine Vielzahl aktueller VHR & HR Multispektralmissionen steht hierzu bereit. Im Gegensatz zu optischen Aufnahmen gehen kurzfristig benötigte Radaraufnahmen (VHR & HR SAR-Missionen) aufgrund ihrer Wetter- und Tageslichtunabhängigkeit bei Neuaufnahmen mit höchster Flexibilität und gesichertem Bildinformationsgehalt einher. Je nach Missions- und Orbitverfügbarkeit, Priorisierung sowie bei optischen Aufnahmen Wetterbedingungen erlaubt das Tasking von Satellitendaten (optisch und Radar) die kurzfristige Bereitstellung kleinerer Gebiete binnen weniger Werktage (von Bedarfsmeldung bis Auslieferung via Web-Plattform).

3D-Modell des Hochwassers im Ahrtal (Rheinland-Pfalz; Juli 2021). Die Kombination detailreicher Höheninformationen (hier: Digitales Oberflächenmodell) und Informationen aus multispektralen Satellitenbilddaten (hier: Überflutungsausmaß) erlaubt es, 3D-Modelle abzuleiten, die einer intuitiven Orientierung im Raum dienlich sind. Quelle: GeoEye-1 (Auflösung: 0,4m; © European Space Imaging/DigitalGlobe Inc. 2021) bzw. BKG DOM1 (Auflösung: 1m; © Geobasis-DE/BKG 2021).

Gelände- & Oberflächenmodelle

Digitale Geländemodelle (DGM) bilden das Relief des festen Untergrunds dreidimensional ab – Digitale Oberflächenmodelle (DOM) beinhalten zusätzlich auch Bebauung, Bewuchs und sonstige Oberflächenobjekte. Beide Modelltypen können unterschiedlichen Verfahren entstammen und bieten eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten aus den Bereichen Analytik, Visualisierung und Modellierung. Über die Servicestelle Fernerkundung können aus unterschiedlichen Verfahren gewonnene VHR und HR DGM/DOM-Produkte von 4 Anbietern bezogen werden. Diese bieten weltweit Auflösungen von bis zu 0,3m und bei Bedarf hochpräzise Lageeigenschaften von bis zu 1,5m (LE90, bei Verfügbarkeit entsprechender Bodenpasspunkte (GCPs)). Für einige VHR-Oberflächenmodelle besteht zudem die Möglichkeit, Farbbildtexturen von Objekten (z.B. Hausfassaden) abzubilden. Weitere Sonderprodukte, die speziellen Anwendungen dienen oder neuartigen Verfahren entstammen, ermöglicht die Servicestelle Fernerkundung gerne nach vorheriger Absprache und Verfügbarkeit. Darunter fallen hochpräzise Referenzdaten, wie Boden- und Bildpasspunkte aus unterschiedlicher Herkunft, Superresolution-VHR-Multispektraldaten (bis zu 15cm Auflösung) oder satellitengestützte Lokalisationsverfahren auf Basis von Radiowellen.

Bildmosaik Deutschlands und umgebender Gebiete des Monats Juni 2022. Durch Auswahl geeigneter Einzelszenen und Methoden der Bildverarbeitung entstehen weitgehend homogenisierte Bildprodukte, die eine unmittelbare analytische Verwendung erlauben (Analysis-Ready Data). Quelle: PlanetScope (4,77m; © 2022 Planet PBC).

Mosaike

Mosaike sind mehrheitlich nahtlose und wolkenfreie Bildprodukte, die aus der Verarbeitung mehrerer Einzelbildaufnahmen erstellt werden. Der Mehrwert für Nutzende entsteht aus der weitgehend homogenisierten Datengrundlage über großräumige Gebiete. Je nach Aufbereitung eignen sich Mosaike primär zur Visualisierung oder zur unmittelbaren analytischen Nutzung. Vielerorts findet eine regelmäßig wiederholte Mosaikerstellung statt, deren Eingangsdaten festgelegte Zeiträume abdecken (z.B. monatlich). Diese operationell produzierten, weltweit verfügbaren Mosaike sind in unterschiedlichen räumlichen (bis ≤1m) und zeitlichen (monatlich bis jährlich) Auflösungen und von 3 unterschiedlichen Anbietern über die Servicestelle Fernerkundung beziehbar. Darüber hinaus kann die individuelle Erstellung qualitativ besonders hochwertiger Mosaike nach Beauftragung erfolgen. Über eine kommerzielle Webplattform können Nutzende des Bundes wiederum globale HR-Mosaike selbst uneingeschränkt recherchieren, bei voller Auflösung visualisieren sowie als web-basierten Dienst in ihre Desktop-Systeme einbinden.

Nachtaufnahme des Pariser Flughafens „Charles de Gaulle“. Spezielle Aufnahmeverfahren wie hier „Nightvision“ erlauben die Darstellung nächtlicher Beleuchtung und können u. a. für Fragestellungen aus den Bereichen Ökologie, Infrastruktur oder Planung von Nutzen sein. Quelle: Jilin-1 (Auflösung: 0,92m; © Head Aerospace 2021).

Sondermodi

Einzelne VHR- & HR-Missionen bieten aufgrund ihrer Missions- oder Sensorkonfiguration besondere Modi zur Datenaufnahme an, die Spezialanwendungen dienen. Darunter fallen z. B. (Tri-) Stereoaufnahmen, kürzere Videosequenzen oder optische Nachtaufnahmen. Sondermodi können i. d. R. nur über Beauftragung sowie nach vorheriger Verfügbarkeitsprüfung durch die Servicestelle Fernerkundung ermöglicht werden.