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Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 1Institut für Methodik der Fernerkundung
Radar Oceanography Developments
Susanne LehnerRemote Sensing Technology Institute (IMF)
August, 28, 2007Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF)29. April 29 2008, Warnemünde
TerraSAR X Anwendungen Ozeanographie
Susanne Lehner
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 2Institut für Methodik der Fernerkundung
• Algorithmen, Wind, Seegang, Strömung
• Offshore Windfarming – FiNO 2
• Seegangsmessungen
• Ölerkennung
• Schiffsdetektion – Galileo, AIS
• Küstennahe Unterwassertopografie
TerraSAR X - Ozeanographische Anwendungen
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 3Institut für Methodik der Fernerkundung
Ammersee, Dec 1999
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 4Institut für Methodik der Fernerkundung
TerraSAR X Bilder des Ammersees
SM VV, 06.10.2007 SM VV, 25.09.2007
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 5Institut für Methodik der Fernerkundung
Beiträge zum Thema maritime Sicherheit
Verbesserte Wind- und Seegangsmodellierung durch Assimilation von Satellitendaten, Schiffsroutenoptimierung
- Windfeld vom aktiven Radar (ASCAT, Quikscat, SAR)- Seegangsparameter (Altimeter, SAR)- Extreme Einzelwellenhöhe (SAR)- Küstennahe Wind- und Seegangsfelder in hoher Auflösung (TerraSAR X)
Hochaufgelöste Küstentopographie mit ASAR und TerraSAR X- Küstenlinien- Veränderung der Wattopographie, Morphodynamik- Unterwassertopographie abgeleitet aus Brandungszone und Strömung
Schiffsdetektion- Statistiken der Schiffsdichte- Hafenbelegung- Kollisionsvermeidung (Offshore Windfarmen, Fähren)- Detektion von Schiffen, die kein AIS Signal aussenden
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 6Institut für Methodik der Fernerkundung
Vergleich Modell und Radar Windgeschwindigkeit U10
HIRLAM DWD SCAT, SAR
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Folie 7Institut für Methodik der Fernerkundung
S.Brusch
IEEE TGARS
MERIS FR LEVEL 2aquired on Nov 01, 2006
ASAR WSM acquired on Nov 1, 200610:26 UTC with overlayed windfield
0 25
Kaltluftausbruch – FiNO 1 Seeschlag (Britta)
MSG-1 image acquired on Nov 1, 2006, 10:30 UTC
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Folie 8Institut für Methodik der Fernerkundung
ENVISAT ASAR Wide SwathOstsee 7.10.2003 9:17 UTC
Bornholm
Gotland
15oE 16oE 17oE14oE
56oN
57oN
100 km
Schweden
Schiffsdetektion mit ENVISAT C-Band Daten
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Folie 9Institut für Methodik der Fernerkundung
„Ship off the wake“
ca. 5 km
ERS-2-Szene vom 4.7.2001 (near Nizza):
Flig
ht d
irect
ion
750 m Shift
15 m/s Geschwindigkeitdes Schiffes
Bewegungseffekte führen zur Bildverzerrung
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Folie 10Institut für Methodik der Fernerkundung
TerraSAR-X Aufnahme-Moden im Coastal Monitoring
100 km 30 km
10 km
Golf von TehuantepecMar. 20 2008 12:19 UTC.
Golf von TehuantepecMar.1 2008 19:29 UTC.
Bay of CampecheMar. 26 2008 12:10 UTC.
16 m Auflösung
1,,,2 Auflösung
3 m Auflösung
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Folie 11Institut für Methodik der Fernerkundung
Seegang
31 km
TerraSAR-X Stripmap Mode aufgenommen über demGolf von Tehuantepec 20. März 2008 04:40 UTC.
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Folie 12Institut für Methodik der Fernerkundung
Cantarell Öl Feld
NOHOCH-APlattform
10 km
10 k
m
TerraSAR-X Spotlight Mode Mar. 26 2008 04:40 UTC.
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 13Institut für Methodik der Fernerkundung
Fernerkundungs-Algorithmen
WaveletScatterometer Algorithmus
Empirischer Algorithmus
Along Track Interferometrie,
Strömung MorphodynamikSeegangs Parameter, Hs
Windfelder<500m Auflösung
13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o 13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o
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Folie 14Institut für Methodik der Fernerkundung
TSX image composite fromOct, 22., 24., 27., 2007
Scan SAR Mode Nordfriesisches Wattenmeer
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Folie 15Institut für Methodik der Fernerkundung
Norderney
TerraSAR X StripmapNorderney 28. Juli, 2007, 17:18 UTC
10 km
WATT-Topographie
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Folie 16Institut für Methodik der Fernerkundung
ENVISAT IMS Ausschnitt 4. April, 2004
ERS-2 SLC Ausschnitt, 4. April, 2004
TSX Ausschnitt 27. August, 2007 (~6kmx1km)
TSX Ausschnitt 27. August, 2007 (~17kmx7km)
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Folie 17Institut für Methodik der Fernerkundung
ENVISAT IMS Ausschnitt vom4. April, 2004
ERS-2 SLC Ausschnitt vom4. April, 2004
TSX Ausschnittvom 27. August, 2007
(~2kmx5km)
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Folie 18Institut für Methodik der Fernerkundung
Deutsche Bucht, Elbe Ästuar
TSX – SC VV, 22.10.2007 ERS VV, 1994
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Folie 19Institut für Methodik der Fernerkundung
ALOS-PALSAR (Ausschnitt etwa 20 km x 15 km)12-APR-2007 21:28:30 UTC; Polarimetry mode;Proccessing Facility: Japan JAXA; HH-Polarisation
TerraSAR-X Spotlight (10km x 10km)Elbe, Germany
2008-03-20 at 05:50:34 UTCHH- Polarisation
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 20Institut für Methodik der Fernerkundung
Seegangs - Refraktion
TSX Stripmap Bild aufgenommenüber Okinawa 12. Juni, 2007
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Folie 21Institut für Methodik der Fernerkundung
10 km x 6 km Acq. Time: 2007-12-12T05:50:36
TSX Spotlight Szene aufgenommen über Cuxhaven
260 m x 230 m
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Folie 22Institut für Methodik der Fernerkundung
Nutzung des Scansar Modes zur ÖldetektionSüd Korea, Schiffsunfall
Dec 12, 2007, 21:43 UTC
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Folie 23Institut für Methodik der Fernerkundung
TerraSAR-X Stripmap16.11.2007, 3:52 UTC.
Dual Polarisation
10 km
( HH / VV / | HH – VV | )
Ölunfall in der Strasse von Kerch
Kerch
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Folie 24Institut für Methodik der Fernerkundung
AZOV SEA
BLACK SEA
A
UKRAINE
B
KERCH STRAIT
PORT KAVKAZ
KERCH
10 km
VV Polarisation
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Folie 25Institut für Methodik der Fernerkundung
Unterwassertopografie aus Dual Pol Daten
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Folie 26Institut für Methodik der Fernerkundung
7. Juli, 2007Hiddensee05:24 UTC
…etwa 2 Stunden Zeitdifferenz (Westwind)
MODIS Level 2 FR TWP [g/m^2]
Wolkendetektion ( HH / VV / | HH – VV | )
GEC RE, 8 m res., 3.75 m spacing, 50 km x 15 km
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Folie 27Institut für Methodik der Fernerkundung
Wind Feld Bestimmung aus SAR Bildern
13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o 13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o
Wind streakdetectionSAR Bild Windrichtung
SAR BildKalibration
Normalized RadarCross Section
Incidence angle
Inversionvon
CMOD-5XMOD
WindGeschw.
Rügen, 1991 FRANCES, 2004
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Folie 28Institut für Methodik der Fernerkundung
Schiffsdetektion
Double bouncing
SAR
Strong radar return von Schiffen
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Folie 29Institut für Methodik der Fernerkundung
Strasse von Gibraltar
TerraSAR-X Stripmap mode sceneAufgenommen am 9. Juli, 2007 um 06:29 UTC
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Folie 30Institut für Methodik der Fernerkundung
Statistische Beschreibung des Seegangs
Seegangsspektrum
Signifikante Wellenhöhe
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Folie 31Institut für Methodik der Fernerkundung
Schiffsdetektion mit TSX X-Band Daten
30 km x 100 km TSX VV Stripmap image 2. July 2, 2007, 7:35 UTC
Überlagertes WindfeldAbgeleitet aus den Bildintensitäten
Offshore Windfarm
Wellen
Schiff
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Folie 32Institut für Methodik der Fernerkundung
Oceanography Algorithmen am DLRToolbox
- Input, Quicklook Erzeugung- Bildverarbeitung
Windfeld Analyse – XMOD - Kalibration- Streak Detection – Windrichtung- Windfeld
Schiffs und Öl Detektion- Threshold Algorithm
Seegang- Zwei-dimensionale Spektren- Seegangsparameter
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Folie 33Institut für Methodik der Fernerkundung
SeaSAR V1.93 Toolbox
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Folie 34Institut für Methodik der Fernerkundung
Nächste Schritte:
Validation X Band Algorithmen
Seegangsspektren global: Satelliten (SAR, Alt) – Modellergebnisse (DWD, ECMWF)
Küste: TerraSAR-X, ALOS, ERS, ENVISAT – hochaufgelöste Modellergebnisse (BAW)
Experiment des marinen Radars WAMOS auf Polarstern
Erweiterung Toolbox zur Verschneidung von Satelliten-, Modell und in Situ Daten
Strömung SLC Daten
Warnsystem – NRT Funktionalität
Internationale Koperationen: Universität Miami, Dragon (ESA)
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 35Institut für Methodik der Fernerkundung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!March, 10, 2008