Neuartiges Fernerkundungsverfahren erfasst noch besser Informationen über Systemabläufe unserer Erde
Fernerkundung ist die einzig praktikable Lösung, um Schätzungen von Oberflächenströmungen und des Bodenfeuchtigkeitsgehalts in räumlich-zeitlichen Größenordnungen und Genauigkeitsstufen vorzunehmen, die für viele Anwendungen notwendig sind. Es stehen viele verschiedene Methoden zur Verfügung und die Raumfahrtbehörden weltweit bestätigen die Notwendigkeit einer Abschätzung dieser Parameter. Eine globale einsatzfähige Kartierung dieser Parameter aus Fernerkundung fehlt jedoch oder ist nicht ausreichend entwickelt was besonders für Europa gilt. Das von der EU finanzierte Projekt TRANSFORM-EO(öffnet in neuem Fenster) widmete sich den Wissenslücken im Zusammenhang mit der Dreiecksmethode, einem innovativen und interdisziplinären Verfahren, um regionale Schätzungen von Energieströmungen und Bodenfeuchtegehalten (Soil Moisture Content, SMC) aus der Synergie von EO-Daten mit einem Landbiosphärenmodell zu gewinnen. Die Projektpartner entwickelten ein grundlegendes Verständnis der Möglichkeiten, im Rahmen der Dreiecksmethode räumlich-zeitliche Schätzungen des SMC sowie von latenten und sensiblen Wärmeströmungen abzuleiten. Sie untersuchten, ob es mit Hilfe des Verfahrens möglich ist, die vorhergehend genannten Parameter zu ermitteln, wenn Fernerkundungssensoren zum Einsatz kommen, die in den kommenden Jahren von den Raumfahrtbehörden gestartet werden sollen. Das TRANSFORM-EO-Team hat eine detaillierte Sensibilitätsanalyse für das SimSphere-Landbiosphärenmodell fertiggestellt. Man überprüfte die Sensibilität einer großen Anzahl von Modellergebnissen unter Verwendung eines hochentwickelten, auf Varianz basierenden Sensibilitätsanalyseansatzes. Aus den Resultaten geht hervor, dass die Ausgangswerte des Modells auf eine kleine Anzahl von Modelleingaben empfindlich reagierten. Die Wissenschaftler bewerteten, ob SimSphere die tageszeitliche Variation von Schlüsselparametern, welche die Landoberflächenwechselwirkungen charakterisieren, simulieren kann. Die Bewertung erfolgte in verschiedenen Ökosystemumgebungen in Australien, Europa und den Vereinigten Staaten. Die Ergebnisse lassen eine allgemein gute Übereinstimmung zwischen Modellvorhersagen und Messungen an Ort und Stelle erkennen. Hier deutet sich an, dass das Modell zukünftig auf die Lösung verschiedener theoretischer und angewandter Aufgaben angewandt werden kann. Das Dreiecksverfahren wurde unter Einsatz von sowohl hoch als auch niedrig räumlich aufgelösten Daten auf synergistische Weise mit dem SimSphere-Landbiosphärenmodell implementiert. So konnten ausreichend genaue Parameterschätzungen bereitgestellt werden. TRANSFORM-EO ist es gelungen, grundlegende Wissenslücken zu füllen, die von entscheidender Bedeutung für die Realisierung des Dreiecksansatzes mit Erdbeobachtungsdaten sind. Gleichermaßen gewann man Erkenntnisse über die räumlich-zeitliche Schätzung von Energieströmen und/oder SMC von EO unter verschiedenen Ökosystembedingungen und man entwickelte innovative quelloffene Softwareinstrumente zur Verarbeitung frei verfügbarer EO-Datensätze sowie zum besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen den Landflächen.
