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Integrated optimization of landslide alert systems

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Satellitenbilder zur Identifizierung von erdrutschgefährdeten Gebieten

Moderne Technologien, die durch Erdbeobachtungssysteme gewonnene Daten verwenden, wurden weiterentwickelt. Hieraus entstanden effiziente Werkzeuge, mit denen Vorgänge auf der Erdoberfläche detektiert und überwacht werden können.

Klimawandel und Umwelt

Strategien für den Umgang mit den Gefahren, die von Erdrutschen ausgehen, erfordern ein breites Spektrum an vorausschauenden Maßnahmen. Hierzu zählen die Überwachung in Echtzeit und Alarmsysteme für aktive Erdrutsche genauso wie technische Schutzmaßnahmen. Die Daten, die aus Fernüberwachungssystemen (insbesondere aus aktiven Sensorsystemen wie dem Radar) gewonnen werden konnten, haben das Mapping von stetigen und plötzlichen Erdverschiebungen in alpinen Regionen möglich gemacht. Insbesondere kontinuierliche Aufnahmen hoher Qualität mit dem SAR durch europäische Fernerkundungssatelliten haben die Möglichkeit eröffnet, Bewegungen der Erdoberfläche millimetergenau zu bestimmen. Neben dem großen Potenzial der Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) bei der Detektion von Erdrutschen und der Registrierung von Bewegungen der Erdoberfläche, können mit dieser Methode zudem digitale Geländemodelle (DGM) von beobachteten Regionen erstellt werden. Im Rahmen des europäischen OASYS-Projekts wurde die Genauigkeit von interferometrischen Satellitendaten im Vergleich mit Messungen am Boden durch das Globales Positionsbestimmungssystem (GPS) bewertet. Hierfür wurden Daten zweier Fernerkundungssatelliten (der European Remote Sensing Satellites ERS-1 und ERS-2) ausgewertet. Die Daten stammen aus fünf verschiedenen Testregionen unterschiedlicher Länder (China, Deutschland, Griechenland, Ungarn und Rumänien). Mit dem Ziel, das Systemrauschen sowie das Rauschen bei der Signalverarbeitung zu reduzieren, wurden mehrere Filterschritte auf die registrierten Radaraufnahmen angewendet, bevor dann das sogenannte Phasen-Unwrapping angewendet wurde. Hierdurch werden die Signale in die Oberflächentopografie umgerechnet, woraus quantitative Ergebnisse bezüglich Bewegungen der Erdoberfläche gewonnen werden können. Für das endgültige Differenzial-Interferogramm wurde die topografische Phase entfernt, indem ein drittes Bild in Bezug zu den zwei originalen Radaraufnahmen gesetzt wurde. Es stellte sich heraus, dass die digitalen Geländemodelle, die so gewonnen werden konnten, eine nützliche Datenquelle für die Modellierung und für das Geoinformationssystem (GIS) innerhalb eines Alarmsystems sind. Vergleiche mit geodätischen Ergebnissen weisen darauf hin, dass, wenn die beobachtete Region einige spezielle Kriterien erfüllt, das InSAR ein äußerst nützliches Werkzeug bei der Detektion von Vorgängen auf der Erdoberfläche ist.

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9 März 2022