Jena (msc). Ein Blick zum Himmel hinauf, zeigt sie rasch: die Wolken. Im Sommer können sie uns vor der Sonne schützen, aber manchmal sind sie auch Hindernisse. Dies gilt etwa in der Fernerkundung, wenn Satelliten die Erdoberfläche beobachten und dies ausgewertet werden soll. Wolken waren das Thema von Robert Eckardts Masterarbeit „Cloud removal from multispectral satellite imagery using multifrequency SAR data“ an der Universität Jena. Dafür wird er mit dem 2. Platz beim Karl Kraus-Nachwuchsförderpreis der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) ausgezeichnet, wie die Gesellschaft gerade bekanntgab.
„Wir alle kennen Aufnahmen von Satellitenbildern, zum Beispiel aus Google Earth“, sagt Robert Eckardt (Foto). Häufig liegen Wolken über Gebieten, so dass nicht erkennbar ist, was unter dieser Wolkenschicht liegt. „Meine Abschlussarbeit hatte zum Ziel, diese fehlenden Informationen aufgrund der Wolkenbedeckung zu rekonstruieren“, erklärt der jetzige wissenschaftliche Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fernerkundung.
Für sein Projekt suchte sich Eckardt die „Goldene Aue“ bei Nordhausen aus, welche von einem Waldgebiet und landwirtschaftlicher Nutzung geprägt ist. „Die Gegend besitzt den Vorteil, dass mit homogenen Waldarealen, urbanen Gebieten und heterogenen Ackerflächen zahlreiche verschiedene Landbedeckungstypen vorhanden sind, und das Gebiet somit gut zu einer experimentellen Bildrekonstruktion genutzt werden kann“, erzählt Eckardt.
Seine Idee, Vorgehensweise und Voraussetzung stand. Es galt nun eine Möglichkeit zu finden, wie die Wolken als Störfaktor neutralisiert und das darunterliegende Gebiet rekonstruiert und somit sichtbar gemacht werden kann. Sogenannte Radarsatelliten nehmen durch das Aussenden eines aktiven Signals Informationen im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums auf und besitzen demnach lange Wellenlängen mit mehreren Zentimetern. Sie können daher durch die einzelnen Wasserpartikel der Wolke dringen.
„Eine Kombination von verschiedenen Wellenlängen brachte das Ergebnis. Bei in sich relativ homogenen Flächen wie Feldern und Wäldern, wie sie in der Goldenen Aue zum Großteil vorkommen, gelang es, die fehlenden Informationen zu rekonstruieren“, stellt Robert Eckardt sein Forschungsergebnis dar.
Um zu diesem Ergebnis zu gelangen, musste der Masterstudent sechs Monate intensiv arbeiten. Viel Programmieren, Auswerten von Statistiken, Vergleichen und Verarbeiten von Bildern waren Teil seiner Arbeit.
„Um meine These zu testen, verwendete ich Daten aus dem lehrstuhlinternen Archiv. Ein Satellitenbild des betreffenden Gebietes diente als Ausgangspunkt. Dann simulierte ich davon ein Wolkenbild mit beliebig vielen Wolken. Mithilfe eines speziellen Füllalgorithmus und den erwähnten Radardaten erstellte ich wiederum ein wolkenfreies Bild. Der statistische Vergleich des entstandenen wolkenfreien Bildes mit dem Ausgangssatellitenbild zeigt, dass die Methode funktioniert hat“, so der Geoinformatiker, der sich auf die Auszeichnung, die im März 2012 überreicht wird, freut.
Der mit 1.500 Euro dotierte Preis dient der Förderung des wissenschaftlich-technischen Nachwuchses auf den Gebieten der Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformatik und wird gemeinsam von den deutschen, schweizerischen und österreichischen Fachgesellschaften (DGPF, SGPBF und OVG) ausgeschrieben. „Natürlich ist das eine große Ehre für mich, denn die DGPF ist eine der renommiertesten Organisationen in Deutschland. Vor allem aber ist es eine Bestätigung dafür, dass mich die Masterausbildung an der Friedrich-Schiller-Universität der letzten beiden sehr intensiven Jahre auch auf eine internationale Mitarbeit vorbereitet hat“, sagt Eckardt.
Foto: Im März 2012 wird an den Jenaer Fernerkundungs-Experten Robert Eckardt der Karl Kraus-Nachwuchsförderpreis überreicht.
(Foto: Jan-Peter Kasper/FSU)
