Spatial Services

BIG EARTH DATA ANALYSE

Semantische Erdbeobachtung mit unserem Data Cube

Sentinel-2 Semantic Earth Observation Data and Information Cube for Austria ist der weltweit erste Prototyp eines semantischen EO-Datenwürfels, der ganz Österreich abdeckt und alle verfügbaren Sentinel-2-Bilder seit dem Start von Sentinel-2A im Jahr 2015 enthält.

Wir bieten neue und innovative Funktionen zur semantischen, inhaltsbasierten Bildsuche und Bildanalyse aller aufgenommenen Sentinel-2-Bilder in benutzerdefinierten Regionen und Zeitintervallen ohne die Notwendigkeit einer speziellen Software und ohne das Herunterladen von Satellitendaten – und das alles über Ihren Webbrowser !

Satellitendaten verarbeiten leicht gemacht

Die enormen Datenmengen, die das Copernicus-Programm bereitstellt, müssen zu übergeordneten Produkten verarbeitet werden, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Die Daten, die wir für unseren Data Cube verwenden, werden von Sentinel-2 bereitgestellt.

Der Data Cube liefert ein System, das Copernicus-Daten der breiten Öffentlichkeit zugänglich macht. Unser Data Cube speichert die Daten in einer gerasterten mehrdimensionalen Datenbank, die in der Lage ist, Zeitreihen von hochgradig standardisierten und harmonisierten radiometrisch und geometrisch korrigierten Satellitendaten bereitzustellen. Diese Daten werden über eine grafische, benutzerfreundliche und standardisierte Schnittstelle (GUI) für neue Benutzer und eine dedizierte Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) für fortgeschrittene Benutzer zur Verfügung gestellt. Zu den Vorteilen gehören Cloud-basierte Speicherung und Verarbeitung, sodass Benutzer die gebrauchsfertigen Daten für ihre spezifische Region von Interesse direkt herunterladen können, ohne die zeitaufwändigen Vorverarbeitungsschritte durchführen zu müssen. Darüber hinaus ermöglicht der skalierbare Dienst die Integration nutzerrelevanter Geodaten (z. B. digitales Höhenmodell, Blattflächenverzeichnis, offene Straßenkarten).

Wir haben das Know-how, wo die Daten abgerufen werden müssen, die Programmiererfahrung, um die Algorithmen zu implementieren, viel Speicherplatz und die Rechenleistung.

Der Data Cube speichern Bilder und deren abgeleitete Produkte für schnelle Abfragen

  1. Optisches Satellitenbild und zugehörige vollautomatische aus Daten abgeleitete Informationsschichten
  2. Semantischer EO Data Cube: Verwaltet multitemporale Bilder und bildbasierte Informationen mit niedrigen technischen Zugangsbarrieren und hoher Skalierbarkeit
  3. Webbasierte Analyse: Semantische raumzeitliche Abfragen in benutzerdefinierten AOIs unter Verwendung einer semantischen Abfrage, die menschenähnliche Abfragen und thematische Beschreibungen interpretiert

Sentinel-2-Bild (links) – Sentinel-2-Bild, semantisch angereichert (rechts)

Hintergrundwissen: Die Sentinel-Flotte

Im Rahmen des europäischen Copernicus-Programms wird eine umfangreiche Konstellation von EO-Satelliten mit einer Reihe verschiedener Sensoren betrieben und erweitert. Insgesamt sind sechs verschiedene Sentinels im Einsatz oder geplant, um die Erde zu erfassen. Die derzeit sieben in Betrieb befindlichen Sentinels sammeln täglich 15 TB an Rohdaten, so dass ein umfangreiches Archiv an EO-Daten geführt werden muss.

  • Die Sentinel-1-Satelliten fliegen in einer etwa 700 km hohen polaren Umlaufbahn und überfliegen die Erde in Schwaden von 80 bis 400 km. Zusätzlich wird ein C-Band-SAR (Synthetic Aperture Radar) mit einer Wellenlänge von 6 Zentimetern verwendet.
  • Sentinel-2 besteht ebenfalls aus zwei Satelliten in der gleichen Umlaufbahn. Sentinel-2 soll multispektrale Erdbeobachtungsdaten als Fortsetzung von Landsat oder SPOT liefern. Die Bilder werden mit einer räumlichen Auflösung von 10 oder 20 m pro Pixel in 10 Spektralkanälen im Wellenlängenbereich von 443 bis 2190 nm aufgenommen. Darüber hinaus gibt es drei engbandige Spektralkanäle mit 60 m räumlicher Auflösung zur Messung atmosphärischer Eigenschaften.
  • Die Missionen Sentinel-4 und -5 sind auf die Beobachtung der Zusammensetzung der Atmosphäre ausgerichtet. Das Instrument Sentinel-4 soll auf einem der geostationären Meteosat-Satelliten der dritten Generation (MTG) fliegen. Die MTG-Sounder-Satelliten (ab 2023) tragen für die Sentinel-4-Mission ein Spektrometer für den ultravioletten, sichtbaren und nahinfraroten Spektralbereich (UVN). Auch die Daten der EUMETSAT-Instrumente werden zur Erfüllung der Mission genutzt. Dabei handelt es sich um den Thermal Infrared Sounder (IRS) auf den Sounder-Satelliten und den Flexible Combined Imager (FCI) auf den MTG Imager-Satelliten.
  • Sentinel-5 wird die Erde in polaren Umlaufbahnen auf den MetOp-Satelliten der zweiten Generation umkreisen. Die Mission umfasst ein Spektrometer für ultraviolettes, sichtbares, nahes Infrarot und kurzwelliges Infrarot (UVNS) sowie einen Visible Infrared Imager (VII) und einen Multi-viewing Multi-channel Multi-polarization Imager (3MI). Diese Spektraldaten können u.a. mit der DOAS-Methode zur Erstellung von Spurengaskarten verwendet werden. Darüber hinaus wurde am 13. Oktober 2017 der Sentinel-5 Precursor (Sentinel-5P) auf einem eigenen Satelliten gestartet, um eine zeitliche Lücke zwischen den Missionen Envisat, MetOp und Sentinel-5 zu überbrücken.
  • Sentinel-6, auch bekannt als Jason-CS, ist eine Altimetrie-Mission der NASA, Eumetsat, ESA und der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Die Sentinel-6-Mission besteht aus zwei identischen Satelliten, Sentinel-6 Michael Freilich und Sentinel-6B. Sentinel-6 Michael Freilich startete am 21. November 2020 vom Space Launch Complex 4E auf der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien, Sentinel 6B soll 2025 starten.

Das europäische Copernicus-Programm betreibt und erweitert eine umfangreiche Konstellation von EO-Satelliten, die eine Reihe unterschiedlicher Sensoren tragen. Insgesamt arbeiten oder planen sechs verschiedene Sentinels, die Erde zu scannen. Die derzeit sieben Operation Sentinels sammeln täglich 15 TB Rohdaten, daher muss ein umfangreiches Archiv von EO-Daten gepflegt werden.

  • Die Sentinel-1-Satelliten fliegen in einer rund 700 km hohen polaren Umlaufbahn und tasten die Erde in Schwaden von 80 bis 400 km ab. Zusätzlich kommt ein C-Band SAR (Synthetic Aperture Radar) mit einer Wellenlänge von 6 Zentimetern zum Einsatz.
  • Sentinel-2 besteht ebenfalls aus zwei Satelliten in derselben Umlaufbahn. Sentinel-2 soll als Fortsetzung von Landsat oder SPOT multispektrale Erdbeobachtungsdaten liefern. Es werden Bilder mit räumlichen Auflösungen von 10 oder 20 m pro Pixel in 10 Spektralkanälen im Wellenlängenbereich von 443 bis 2190 nm aufgenommen. Darüber hinaus gibt es drei engbandige Spektralkanäle mit 60 m Ortsauflösung zur Messung atmosphärischer Eigenschaften.
  • Sentinel-3 soll Land- und Ozeanfarben als Fortsetzung des Meris-Instruments von Envisat, Land- und Meerestemperatur als Fortsetzung des AATSR und Meeresoberflächen- und Eistopografie als Fortsetzung der Envisat-Höhenmesser messen. An Bord befindet sich auch ein Radar-Höhenmesser. Sentinel-3 operiert auch als Formation aus zwei Satelliten.
  • Die Missionen Sentinel-4 und -5 widmen sich der Beobachtung der Zusammensetzung der Atmosphäre. Das Sentinel-4-Instrument soll auf einem der geostationären Satelliten der dritten Generation (MTG) von Meteosat fliegen. Die MTG Sounder-Satelliten (ab 2023) tragen für die Sentinel-4-Mission ein Spektrometer für den ultravioletten, sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich (UVN). Zur Erfüllung der Mission werden auch Daten der EUMETSAT-Instrumente verwendet. Dies sind der Thermal Infrared Sounder (IRS) auf den Sounder-Satelliten und der Flexible Combined Imager (FCI) auf den MTG Imager-Satelliten.
  • Sentinel-5 wird die Erde in polaren Umlaufbahnen auf den MetOp-Satelliten der zweiten Generation umkreisen. Die Mission umfasst ein Spektrometer für ultraviolettes, sichtbares, nahes Infrarot und kurzwelliges Infrarot (UVNS) sowie einen Imager für sichtbares Infrarot (VII) und einen Multi-Viewing Multi-Channel Multi-Polarization Imager (3MI). Diese Spektraldaten können u.a. Verwendung der DOAS-Methode zur Erstellung von Spurengaskarten. Darüber hinaus wurde am 13. Oktober 2017 der Sentinel-5 Precursor (Sentinel-5P) auf seinen eigenen Satelliten gestartet, um eine zeitliche Lücke zwischen den Missionen Envisat, MetOp und Sentinel-5 zu überbrücken.
  • Sentinel-6, auch bekannt als Jason-CS, ist eine Altimetrie-Mission der NASA, Eumetsat, ESA und der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Die Sentinel-6-Mission besteht aus zwei identischen Satelliten, Sentinel-6 Michael Freilich und Sentinel-6B. Sentinal-6 Michael Freilich startete am 21. November 2020 vom Space Launch Complex 4E auf der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien. Sentinel 6B soll 2025 auf den Markt kommen.