Radartechnik und Anwendungen in der KüstenzoneK
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- Bastian Baumgartner
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1 Radartechnik und Anwendungen in der KüstenzoneK Martin Gade Uni Hamburg, Institut für f r Meereskunde Gade: Radar-Fernerkundung 1
2 Inhalt Grundlagen: Mikrowellen-Fernerkundung Synthetik-Apertur-Radar (SAR) Beispiele für SAR-Aufnahmen Beispiele für Anwendungen: Ölverschmutzung Sedimentklassifizierung Strömungsfelder Bathymetrie Zusammenfassung Gade: Radar-Fernerkundung 2
3 Grundlagen: Mikrowellen-Fernerkundung (1) Absorption von EM-Wellen in der Atmosphäre Radarbänder P 0.5 GHz 60 cm X 10 GHz 3.0 cm L 1.0 GHz 30 cm K u 15 GHz 2.0 cm S 2.4 GHz 12 cm K a 36 GHz 0.8 cm C 5.3 GHz 6 cm W 94 GHz 0.3 cm [Kappas, 1994] Gade: Radar-Fernerkundung 3
4 Grundlagen: Mikrowellen-Fernerkundung (2) Wetterradar Gade: Radar-Fernerkundung 4
5 Grundlagen: Mikrowellen-Fernerkundung (3) Eindringtiefe in Wasser f R = 1.43GHz [Swift, 1980] Eindringtiefe abhängig von Radarfrequenz und Salinität Im Wesentlichen Radarrückstreuung von der Wasseroberfläche Gade: Radar-Fernerkundung 5
6 Grundlagen: Mikrowellen-Fernerkundung (4) Bragg-Streuung an der Wasseroberfläche Gade: Radar-Fernerkundung 6
7 Grundlagen: Synthetik-Apertur Apertur-Radar (SAR) (1) [ Gade: Radar-Fernerkundung 7
8 Grundlagen: Synthetik-Apertur Apertur-Radar (SAR) (2) SAR-Sensoren an Bord von Satelliten ERS-1/2 (1991 / 1995) ENVISAT (2002) TerraSAR-X (2007) RADARSAT-1/2 (1995 / 2007) ALOS (2006) weitere SARs auf indischen, chinesichen, russischen Satelliten Gade: Radar-Fernerkundung 8
9 Beispiele für f r SAR-Aufnahmen Aufnahmen (1) ERS SAR-Aufnahme (100 km 100 km) der Straße von Gibraltar (1. Januar 1993, 2239 UTC, ESA) Gade: Radar-Fernerkundung 9
10 Beispiele für f r SAR-Aufnahmen Aufnahmen (2) ERS SAR-Aufnahme (100 km 100 km) der Chinesischen Küste (8. Juli 1995, 0234 UTC, ESA) Gade: Radar-Fernerkundung 10
11 Beispiele für f r SAR-Aufnahmen Aufnahmen (3) ERS SAR-Aufnahme (100 km 100 km) der Ostsee (10. Juni 1997, 0947 UTC, ESA) Gade: Radar-Fernerkundung 11
12 Beispiele für f r SAR-Aufnahmen Aufnahmen (4) ERS SAR-Aufnahme (100 km 100 km) vom Südchinesichen Meer (14. Mai 1998, 0252 UTC, ESA) Gade: Radar-Fernerkundung 12
13 Beispiele für f r SAR-Aufnahmen Aufnahmen (5) ( 30 km x 40 km ) 11. Januar Februar Mai Juli Oktober Oktober 1998 ERS SAR-Aufnahmen (30 km 40 km) vom nordwestlichen Mittelmeer ( ESA) Gade: Radar-Fernerkundung 13
14 Beispiele für f r Anwendungen (1) Ölverschmutzung in Europäischen Randmeeren Gade: Radar-Fernerkundung 14
15 Beispiele für f r Anwendungen (3) Klassifizierung unterschiedlicher Watttypen (1994/98) ( 12 km x 12 km ) L C X 10. April 1994, 0804 UTC, 2h45 nach Niedrigwasser Unterschiedliche Radarrückstreuung in den drei Bändern der SIR-C/X-SAR Radarsensoren Gade: Radar-Fernerkundung 15
16 Beispiele für f r Anwendungen (4) Klassifizierung unterschiedlicher Watttypen (1994/98) Ermittlung von rms-höhe und Korrelationslänge mit Hilfe des Integral Equation Model Gade: Radar-Fernerkundung 16
17 Beispiele für f r Anwendungen (5) Klassifizierung unterschiedlicher Watttypen (1994/98) Sedimentverteilung als Ergebnis des Inversionsprozesses (50 m geom. Auflösung) [Nationalparkamt SH] Zusammenhang zwischen Watttyp und Feinanteil nach Pröber [1981] Gade: Radar-Fernerkundung 17
18 Beispiele für f r Anwendungen (6) ATInSAR: : Oberflächenstr chenströmungsfelder bei Helgoland (1999) +π Phasenbilder, 3.5 km 4.0 km π 0.8 m/s 0.0 m/s 2.0 km 2.0 km [Roland Romeiser, IfM UniHH] Gade: Radar-Fernerkundung 18
19 Beispiele für f r Anwendungen (7) ATInSAR: : Oberflächenstr chenströmungsfelder im Wattenmeer (2000) SRTM-Daten (X-band InSAR auf Spaceshuttle Endeavour) Strömungsmodell Bodentopographie [Roland Romeiser, IfM UniHH] Gade: Radar-Fernerkundung 19
20 Beispiele für f r Anwendungen (8) ATInSAR: : Oberflächenstr chenströmungsfelder der Elbe (2000) [Roland Romeiser, IfM UniHH] Gade: Radar-Fernerkundung 20
21 Beispiele für f r Anwendungen (9) ATInSAR: : Oberflächenstr chenströmungsfelder der Elbe (2000) 30 D [m] 0 0 U [m/s] 1.5 [Roland Romeiser, IfM UniHH] Gade: Radar-Fernerkundung 21
22 Zusammenfassung Radarrückstreuung an der Wasseroberfläche Rauhigkeit bestimmt Stärke des rückgestreuten Signals SAR: Synthetik-Apertur-Radar Beispiele für SAR-Signaturen: Windfelder, Oberflächenfilme, interne Wellen, Bodentopographie, Regen Anwendungsbeispiele: Detektion von Ölverschmutzung, Klassifizierung von Watttypen, Messung von Oberflächenströmung, Berechnung von Bodentopographie Gade: Radar-Fernerkundung 22
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