Problemstellung

In den letzten Jahren zeigten Reedereien verstärkt Interesse an der Nutzung von Schifffahrtswegen durch die Arktis. Derzeit für die Navigation herangezogene Eiskarten besitzen jedoch für spezifische Fälle oft eine zu geringe Auflösung sowie nicht immer die gewünschte Aktualität, da Meereis ständigen Veränderungen durch Wind und Strömungen unterliegt. Die europäische Sentinel-Satellitenserie bietet mit ihrer einmaligen Kombination aus optischen/ thermalen Sensoren und Radarsensoren die Möglichkeit, die Meereis-Lageinformationen erheblich zu verbessern.

Projektziel

Projektziel ist der Aufbau und die Erprobung eines prä-operationellen Dienstes zur automatisierten Erzeugung hochaktueller, hochaufgelöster und hochgenauer Eisinformationen aus Radardaten der Sentinel-1- und optisch/ thermalen Daten der Sentinel-3-Satelliten. Das im Vorprojekt EisKlass31 (Machbarkeitsstudie) erarbeitete Konzept zur Fusion von Sentinel-1- und Sentinel-3-Daten wird implementiert und in Bezug auf Laufsicherheit, Rechenzeit und Genauigkeit optimiert, sowie der Betrieb des Dienstes auf einer Datenplattform mit Anbindung an das Copernicus-Datenarchiv demonstriert.

Durchführung

Kernaufgabe ist die Entwicklung eines neuronalen Netzwerks, welches zur Unterscheidung verschiedener Eistypen sowohl Radarsignaturen als auch optisch/ thermale Eigenschaften des Meereises verwendet. Hierzu wird zunächst ein umfangreicher Trainingsdatensatz aus Satelliten-, Modell- und in-situ-Daten gesammelt. Der finale Algorithmus wird mit unabhängigen Modell- und in-situ-Daten validiert und die Softwareimplementierung in Bezug auf Laufsicherheit, Rechenzeit und Genauigkeit für die direkte Verwendung an Satellitenempfangs-stationen optimiert. Zur Verwendung der Eisinformationen an Bord von Schiffen wird eine intuitive Visualisierungssoftware unter Berücksichtigung im Projekt erfasster Nutzeranforderungen entwickelt. Die Funktionalität des Services wird bei Kampagnen mit Testnutzern demonstriert.

Verbundkoordinator	Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Methodik der Fernerkundung, Forschungsstelle Maritime Sicherheit Bremen, Bremen FKZ: 19F2122A
Projektvolumen	1.810.362 Euro (davon 73 % Förderung durch BMDV)
Projektlaufzeit	06/2020 – 05/2023
Projektpartner	Drift Noise GmbH, Bremen FKZ: 19F2122B O.A.Sys - Ocean Atmosphere Systems GmbH, Hamburg FKZ: 19F2122C
Ansprechpartner	Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Dr. Sven Jacobsen Tel.: +49 421 24420-1852 E-Mail: sven.jacobsen@dlr.de