Wissenschaftliche Bereiche
TanDEM-X wurde entwickelt, um qualitativ hochwertige Daten für kommerzielle und wissenschaftliche Anwendungen zu liefern. Was die wissenschaftlichen Anwendungen und die entsprechenden geophysikalischen Produkte betrifft, so wurden sie mit einem Fragebogen, der an eine große Zahl von Wissenschaftlern verteilt wurde, bestätigt. Viele der Wissenschaftler sind Endnutzer und haben eine lange Erfahrung mit der Auswertung von SRTM-, SIR-C/X-SAR- und ERS-1/2-Daten.
Die wissenschaftlichen Anwendungen lassen sich in drei Gruppen zusammenfassen:
Spurübergreifende Interferometrie
Ein konsistenter und zuverlässiger DEM-Datensatz mit globaler Abdeckung und DTED-3-Standard ist eine wichtige Information für eine Vielzahl laufender Forschungsbereiche und wird die Entwicklung neuer wissenschaftlicher Anwendungen ermöglichen. Beispiele hierfür sind:
- Hydrologie (Eis und Schnee, Feuchtgebiete, Morphologie und Überschwemmungen),
- Geologie (geologische Kartierung, Tektonik, Vulkane und Erdrutsche),
- Landumgebung (Kartographie, städtische Gebiete, Katastrophen- und Krisenmanagement, Navigation, Archäologie und Erkennung von Veränderungen),
- erneuerbare Ressourcen (Landnutzungskartierung, Land-, Forst- und Grünlandwirtschaft),
- Ozeanographie (Wind und Wellen, Ozeandynamik, Meereis, Schiffserkennung, Ölteppiche und Bathymetrie). Einige dieser Anwendungen sehen den kombinierten Einsatz von Interferometrie entlang und quer zur Spur sowie Polarimetrie vor, um die aktuellen Produkte zu verbessern.
Interferometrie entlang der Spur
Die Interferometrie entlang der Spur wird die Erforschung innovativer Anwendungen ermöglichen. Die Interferometrie entlang der Spur kann im sogenannten Dual-Receive-Antennenmodus (ca. 2,4 m Basislinie entlang der Spur) und/oder durch Anpassung des Abstands entlang der Spur zwischen TSX-1 und TanDEM-X auf den gewünschten Wert (bis zu 4 Phasenzentren) durchgeführt werden. Mittels neu entwickelter Bahnkonzepte kann die Along-Track-Komponente von 0 bis zu mehreren Kilometern eingestellt werden. Die Kombination der beiden unterschiedlichen Along-Track-Basislinien wird für die Erkennung von beweglichen Zielen (MTI) und für Anwendungen zur Verkehrsüberwachung erforscht. Die folgenden Untergruppen wurden für die "along-track" Interferometrie definiert:
- Ozeanographie (Meeresströmungskarten, Ozeanwellenspektren),
- Moving Target Detection (Karten zur Überwachung des Verkehrsflusses - siehe auch Moving Target Techniken im Anwendungsbereich C),
- Glaziologie (Karten zur Überwachung des Eisflusses).
Neue Techniken mit Bi-Static SAR
Die TanDEM-X-Mission wird der wissenschaftlichen Gemeinschaft der Fernerkundung einen einzigartigen Datensatz zur Verfügung stellen, um die Fähigkeiten der neuen bi-statischen Radartechniken zu nutzen und diese innovativen Techniken für eine verbesserte Parametergewinnung anzuwenden:
- Super Resolution (hochauflösende Karten, Karten zur Verbesserung der Mikrotopographie, Algorithmen zur Merkmalsextraktion)
- Bi-statisches SAR (neue bi-statische SAR-Verarbeitungsalgorithmen, Multi-Angle SAR, verbesserte Merkmalsextraktion, Kombination von monostatischen und bi-statischen Signaturen),
- Erkennung beweglicher Ziele (Erkennung beweglicher Ziele am Boden und Schätzung ihrer Geschwindigkeit unter Verwendung von digitalem Beamforming und STAP-Techniken mit den 2 + 2 Phasenzentren der TerraSAR-X- und TanDEM-X-Antennen),
- polarimetrische SAR-Interferometrie (DEM-Optimierung unter Verwendung von Polarisationsvielfalt, Vegetationsverzerrungen und Strukturkarten, Biomasse von Pflanzen).