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HQ-S2 - EODC High Quality Sentinel-2 Services

Motivation und Ziele

Mit der Sentinel-2 (S-2) Mission der Europäischen Kommission (EC) und der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) stehen globale hochauflösende optische multispektrale Bilddaten zur Verfügung. Die resultierende Datenmenge eines Satelliten während seiner Lebenszeit beträgt dabei mehrere Petabyte. Dies führt zu den folgenden beiden Fragen für den Nutzer: (1) Wie kann auf diese großen Erdbeobachtungs-Datenmengen zugegriffen werden? (2) Wie kann man effizient und ökonomisch mit diesen Datenmengen arbeiten? Um diese Fragen zu beantworten, arbeiten die EC und ESA mit ihren Mitgliedstaaten zusammen, um eine optimierte Verteilung und Nutzung der Sentinel-Daten zu ermöglichen. Für die in diesem Bereich aktiven öffentlichen und privaten Organisationen bedeutet dies zentrale Veränderungen: statt der reinen Datenverteilung müssen Servicelösungen für den Datenzugang und für die abgeleiteten Produkte entlang der Wertschöpfungskette erstellt werden. Projekt Laufzeit: 5/2016-4/2018.

Heraus-forderungen

Dieses Projekt hatte einerseits zum Ziel die Erstellung veredelter Satellitenbild-Produkte zu ermöglichen und andererseits sollte eine Umgebung für das Evaluieren der Produkte und der Weiterverteilung der Daten erstellt werden. Dabei wurde speziell die radiometrische und geometrische Qualität der S-2 Produkte untersucht. Besonderer Fokus lag auf Regionen, in denen potentiell Genauigkeitsprobleme, wie z.B. in gebirgigen oder bewaldeten Regionen, auftreten können. Unterschiedliche Methoden zur Korrektur der Geometrie und Radiometrie wurden getestet und angewandt. In Folge wurde eine Testdatenbank der relevanten Satellitendaten erstellt, die einem vorab definierten Datenmanagementplan und relevanten Open Data Standards und Konventionen entspricht. Darüber hinaus wurde die S-2 Toolbox der ESA in die EODC Plattform integriert, um die Analyse größerer Datenmengen effizient zu ermöglichen. Diese Umgebung wurde so flexibel gestaltet, dass zusätzliche Prozessierungsschritte einfach integriert werden können. Für die implementierten Softwarelösungen wurden Laufzeittests erstellt und die Qualität der Resultate wurde anhand dreier experimenteller Testanwendungen aus der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und dem urbanen Raum evaluiert. Die Testanwendungen wurden evaluiert und iterativ angepasst, um die Nutzeranforderungen berücksichtigen zu können. Diese Experimente dienen als Basis für mögliche zukünftige operationelle Services die im Rahmen des EODC zur Verfügung gestellt werden könnten. Die Projektergebnisse wurden veröffentlicht und einem breiten Anwenderkreis vorgestellt.

Ergebnisse

Zu den Projektergebnissen zählen detaillierte Qualitätsuntersuchungen zu Radiometrie und Geometrie der S-2 Daten, sowie Testanwendungen samt Validierungen aus den Bereichen Landwirtschaft (BOKU), Forstwirtschaft (Joanneum Research) und dem urbanen Raum (GeoVille).

Darüber hinaus wurde im EODC ein Sentinel-2 Data Pre-Processing Service implementiert, welcher über folgende Plattform erreichbar ist:

https://s2.boku.eodc.eu/

Beispiele aus dem Projekt:
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