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DIGITAL

DIBMETSAT-3D

3D basierte digitale Bildverarbeitung für Meteorologie-Services im Air Traffic Management

Aufbereitung von Wetterradardaten

Analysen und kurzfristige Vorhersagen der Meteorologie bedeuten eine wesentliche Informationsquelle zur taktischen Planung im Air Traffic Management. Wetterradar, Meteosat-Bilder und lokale Wetterbeobachtungen liefern dabei relevante Aussagen über Niederschlag, Vereisungsgefahr, Gewittersituation und Sichtweiteninformationen im dreidimensionalen Raum. Aufgrund der geografischen Lage Österreichs und häufigerer Störungen der Messungen durch Fremdsignale (RLAN, etc.) ist eine zusätzliche Aufbereitung der Wetterradardaten notwendig.

Erkennen und eliminieren von Artefakte und Lücken

Die digitale Bildverarbeitung hilft dabei, Artefakte und Lücken in Wetterradarbildern zu erkennen, und aufgrund vorbestandenen Wissens (aus Zeitserien-Analysen, lokalen Umgebungsanalysen und der Kombination mit Meteosat-Bildern) zu eliminieren bzw. zu ergänzen. Bedeckungs- und Sichtweiteninformationen werden an vordefinierten Referenzpunkten und Auswertungen von aktuellen Digitalbildern bestimmt. Die Analyse der dreidimensionalen Volumsdaten ermöglicht zusätzlich eine Strukturerkennung. Somit können schräg stehende Gewitterzellen oder mesoskalig typische Gefahrenmuster detektiert und diese Informationen entsprechend berücksichtigt werden (Abbildung 1).

Abbildung 1: Erkennung von Gewitterstrukturen in WXR-Daten (Schräglage und Bow-Echo)

Unter zu Hilfenahme von digitalen Höhenmodellen (DEMs) und GIS-Daten konnten kamerabasierte Messungen von Sichtweiten und Bedeckungsinformation außerhalb der definierten Umgebung eines Flughafens durchgeführt werden. Als Alternative zur Messung mit Standard-Kameras wurden auch Thermalkameras eingesetzt. Dabei werden über die ermittelte Wolkentemperatur und zugeordneten Vertikalprofilen aus Modellen und Messungen die entsprechenden Höhenwerte abgeleitet (Abbildung 2).

Abbildung 2: Thermalbild eines Stratocumulus und zugeordnetes Höhenprofil aus einem Radiosondenaufstieg

Projektergebnisse

Die entwickelten Methoden wurden sowohl in den einzelnen Arbeitspaketen als auch in der integrierten Form getestet und validiert. Die im Vorläuferprojekt DIBMETSAT entstandenen 2D-Verfahren wurden mit den Methoden der 3D-Thematik kombiniert und an die MET-Systemarchitektur der Partner ACG und MSV angepasst. Somit steht nun ein semi-operationelles Analysesystem zur Verbesserung der Kurzfristvorhersagen in der Meteorologie zur Verfügung.
Die qualitative Verbesserung der grundlegenden Informationsquellen zur Wetterbeobachtung erlaubt eine frühzeitige Erkennung von Wetterphänomenen (z.B. Gewitter, Hagel, gefrierender Regen), wodurch eine Steigerung des generellen Safety-Levels herbeigeführt wird. Die zuverlässigeren Methoden und Verfahren erlauben eine bessere Planung und Überwachung des Luftverkehrs, und leisten damit zusätzlich einen Beitrag zu verringerten Delays und Holdings, was wiederum direkten Einfluss auf geringeren Schadstoffausstoß hat. Weniger Delays bedeuten auch eine Erhöhung der Kapazität und Kosteneffizienz. Bessere Vorhersagbarkeit wiederum bewirkt verringerte Wartezeiten für die Passagiere der Luftfahrtbetriebe.

Projektpartner

  • JOANNEUM RESEARCH Forschungsges. m.b.H.
  • AIT Austrian Institute of Technology GmbH
  • Austro Control, Österreichische Gesellschaft für Zivilluftfahrt mit beschränkter Haftung
  • MeteoServe Wetterdienst GmbH

Fördergeber

Das Projekt wurde im Programm „Das österreichische Luftfahrtprogramm TAKE OFF“  aus Mitteln des BMVIT gefördert.

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