Sen2Europe: Die freie, einheitliche Datengrundlage für Europa

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Sen2Europe: Die freie, einheitliche Datengrundlage für Europa

©BKG 2021

Seit mehreren Jahren stellt das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) deutschlandweite, jährliche Mosaike auf Basis von Sentinel-2-Daten nach dem Motto „open data to open products“ frei zur Verfügung. Räumliche Phänomene, wie Dürren, Waldbrände oder Überschwemmungen, machen an Staatsgrenzen jedoch nicht halt, sodass oftmals Informationen über nationale Grenzen hinweg benötigt werden. Mit der Übernahme des ZKI-DE-Services vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) werden beim Satellitengestützten Krisen- und Lagedienst (SKD) bei herausfordernden Ereignissen, wie humanitäre Lagen (z. B. Brände in Moria, Griechenland 2020), kartographische und fernerkundliche Produkte erstellt, die auch größere räumliche Gebiete abdecken können. Somit ist die Verarbeitung von Satellitendaten zu hochqualitativen und faktenbasierten Geoinformationsprodukten täglich Brot des BKG.

Aufbauend auf der Expertise von Sentinel-2-Mosaiken für Deutschland und der Erstellung von weiteren Mosaiken für unterschiedliche Regionen der Erde (z. B. Afghanistan oder Nordafrika), entwickelten die Expertinnen und Experten des BKG einen semiautomatischen Prozess, um aus insgesamt 1338 Sentinel-2-Einzelaufnahmen ein flächendeckendes und lückenloses Europamosaik („Sen2Europe“) zu erzeugen. Die Herausforderung dabei lag jedoch nicht nur darin begründet, dass eine enorme Anzahl an Einzelbildern prozessiert werden musste, sondern ebenso in der passenden Auswahl der Bilder, die sich wiederum auf die Qualität des Endprodukts niederschlägt. Das BKG hat dabei, in Hinblick auf den Erstellungsprozess, einen besonderen Schwerpunkt auf die Entwicklung eines radiometrischen Farbausgleichsverfahrens gesetzt. Da die Satellitenbildaufnahmen für ganz Europa zu unterschiedlichen Zeitpunkten getätigt wurden, wird bei dem Verfahren die Farbinformation der einzelnen Aufnahmen so aneinander angepasst, dass die Sichtbarkeit von Einzelbildgrenzen und Überlappungsbereichen der Bilder minimiert und ein einheitliches Erscheinungsbild für die Gesamtfläche Europas – ein „Mosaik“ – entsteht. Dadurch konnte ein homogenes, paneuropäisches Fernerkundungsprodukt erzeugt werden, welches sich in seiner Qualität klar von vollautomatisch erzeugten Mosaiken unterscheidet. Die Mosaike sind darüber hinaus nahezu wolkenlos (max. Wolkenbedeckung < 3 %). Das Verfahren sowie der Qualitätssicherungsprozess sind auch auf andere optische Fernerkundungsdaten übertragbar.

Die genutzten Bilddaten, jeweils in Echtfarbendarstellung, mit einer Bodenauflösung von 10 m, stammen überwiegend aus dem Jahr 2018, wobei ein dreijähriger Aktualisierungszyklus für dieses Produkt (Europamosaik 2021 derzeit in Planungsphase) eingeplant ist. Insgesamt wurde fast ein Terabyte an Satellitenaufnahmen in einen frei zugänglichen Web Map Service (WMS) überführt. Dieser kann z. B. in eigene Geoinformationsanwendungen integriert werden.

Sen2Europe liefert die Grundlage für paneuropäische Geoinformationsprodukte. Über Verschneidung und Überlagerung der für großräumige Darstellungen aufbereiteten Satellitenbilddaten mit weiteren, europaweiten Datensätzen können räumliche Phänomene analytisch bewertet werden. Er dient darüber hinaus als geometrischer und radiometrischer Referenzdatensatz zur Qualitätskontrolle von Lage und Farbdarstellung bei Daten und Anwendungen dritter.

Mit der Bereitstellung von Sen2Europe als freien, qualitätsgeprüften WMS trägt das BKG aktiv zur Digitalisierung auf den verschiedenen Verwaltungsebenen und zur Zusammenarbeit in Europa bei.

Weitere Informationen, wie eine genaue Produktbeschreibung, können auf den Internetseiten des Geodatenzentrums des BKG eingesehen werden. Anfragen zum WMS können an das Dienstleistungszentrum (dlz[at]bkg.bund.de) und zu weiterführenden Beratungen zu Fernerkundung durch das BKG an den SKD (SKD[at]bkg.bund.de) gerichtet werden.