Fernerkundung

Fernerkundung ist ein Überbegriff für alle Verfahren, mit denen durch Messung eines Signals, das nicht notwendigerweise selbst aktiv ausgesendet wurde, Rückschlüsse auf bestimmte Eigenschaften eines zu vermessenden Objektes gezogen werden sollen.  Anwendungsfälle reichen von der Luftraumüberwachung über die satellitengestützte Erkundung der Erde oder anderer Himmelskörper bis hin zu tomographischen Verfahren in der Medizintechnik.

In der Arbeitsgruppe Fernerkundung werden aktuelle Problemstellungen zur Signalverarbeitung von Radar-Messdaten bearbeitet. Dazu gehört die Erforschung neuer und Weiterentwicklung bekannter Verfahren zur Auflösungserhöhung, z.B. Methoden des "Compressed Sensing" und "synthetische Apertur"-Verfahren, sowie deren Implementierung und Anwendung auf synthetische (zur Verifikation der Verfahren) und echte Messdaten. Im Rahmen von Industrieverbundprojekten und internationalen Forschungsprojekten sind zahlreiche Solver und Hochfrequenz-Nährungsverfahren zur Berechnung der Radar-Rückstreuung entstanden, beispielsweise für sehr großer Objekte auf Basis der Methode der Physikalischen Optik.

Die Lösung inverser Fragestellungen rückt aktuell immer stärker in den Fokus. Ein generischer Lösungsansatz ist die Überführung des inversen Problems in ein Optimierungsproblem des direkten Problems. Im Rahmen laufender Forschungsarbeiten wurden verschiedene Solver zur Vorwärtsberechnung implementiert, u.a. FDTD, PSTD und MoMTD. Problemspezifische Inversionsstrategien wurden auf Basis dieser Solver bereits erfolgreich getestet. Aufgrund des großen Bedarfs an Hauptspeicher und Rechenzeit sind alle Solver auch auf HPC-Plattformen lauffähig.