Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum

Einordnung und Aufbau

Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) ist ein Institut des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Es hat Standorte in Oberpfaffenhofen bei München und in Neustrelitz in Mecklenburg-Vorpommern. Zusammen mit dem Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) bildet es das Earth Observation Center (EOC), das Kompetenzzentrum für Erdbeobachtung in Deutschland.

Das DFD wurde 1980 gegründet, wird von Stefan Dech geleitet und hat etwa 230 Mitarbeitende. Die Leitung ist zugleich Ordinarius des Lehrstuhls für Fernerkundung am Institut für Geographie der Universität Würzburg; dessen Arbeitsgruppe ist eng mit den Forschungs- und Entwicklungsaufgaben des DFD verbunden.

Daten empfangen, verarbeiten und bereitstellen

Das DFD empfängt mit Bodenstationen Daten nationaler und internationaler Erdbeobachtungssatelliten. Es verarbeitet diese Rohdaten zu Informationsprodukten, verteilt sie an Wissenschaft und Industrie und sichert sie langfristig im Deutschen Satellitendatenarchiv. Erdbeobachtung bedeutet dabei, Daten über die Erde aus Satellitenmessungen zu gewinnen und auszuwerten.

Die Arbeiten dienen vor allem der Atmosphärenforschung, der Klimawandelforschung und der zivilen Sicherheitsforschung. Das DFD stellt dafür Fernerkundungsprodukte und Lösungen für wissenschaftliche und privatwirtschaftliche Anwendungen bereit. Zu seinen themenspezifischen Nutzerdiensten gehören das Weltdatenzentrum für Fernerkundung der Atmosphäre (WDC-RSAT) und das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI).

Wichtige Kompetenzen sind der Aufbau und Betrieb von Multimissions-Bodeninfrastrukturen, also Anlagen für mehrere Erdbeobachtungsmissionen, sowie IT-Systeme für sehr große Datenbestände und deren Verwaltung. Das DFD entwickelt außerdem Verfahren, um Krisenregionen zu kartieren, Risiken und Vulnerabilität zu modellieren und Entscheidungen in Umwelt- und Krisenfällen zu unterstützen. Es erzeugt höherwertige Datenprodukte zu atmosphärischen Spurengasen und Aerosolen, zu geo- und biophysikalischen Variablen terrestrischer Ökosysteme, zu Landnutzung, Umweltindikatoren und Merkmalen städtischer Verdichtungsräume.

Weitere Verfahren betreffen die Auswertung hyperspektraler optischer Daten, bei denen viele schmale Spektralbereiche genutzt werden, sowie die Ableitung und Mosaikierung von Höhendaten aus hoch aufgelösten Synthetic-Aperture-Radar- und optischen Daten. Komplexe Geodatensätze werden im eigenen Geo-Visualisierungszentrum visualisiert und animiert. Das DFD bildet außerdem Praktikanten, Diplomanden, Master-Absolventen, Doktoranden und Gastwissenschaftler aus, arbeitet unter anderem mit den Universitäten Würzburg und Augsburg zusammen und unterhält langfristige internationale Forschungskooperationen.

Fachliche Bereiche

Die Fachabteilungen decken die zentralen Aufgabenfelder ab: Dynamik der Landoberfläche, Atmosphäre, zivile Kriseninformation und Georisiken, Informationstechnik, nationales Bodensegment, internationales Bodensegment sowie Wissenschaftskommunikation und Visualisierung.

Ein Bodensegment umfasst die Einrichtungen am Boden, die Satellitendaten empfangen, verarbeiten, archivieren und an Nutzende weitergeben. Die Aufteilung verbindet damit fachliche Auswertung der Daten mit dem technischen Betrieb der Empfangs- und Dateninfrastruktur.

Entwicklung des Zentrums

Die Fernerkundungsaktivitäten im DLR begannen 1974 bis 1977 mit dem Erdwissenschaftlichen Flugzeug-Messprogramm und einem erdwissenschaftlichen Photolabor. 1978 übernahm die damalige Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR) die Funktion als National Point of Contact zwischen der ESA und ihren Nutzern. Dadurch wurde der Zugang zu Daten der Satelliten Landsat, Seasat, HCMM und Nimbus-7 im ESA-Earthnet-Programm ermöglicht. Ab Januar 1980 wurden SAR-Daten des 1978 gestarteten NASA-Satelliten Seasat routinemäßig im Auftrag der ESA verarbeitet.

In der Gründungsphase entstand die Hauptabteilung Angewandte Datentechnik. Sie sollte Prozessierungs- und Systemlösungen für große Datenströme nationaler, europäischer und internationaler Fernerkundungsmissionen aufbauen. Das Bundesministerium für Forschung und Technik beauftragte sie, Leistungen als Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum zu erbringen. 1985 wechselte MORABA zurück zum GSOC; zugleich wurden Arbeiten im Schwerpunkt Energetik beendet. Als offizieller Außenname der Hauptabteilung konzentrierte sich das DFD anschließend vor allem auf informationstechnische Fernerkundungsarbeiten mit hohem extern finanziertem Aufgaben- und Personalanteil. 1986 erhielt es in Oberpfaffenhofen einen Neubau mit Büro- und Betriebsräumen.

Wichtige Erweiterungen waren die German Antarctic Receiving Station GARS-O’Higgins, die 1989 aufgebaut und 1991 für ERS-1-Daten in Betrieb genommen wurde, sowie die Aufnahme der Fernerkundungsstation Neustrelitz 1992 in das DFD. Ebenfalls 1992 begann der Aufbau der „National Remote Sensing Data Library“ (NRSDL). Das 1993 entwickelte Intelligente Satellitendaten-Informationssystem (ISIS) stellte Nutzern Produktbeschreibungen, Metadaten, Archivinformationen sowie Werkzeuge zur Visualisierung, zum Online-Transfer und zur Bestellung von Datenprodukten bereit.

1999 bis 2000 wurde das DFD reorganisiert und gemeinsam mit dem IMF im Institutsverbund Angewandte Fernerkundung zusammengeführt. Daraus entstand 2010 das Earth Observation Center. Zu den bedeutenden Missionen und Aufträgen zählen die ESA-Beauftragung als Processing and Archiving Center für Envisat im Jahr 2000, die Starts von TerraSAR-X am 15. Juni 2007 und TanDEM-X am 21. Juni 2010 sowie die Beauftragungen für Copernicus: am 24. Juli 2012 für Sentinel-1 und Sentinel-3 OLCI sowie für Sentinel-5P. Seit 2015 ist das DFD mit dem „Sentinel-1 Processing and Archiving Center“ Teil des Copernicus-Sentinel-Bodensegments.

Das ZKI wurde 2003 gegründet und bewährte sich unter anderem bei der Tsunami-Katastrophe im Indischen Ozean 2004. Das DFD war außerdem am German Indonesian Tsunami Early Warning System beteiligt, das 2011 an Indonesien übergeben wurde. WDC-RSAT wurde 2009 offizielles WMO-Weltdatenzentrum. 2018 umfasste das Deutsche Satellitendatenarchiv D-SDA 60 Petabyte Daten. Neuere Schritte waren die Inbetriebnahme der HPDA-Plattform terrabyte 2023 und der Ausbau der EUSI-Bodenstation in Oberpfaffenhofen im selben Jahr.