Freiburger Geographische Hefte, Heft 47

Helmut Schwan (1995): Auswertung von Radarbildern des ERS-1 in der Bucht von Bustamante, Argentinien. Ein Beitrag zur Erfassung mariner Terrassen in einem semiariden Küstengebiet

Zusammenfassung

Ein Hauptanliegen der vorliegenden Arbeit ist es, das Informationspotential von Radarbildern des ERS-1 zur Differenzierung geomorphologischer Einheiten in einem Küstengebiet Patagoniens darzustellen sowie verschiedene Möglichkeiten der digitalen Bildverarbeitung dieser Daten aufzuzeigen. Untersuchungsobjekt sind marine Akkumulationsterrassen als Indikatoren für Meeresspiegelschwankungen, die im Untersuchungsgebiet treppenartig in unterschiedlicher Höhenlage angeordnet sind. Die Rechenverfahren der Bildverarbeitung können zur Vorverarbeitung gezählt werden, deren optimierte Ergebnisse Eingang in Geoinformationssysteme für die digitale Bildauswertung finden können.

Der verstärkte Einsatz von Radardaten in der Umweltforschung und die visuelle Interpretation kleinräumiger Phänomene erfordern den operationellen Einsatz geeigneter Filterverfahren zur Unterdrückung des Specklerauschens. Ein Vergleich herkömmlicher und an das Specklemodell adaptierter Filter brachte folgende Ergebnisse:

Für großflächige Anwendungen liefert der lineare Mittelwertfilter ausreichende Ergebnisse, da vor allem die Rückstreuintensität erhalten bleibt.

Gilt das Interesse punktuellen oder feinen linienhaften Strukturen, müssen adaptive Filter eingesetzt werden. Nachteile der adaptiven Filter sind die möglichst korrekte Angabe einer Reihe von Parametern und häufig eine notwendige aufeinanderfolgende Berechnung in unterschiedlichen Fenstergrößen zur Erreichung des gewünschten Ergebnisses.

Die Anwendung des statistischen Specklemodells in der Umgebung geometrisch detektierter Kanten und linien (ESTEC-Filter) liefert das beste Ergebnis.

Die Anwendung der SAR-Interferometrie eröffnet der Fernerkundung neue Perspektiven. Mit der visuellen Interpretation eines Kohärenzbildes konnte der Wechsel der Oberflächeneigenschaften zwischen zwei ERS-1-Aufnahmen, die etwa ein halbes Jahr auseinander lagen, diskutiert werden. Einigermaßen überraschend war die Feststellung, daß durch geringe Dynamik der semiariden Landoberfläche während des betrachteten Zeitraumes sogar die Berechnung eines digitalen Geländemodells möglich war. Bei entsprechender Prozessierung können damit hochauflösende Höhendaten errechnet und perspektivisch dargestellt werden, um beispielsweise die Höhen der Strandterrassen flächendeckend und unabhängig von Meßungenauigkeiten im Gelände zu erhalten. Mit der differentiellen SAR-Interferometrie, die Aufnahmen dreier geeigneter ERS-1-Szenen erfordert, sind Höhendifferenzen im Zentimeterbereich meßbar. Große Erwartungen werden daher in die Tandemmission von ERS-1 und ERS-2 gesetzt.

Von der Bahía Bustamente wurden 10 ERS-1-Aufnahmen von Juli 1992 bis September 1993 ausgewertet und verglichen. Die klimatische Ausnahmesituation außergewöhnlich hoher Niederschläge im Frühjahr 1992 ermöglichte die Erfassung unterschiedlicher Raummuster in einem semiariden Raum allein anhand von Radarfernerkungsaufnahmen. Mit Hilfe dieser Daten konnte der Gegensatz der geomorphodynamischen Prozesse abhängig von der Einflußnahme des Agens Wasser klar herausgearbeitet werden, wobei nur die Dynamik im Litoralbereich durch marine Prozesse zum Ausdruck kommt. Auf den Altersterrassen scheinen fluviale und äolische Prozesse von geringer Bedeutung zu sein, so daß die Flächenerhaltung dominiert. Ein sehr vielfältiges Landschaftsmuster in den ERS-1-Szenen konnte mit Hilfe der theoretischen Vorkenntnisse häufig auf einzelne bestimmende Geländeparameter reduziert werden, jedoch ist zum besseren Verständnis die zeitgleiche Geländebegehung weiterhin unerläßlich. Eine Trennung unterschiedlich hoher quartärer Strandterrassen war nicht möglich. Dies liegt an der Homogenität der T 2- bis T 4-Einheiten hinsichtlich Substrat, Mikrorelief und Vegetationsbedeckung.