Unsere Kompetenzen

Kompetenzmatrix
von FERN.Lab

FERN.Lab steht in engem Kontakt zu den Wissenschaftlern des Department Geodäsie des GFZ. Dadurch können wir auf eine Vielzahl von unterschiedlichsten Kompetenzen zurückgreifen und so gezielt Soft- und Hardwarelösungen für Ihre spezielle Fragestellung entwickeln.

Entwicklung zukünftiger Sensorik und Algorithmen zur Informationsgewinnung aus großen Datenmengen

Sensorsimulationen

Entwicklung zukünftiger Erdbeobachtungssensoren

Die Entwicklung zukünftiger Erdbeobachtungssensoren setzt detaillierte Kennntnisse über die Sensorperformance und der damit verbundenen Anwendungspotenziale für bestimmte Fragestellungen voraus.
Unsere Experten unterstützen Sie mit der am GFZ entwickelten Sensor-End-to-End-Simulationen, welche Ihnen die Möglichkeit bietet ihre zukünftigen Daten in Abhängigkeit der Sensorparamater bereits im Vorfeld sehr realitätsnah für den operationellen Einsatz zu testen.

Datenhomogenisierung

Anpassung von multisensoralen Daten

Die Erfassung und das Monitoring von Prozessen kann bestmöglich durch eine Kombination von Daten unterschiedlicher Fernerkundungssatelliten erfolgen. Für eine synergetische Analyse ist eine räumliche, spektrale und radiometrische Homogenisierung, zur Vergleichbarmachung der Daten erforderlich.
Unsere Experten entwickeln Prozessoren zur Erstellung von einheitlichen Datenstacks optischer Satellitendaten (z.B. Sentinel-2, Landsat, Aster, PlanetScope, EnMap), die eine Angleichung der Spektralbänder und eine Koregistrierung im Subpixelbereich umsetzen. Profitieren Sie von unseren umfassenden Kenntnissen bei derDatenhomogenisierung und partizipieren Sie von unserenSoftwareentwicklungen.

Zeitreihenanalysen

Veränderungs- und Anomaliedetektion in Zeitserien

Die zeitlich hochaufgelösten Datenreihen der Copernicus Mission und kommerzieller Satellitenmissionen erlauben detaillierte Veränderungsanalysen unserer Umwelt.
Unsere Experten helfen Ihnen bei der Extraktion der gewünschten Informationen aus den riesigen Datenmengen, beispielsweise zur Maßnahmenkontrolle im Landwirtschaftsbereich oder zur frühzeitigen Gefahrendetektion (Hangrutschungen, Bodenbewegungen, etc.).

Big Data Analyse

Technologieentwicklung

Speziell im Bereich der Geodatennutzung stehen wir vor der Herausforderung Zeitreihen großer und vielfältiger Daten synergetisch miteinander nutzen zu wollen.
Unsere Experten unterstützen Sie bei der Entwicklung neuer, effektiver Technologien für eine fernerkundliche Analyse von großen, multi-sensoralen Datenmengen und demonstrieren deren Eignung an ausgewählten Anwendungsszenarien. FERN.Lab entwickelt integrierte Verarbeitungsketten, mit der sich Datenmengen im Petabyte-Bereich verarbeiten lassen.

GNSS Hardware / tinyBlack

Hochgenaue Positions- und Wasserdampfbestimmung

Der tinyBlack ermöglicht kostengünstig hochgenaue Positions- und Wasserdampfbestimmung unter Nutzung der zivilen Signale von GPS, GLONASS, Galileo und BeiDou mit Raten bis zu 20 Hz.
Unsere Experten entwickeln einen schuhkartongroßen, kostengünstigen GNSS Empfänger, angepasst für Langzeitmessungen auch bei extremem Witterungsbedingungen. Ein integrierter ARM-basierter Industrierechner sowie interner Datenspeicher und Schnittstellen für externe Sensoren (z.B. Wetterstation) erlauben ein weites Anwendungsspektrum. Fernzugriff und Transfer der Beobachtungen in Echtzeit ist ebenso möglich wie dateibasiertes Speichern über einen längeren Zeitraum. Der Betrieb des tinyBlack ist mit 9 – 30V und bei -40 bis 85°C möglich.
Informationsgewinn von kurz- und mittelfristigen
Veränderungen in der Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen

Geologische Lagerstätten

Abschätzung des Mineralvorkommens

Eine genaue Vorstellung über Art, Menge und Lokation von Mineralvorkommen in geologischen Lagerstätten erlaubt einen gezielten Abbau und damit eine signifikante Kostenersparnis.
FERN.Lab steht in direktem Kontakt zu Experten, welche mittels fernerkundlicher Exploration von geologischen Lagerstätten eine kostenarme, zeitnahe Abschätzung des Mineralvorkommens an der Oberfläche zur Verfügung stellen können. Dies kann sowohl hochauflösend durch geeignete Kameraaufnahmen vor Ort erfolgen, als auch großflächiger mittels Luftbildaufnahmen realisiert werden.

Wassermanagement

Extraktion von Gewässerumrissen

Die flächenhafte Veränderung von Wasserflächen, Aussagen über die Wasserqualität an den Oberflächen von Gewässern sowie großflächige Veränderungen über Wasservorkommen im Untergrund liefern wertvolle Informationen für ein langfristiges Wassermanagement.
Unsere Experten unterstützen Sie bei der Extraktion von Gewässerumrissen und der Ableitung von Veralgungszuständen aus optischen sowie Radardaten. Die Analyse der Veränderung des Schwerefeldes liefert wertvolle Informationen zu großflächigen Änderungen von Wasservorkommen bis zu mehreren hundert Metern im Boden.

Agrarmanagement

Analyse von Boden- und Vegetationsparametern

Die Landwirtschaft ist aufgrund des Klimawandels sowie gesellschaftlichen Zwängen aktuell starken Veränderungen ausgesetzt. Fernerkundungsdaten können hilfreiche flächenhafte Informationen bieten um, im Sinne einer nachhaltigen Bewirtschaftung, Transformationsprozesse zu unterstützen.
Unsere Experten unterstützen Sie bei der Entwicklung neuer geodatenbasierter Informationsprodukte für die Landwirtschaft. Unsere Expertise umfasst die Analyse von Boden- und Vegetationsparametern. Das digitalen Experimentierfeld AgriSens DEMMIN 4.0 bietet beste Voraussetzungen neue praxisorientierte Fragestellung direkt mit Landwirten zu testen und zu validieren.

Forstmanagement

Geregelte nachhaltige Forstwirtschaft sichern

Biotische und abiotische Umweltfaktoren wie Schädlingsbefall oder illegale Rodungen können tiefgreifende Konsequenzen für eine geregelte nachhaltige Forstwirtschaft haben. Um die entstehenden Nachteile möglichst gering zu halten, erfordert es bei eintretender Störung zeitnahe und schonende Verfahren der Datenerfassung bereitzustellen.
Unsere ressourcensparende, satellitenbasierte Methodik erlaubt wetterunabhängige und multitemporale Vergleichsanalysen, die als Basis für ein regeneratives Maßnahmenkonzept zur Wiederherstellung des Gleichgewichts im Wald dienen.

Sturmschäden

Kurzfristig verfügbare Übersichtskarte mittels Sentinel-1 Radardaten

Sturmschäden im Wald haben Auswirkungen auf die Vitalität des Forstbestandes. Eine rechtzeitige Herausnahme des betreffenden Materials dient der Prävention von Schädlings- und Pilzbefall. Im Umkehrschluss bedeutet dies eine Absicherung gegenüber wirtschaftlichen Einbußen in der Holzproduktion.
Unsere Experten unterstützen Sie bei der Erstellung einer kurzfristig verfügbaren Übersichtskarte mittels Sentinel-1 Radardaten hinsichtlich der groben Abschätzung von Lage und Größe von Sturmwurfflächen in Forstgebieten.
Erfassung von Informationen zum Zustand und Veränderungen von natürlichen, naturnahen und urbanen Lebensräumen

Biotopkartierung

Biodiversität erfassen und erhalten

Monitoring durch Fernerkundung dient als wirkungsvolle Maßnahme, Biodiversität zu erfassen und zu erhalten.
Unsere Experten unterstützen Sie darin, Lebensräume und Kulturlandschaften zu erfassen und deren Veränderungen zu detektieren. Nutzen Sie unsere Informationsprodukte als Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen zur Biotoppflege, Biotoperhaltung und Biotopentwicklung.

Bodenparameter

Erfassung des Zustands der Böden

Der Boden ist die Grundlage unserer menschlichen Existens – die Basis unserer Nahrungskette und der Biodiversität. Klimaänderung und unsachgemäße Nutzung führen zur vermehrten Degradation.
Unsere Experten unterstützen Sie durch neueste Methoden zur Erfassung des Zustands der Böden bis hin zu bestimmten Bodenparametern wie z.B. der flächenhaften Verteilung der organischen Oberbodensubstanz. Unser Team arbeitet dabei von der Labor- bis zur Landschaftskala.

Infrastrukturüberwachung

Detektion von Bewegungen im cm-Bereich

Bodenbewegungen, wie Hebungen, Senkungen oder auch Hangrutschungen, können zu Schäden an Infrastrukturen führen. Eine frühzeitige Detektion solcher Deformationen ermöglicht rechtzeitige Sanierungsmaßnahmen, um eine potenzielle Einsturzgefährdung zu verhindern.
Unsere Experten sind geschult in der Anwendung der SAR-Interferometrie auf Radarbildern, um gezielt Bewegungen im cm-Bereich von Gebäuden, Brücken, Schienen und Straßen zu detektieren. Die Methodik liefert unabhängig von Wolkenbedeckung regelmäßige Ergebnisse.

Treibhausgasmodellierung

Messung und Modellierung von Treihausgasemissionen

Die Erfassung von Treibhausgasemission und Ihrer Rollen im globalen Wandel ist in den letzten Jahren zunehmen ins Bewusstsein des gesellschaftlichen Diskurs gerückt.
Unsere Experten unterstützen Sie bei der Messung und Modellierung von Treihausgasemissionen und Verteilungen im urbanen und ländlichen Raum.

Mülldetektion

Mikroplastikdetektion im Kompostiergut

Die Verunreinigung von Kompostiergut mit Mikroplastik stellt ein Problem für Kompostieranlagen dar.
Unsere Experten evaluieren die Möglichkeit der Plastikdetektion mit Hilfe von Nahinfrarot-Spektroskopie. Die Methode kann zunächst im Labor anhand von Probenentnahmen entwickelt und getestet und mit dem abbildenden NIR-Spektrometer HySpex direkt vor Ort verifiziert werden.

Bergbauüberwachung

Deformationsereignisse bei Bergbaufolgelandschaften

Bewegungen von Abraumhalden oder Hebungen und Senkungen aufgrund von Grundwasserspiegeländerungen als Folgeerscheinung von Bergbaumaßnahmen können den Lebensraum von Menschen nachhaltig beeinflussen.
Unsere Experten verwenden Sentinel-1 Radarbilder, um großflächig Bergbau- und Bergbaufolgelandschaften auf Deformationsereignisse zu untersuchen.

Lichtemission

Detektion und Messung nächtlicher Lichtquellen

Eine künstliche Aufhellung der Nacht durch ineffektive Beleuchtungsanlagen und vermeidbare Lichtemissionen wirkt sich neben einem erhöhten Energieverbrauch negativ auf den Tag-Nacht-Zyklus des Menschen und vieler Tier- und Insektenarten aus.
Unsere Experten unterstützen Sie als Stadtplaner oder Hersteller und Betreiber von Beleuchtungsanlagen darin, Lichtkonzepte umweltgerecht zu gestalten. Hierzu zählen die Detektion und Messung nächtlicher Lichtquellen, räumliche Analysen, Einsparungs- und Umweltverträglichkeitsprüfungen sowie die Beratung bei der Entwicklung und Planung von Beleuchtungsanlagen.
EN
DE