Überwachung isländischer Vulkane mit innovativen Fernerkundungs-Technologien und 3D Visualisierung

Abstract

Die phreatomagmatische Eruption des isländischen Vulkans Eyjafjallajökull im Frühjahr 2010 hatte durch die Beeinträchtigung des europäischen Luftverkehrs einen enormen wirtschaftlichen Schaden verursacht. Basierend auf diesem Ereignis wird im Projekt IsViews (Iceland subglacial Volcanoes interdisciplinary early warning system) der wenige Kilometer entfernte Mýrdalsjökull mit dem subglazialen Zentralvulkan Katla untersucht. Ein erneuter Vulkanausbruch wird erwartet. Das interdisziplinär ausgerichtete Forschungsprojekt steht im Kontext von GMES. Zur Überwachung stehen eine Zeitreihe von TerraSAR-X (TSX) Daten seit 2010, optische Daten der RapidEye Satelliten sowie höchstaufgelöste HRSC Luftbilddaten zur Verfügung. Unterstützt wird das Monitoring der geodynamischen Prozesse mit kontinuierlichen Höhenmodellen aus der TanDEM-X Mission. Diese werden mit Hilfe von aktuellen LiDAR Daten verifiziert. Eine umfangreiche GIS-Datenbank wird regelmäßig erweitert, u.a. durch near real-time Stripmap TSX Szenen, aktuelle Seismik-und Wetterdaten sowie Informationen über die Gletscherdynamik. Im Sommer 2013 wurden auf dem Mýrdalsjökull zwei automatische GPS Stationen, drei Pegelstationen und am DLR neu entwickelte Top-Hat Reflektoren zur Erfassung der glazialen Bewegungsvorgänge aufgebaut. Die Reflektoren konnten auf experimentellen Staring Spotlight TSX Daten mit einer Bodenauflösung von wenigen Dezimetern identifiziert werden. Eine Höhendifferenz-Analyse von sieben TanDEM-X Szenen, aufgenommen zwischen September 2011 und Juni 2013, zeigt, dass es möglich ist mit diesen innovativen Daten Änderungen des Gletschervolumens sowie Eisdepressionen zu detektieren. Ziel des Projektes ist es Veränderungen der Gletscheroberfläche, ausgelöst durch subglaziale vulkanische Aktivitäten, automatisch zu erfassen. Ein satellitengestütztes near real-time Monitoring zur Früherkennung von Naturereignissen wird entwickelt und in eine internetbasierte 3D Visualisierungsumgebung integriert. Hierfür wurde bereits ein 3D Modell von ganz Island basierend auf 267 RapidEye Bildkacheln aus den Jahren 2011 und 2012 erstellt. Die hohe vulkanische Aktivität auf Island erlaubt, Anwendungen und Methoden mittels near real-time Fernerkundungs-und GIS-Daten für den Katastrophenschutz zu erproben und einzusetzen.