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Diplom- und Master-Arbeiten (eigene und betreute):

S. Hahn:
"Calibration-Related Artefacts in the initial ASCAT Soil Moisture Product";
Betreuer/in(nen): W. Wagner; Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung, 2011; Abschlussprüfung: 03.05.2011.



Kurzfassung deutsch:
Seit Dezember 2008 läuft der operationelle Vertrieb eines globalem 25km Bodenfeuchte
Produkts durch die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten
(EUMETSAT), abgeleitet aus Advanced Scatterometer (ASCAT) Messungen an Bord des meteorological
operational satellite METOP-A. Bodenfeuchte wird mit Hilfe eines von der Technischen
Universität Wien (TU-Wien) entwickelten change detection Algorithmus gewonnen,
welcher ursprünglich für das Active Microwave Instrument (AMI), an Board der beiden Europäischen
Satelliten ERS-1 und ERS-2, entwickelt wurde. Mit dem Start der ersten von drei
METeorological Operational Platforms (METOP-A) im Oktober 2006, übernimmt und verbessert
ASCAT an Bord von METOP-A die Rolle seines Vorgängers AMI. Es war zu erwarten,
dass der soil moisture retrieval Algorithmus nahezu unverändert auf ASCAT anwendbar sein
würde, da die Konfiguration und das technische Design sehr ähnlich zu den ERS Scatterometern
ist. Ein wichtiger Aspekt für das TU-Wien Modell ist jedoch ein robuster langzeit Referenzdatensatz
von scattering parameters. In anbetracht dessen, musste sich das anfängliche
ASCAT Bodenfeuchte Produkt auf Modellparameter, abgeleitet aus über 15 Jahren ERS-1/2
Datensätzen, beziehen. Allerdings aufgrund unterschiedlicher Kalibrierung und Auflösung
verursacht diese Kombination aus ASCATMessungen und der historischen Langzeitreferenz
Probleme im anfänglichen ASCAT Bodenfeuchte Produkt.
Die Zielsetzung der Diplomarbeit ist daher die Analyse des anfänglichen ASCAT Bodenfeuchte
Produkts, wobei der Schwerpunkt auf derQuantifizierung des Einflusses des ERS-1/2
historischen langzeit Referenzdatensatzes auf das Bodenfeuchteprodukt liegt. Demzufolge
wurde ein Modell entwickelt, welches die beiden zu erwartenden Hauptursachen untersuchen
soll: Unterschiede in räumlicher Auflösung und Kalibrierung. Es zeigte sich, dass ein
simplesModell in der Lage ist die verbleibenden Artefakte aufgrund unterschiedlicher räumlicher
Auflösung im anfänglichen ASCAT Bodenfeuchte Produkt zu beschreiben, welche speziell
in Gebieten mit scharfen backscatter Kontrasten auftraten. Das zu erwartende Verhalten
im Falle von absoluter Kalibrierungsunterschiede konnte ebenfalls erfolgreich simuliert werden,
allerdings nimmt diese Charakteristik mit zunehmender Bodenfechte ab.

Kurzfassung englisch:
Since December 2008 the European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites
(EUMETSAT) has been operationally distributing a global 25km surface soil moisture
product derived from the Advanced SCATterometer (ASCAT) on board the meteorological
operational satellite METOP-A. Soil moisture is retrieved by using the change detection
model originally developed for the Active Microwave Instrument (AMI) flown on the European
satellites ERS-1 and ERS-2 by the Vienna University of Technology (TU-Wien). With
the launch of the first of three METeorological Operational Platforms (METOP-A) in October
2006, ASCAT on board METOP-A inherits and continues the role of his predecessor AMI.
The original soil moisture retrieval algorithm was expected to be almost directly applicable
for ASCAT with only minor changes, since the configuration and technical design is similar
to the ERS scatterometers. An important aspect for the TU-Wien model is to have a robust
historic long-term reference data set of scattering parameters. In view of this fact, the initial
ASCAT soil moisture product had to rely on the model parameters derived from over 15 years
of ERS-1/2 data sets. Because of differences in calibration and resolution, the combination
of ASCAT backscatter measurements and ERS-1/2 historic long-term reference causes some
problems in the initial ASCAT soilmoisture product.
The objective of the present master thesis was to analyse and investigate the initial ASCAT
soil moisture product with the main focus on quantification of the impact from the ERS-1/2
historic long-term reference data set. Therefore, a model was developed to investigate the
expected two main effects: spatial resolution and calibration difference. It turned out that
a simple model is able to describe the remaining artefacts in the initial ASCAT soil moisture
product due to a spatial resolution difference, which especially occur in areas characterized
by sharp backscatter contrasts. The expected behaviour in case of different absolute calibration
could have been modeled as well, though the characteristics are decreasing with increasing
soil moisture.


Elektronische Version der Publikation:
http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_196315.pdf


Erstellt aus der Publikationsdatenbank der Technischen Universität Wien.