Integriertes multi-skaliges Monitoring vulnerabler Strand-Dünen-Systeme mittels Satellitenfernerkundung und Laserscanning (MultiCoastSense)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Katharina Anders; Dr. Sandro Martinis
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 580515952

Die Fernerkundung liefert wesentliche Einblicke in die komplexen Dynamiken, die Küsten- und Uferbereiche prägen. Da Küstenprozesse über viele räumliche und zeitliche Skalen hinweg wirken, ist eine effektive Überwachung mehrerer zentraler Indikatoren entscheidend, um morphodynamische Veränderungsmuster zu verstehen. Wirkungsintensive Ereignisse wie Stürme und Gezeiten interagieren mit fortlaufender Sedimentation und Erosion, und formen Küstenlandschaften kontinuierlich um. Diese Dynamiken sind besonders ausgeprägt in den vulnerablen Strand-Dünensystemen der Barriere-Inseln im Wattenmeer, wo die hohe räumliche und zeitliche Variabilität der Küstenkomponenten einen flexiblen und integrierten multi-skaligen Monitoringansatz erfordert. Die meisten bestehenden Anwendungen setzen jedoch nur einzelne Sensoren ein, wodurch das Potenzial, sich ergänzende Eigenschaften zu nutzen und so die Erkennung sowie Analyse von Küstenveränderungen zu verbessern, eingeschränkt bleibt. Darüber hinaus werden in der aktuellen Forschung einzelne Indikatoren meist separat betrachtet, sodass deren Wechselwirkungen unzureichend quantifiziert und verstanden werden. Das zentrale Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines integrierten, multi-skaligen Monitoringkonzepts für vulnerable Strand-Dünen-Systeme durch die Kombination kontinuierlicher Satellitenfernerkundung mit multitemporalen in-situ Laserscanning-Daten. Das Projekt zielt darauf ab, das Küstenmonitoring durch die Entwicklung eines skalenübergreifenden Datenfusionskonzeptes zu optimieren. Es werden analytische Methoden entwickelt und evaluiert, um optische und Radar-Satellitenzeitreihen zu kombinieren, mit dem Ziel, zentrale Indikatoren der Küstendynamik zuverlässig zu erkennen und unter Berücksichtigung quantifizierter Unsicherheiten zu charakterisieren. UAV-basierte Laserscanning-Daten werden mit satellitengestützten Produkten kombiniert, um eine Validierung, Kalibrierung und genaue volumetrische Veränderungsmessung über verschiedene Skalen hinweg zu ermöglichen, einschließlich rigoroser Co-Registrierung und Unsicherheitsfortpflanzung. Zudem wird eine adaptive, satellitengesteuerte Einsatzstrategie entwickelt, um den Zeitpunkt der in-situ LiDAR-Erfassungen basierend auf erwartetem Informationsgewinn zu optimieren, wodurch Kosten und Verzögerungen reduziert und gleichzeitig die Beobachtung von Ereignissen maximiert werden. Das Unsicherheitskonzept unterstützt die Übertragbarkeit und Skalierbarkeit der entwickelten Methoden auf weitere Küstenstandorte mit begrenzter in-situ Datenverfügbarkeit und gewährleistet so eine breite Anwendbarkeit und langfristige Nachhaltigkeit der entwickelten Monitoringstrategie. Das Ziel ist somit die Etablierung eines robusten automatisierten Fernerkundungs-Workflows, der eine zuverlässige, langfristige Überwachung der Küstendynamik in vulnerablen Strand-Dünensystemen durch satellitengestützte Beobachtung mit gezielter Aufnahme und Integration von in-situ Topographie unterstützt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen