Die optischen Erdbeobachtungssatelliten von morgen sollen intelligente Kamerasysteme werden. Sie sollen selbstständig den Inhalt einer aufgenommenen Satellitenbildszene erfassen und im Krisenfall ihren Aufnahmemodus eigenständig wechseln. So können zusätzliche Aufnahmen von dem betroffenen Gebiet gemacht werden. Dazu müssen an Bord eines Satelliten große Mengen an Bilddaten in kurzer Zeit analysiert werden, wobei aufgrund der begrenzten Ressourcen auf einem Raumfahrzeug der Stromverbrauch der Prozessierungseinheit so gering wie möglich sein soll. Zusätzlich sollen die Algorithmen an Bord in einer klar definierten Zeitspanne ablaufen, d.h. sie sollen echtzeitfähig sein. In der vorliegenden Dissertation wurde ein programmierbarer Hardwarechip, ein sogenanntes Field Programmable Gate Array (FPGA), für die Bildprozessierung verwendet. Mit dieser Technologie können die oben genannten Anforderungen umgesetzt werden. Die Bildverarbeitungsalgorithmen werden dabei speziell angepasst, um optimal auf dem Chip zu funktionieren. Die entwickelten Algorithmen zur Anomalie- und Mustererkennung liefern besonders im Fall einer Flutkatastrophe nützliche Informationen über die beschädigte Region. In einer aufgenommen Szene können Wasserflächen, Inseln, Brücken über Wasser und Straßenverkehr auf einer Brücke erkannt werden. Die Datengrundlage bilden hochaufgelöste panchromatische Proba-1/ HRC Satellitenbilder sowie RapidEye Aufnahmen aus dem nahen Infrarot, dem blauen und dem roten Spektrum. Es wurden auch RapidEye Bilddaten der Tsunami Flutkatastrophe von 2011 in Japan in die Analysen mit einbezogen. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden Methoden entwickelt die aufgrund ihrer Geschwindigkeit, Echtzeitfähigkeit und Relevanz im Katastrophenfall für einen Einsatz an Bord von Satelliten bestens geeignet sind. Darüber hinaus erweitern Sie das Spektrum von bisherigen Bildanalysen an Bord und zeigen, dass auch höhere Bildverarbeitung auf einem kleinen FPGA möglich ist. Die erzielten Ergebnisse sind dabei vielversprechend und leisten einen signifikanten Beitrag zur angestrebten Eigenständigkeit von künftigen Satellitenmissionen.    «

Die optischen Erdbeobachtungssatelliten von morgen sollen intelligente Kamerasysteme werden. Sie sollen selbstständig den Inhalt einer aufgenommenen Satellitenbildszene erfassen und im Krisenfall ihren Aufnahmemodus eigenständig wechseln. So können zusätzliche Aufnahmen von dem betroffenen Gebiet gemacht werden. Dazu müssen an Bord eines Satelliten große Mengen an Bilddaten in kurzer Zeit analysiert werden, wobei aufgrund der begrenzten Ressourcen auf einem Raumfahrzeug der Stromverbrauch der Pr...    »