Die optische Fernerkundung analysiert variierende elektromagnetische Strahlung im Sichtbaren, im nahen Infrarot, im kurzwelligen Infrarot und im thermalen Infrarot (0,4 – 14 µm), die von verschiedenen Objekten der Erde reflektiert worden ist. Die hyperspektrale Fernerkundung, auch bekannt als Abbildende Spektroskopie, basiert auf der Analyse und Evaluation reflektierter (und emittierter) Strahlung, die über eine große Anzahl von schmalen, spektral benachbart und spektral überlappenden Kanälen detektiert wird. Die detaillierte, spektrale Charakterisierung von Absorptionsmerkmalen der Oberfläche mit Hilfe abbildender Spektrometer erlaubt die Applikation robuster Inversionsalgorithmen zur Bestimmung bio- und geochemischer Informationen der abgebildeten Fläche.

Die Forschung innerhalb dieses übergreifenden Themas fokussiert die Entwicklung neuer und automatischer Methoden zur Analyse hyperspektraler Bilder, die die spektrale Modellierung, die Extraktion detaillierter Oberflächeninformationen und die Bestimmung der mineralogischen Zusammensetzung innerhalb geo- und umweltwissenschaftlicher Anwendungen umfasst. Basierend auf unserer Expertise geben wir Empfehlungen für die Entwicklung zukünftiger Erdmissionen (EnMAP, CHIME).

Die Kalibration und Validation der entwickelten Algorithmen wird dabei durch umfangreiche Feldkampagnen unterstützt, bei denen auf unterschiedlichen Skalenebenen Bodenwahrheiten gewonnen werden. Die Beobachtungsskalen variieren je nach Applikation und reichen vom Labormaßstab (<cm), über Feldmessungen (~10cm-10m) bis in den Landschafts- und Regionalmaßstab, um mit Hilfe von Sensoren luftgestützter (Drohnen, UAV, Flugzeuge) und satellitengestützter Plattformen die Oberfläche abzubilden, zu kartieren und zu überwachen. Gegenwärtige Aktivitäten in u.a. Nordost- und Südeuropa, im Mittelmeerraum, im südlichen Afrika, in Brasilien, in Australien umfassen folgende Applikationen: