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Die Hochschule Anhalt baut eine neue Forschungsplattform für luftgestützte Hyperspektralbildgebung auf. Das Angebot umfasst Technik und Wissen für die breite Anwendung von Daten aus dem thermischen Infrarotbereich. Das interdisziplinäre Vorhaben richtet sich an Fragen aus Landwirtschaft, Umweltplanung und Stadtplanung. Eine aktuelle Publikation beschreibt erstmals die technischen Grundlagen und ersten Testflüge.
Präzise Daten für klimaangepasste Landnutzung
Ob Trockenstress bei Pflanzen, Wärmeinseln in Städten oder Bodenversiegelung: Thermale Signale liefern frühe Hinweise auf Veränderungen, bevor sie das Auge erkennt. Die Plattform „HyTIR“ – sie kombiniert thermale Infrarotmessung mit hyperspektraler Bildgebung – erfasst Wärmestrahlung und spektrale Eigenschaften von Vegetation, Böden und bebauten Flächen. Die so gewonnenen Daten können helfen, Umwelt- oder Zustandsänderungen frühzeitig zu erkennen und in verschiedenen Anwendungsfeldern zu bewerten.
Der Klimawandel verschärft die Herausforderungen: Längere Trockenperioden, extreme Wetterereignisse und steigende Temperaturen setzen Ökosystemen und Siedlungen zu. Gleichzeitig steigt der Druck, Ressourcen wie Wasser effizienter einzusetzen und Stadtquartiere klimagerecht zu gestalten. Fernerkundungstechnologien können dabei helfen, große Flächen gezielt zu überwachen und Maßnahmen präzise anzupassen.
Neue Wellenlängenbereiche erschließen
Das Herzstück der künftigen HyTIR-Plattform ist die Telops Hyper-Cam Airborne Mini. Die Kamera arbeitet im Wellenlängenbereich von 7,4 bis 11,8 Mikrometern und erfasst damit einen Großteil des thermischen Infrarotspektrums in bis zu 1000 Kanälen. Sie misst nicht nur die Temperatur von Oberflächen, sondern analysiert auch deren spektrale Eigenschaften. Aus einer Flughöhe von 1000 Metern erreicht das System eine Bodenauflösung von 75 Zentimetern.
Die Besonderheit liegt in der Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie. Dieses Verfahren erlaubt es, Wellenlängenbereiche gezielt anzupassen und so neue Indikatoren zur Bewertung von Ökosystemen und Agrarflächen zu entwickeln. "Wir können das elektromagnetische Spektrum mit weiteren Bereichen in die Analysen einbeziehen und damit am Grundverständnis arbeiten, wo anwendungsbezogen wesentliche Informationen enthalten sind", erklärt Professorin Marion Pause vom Fachbereich Architektur, Facility Management und Geoinformation der Hochschule Anhalt.
Die Kamera lässt sich flexibel in verschiedene Forschungsflugzeuge integrieren. Erste Testflüge erfolgten im Mai 2025 mit einer Diamond DA-62 und einer Piper 28 D-EDTS über Flächen in Bernburg und Dessau. Das System kann die thermische Kamera mit weiteren Sensoren für den sichtbaren und nahinfraroten Bereich sowie für kurzwelliges Infrarot kombinieren. Diese Kombination wird künftig umfassende Multisensor-Kampagnen ermöglichen.
Früherkennung von Trockenstress im Fokus
Die ersten Testflüge konzentrierten sich auf den Funktionsnachweis der Technik. Das Forschungsteam hat die Kamera erfolgreich in Betrieb genommen und die Mitarbeitenden geschult. Nun beginnen die wissenschaftlichen Anwendungen. Im Projekt DiPredict werden die Forschenden beispielsweise die Früherkennung von Trockenstress bei Weizen untersuchen. "Die Telops Hyper-Cam ermöglicht eine gezielte und differenzierte Untersuchung des elektromagnetischen Spektrums, das von den Kulturpflanzen emittiert wird", sagt Professor Uwe Knauer vom Fachbereich Landwirtschaft, Ökotrophologie und Landschaftsentwicklung der Hochschule Anhalt.
Während herkömmliche Wärmebildkameras bereits Hinweise auf Wassermangel liefern, erlaubt die neue Technologie eine deutlich feinere Analyse. Die hyperspektrale Auflösung zeigt subtile Unterschiede in der thermischen Emission, die auf beginnende Belastungen hindeuten, bevor diese sichtbar werden.
Strategische Neuausrichtung der Forschungsinfrastruktur
Die HyTIR-Plattform ist Teil der strategischen Neuausrichtung der Fernerkundung an der Hochschule Anhalt. So hatte sie bereits im Herbst dieses Jahres den Einsatz des Gyrokopters eingestellt, um sich auf andere Flugzeugtypen sowie auf Satellitendaten zu konzentrieren. "Dadurch können wir Messkampagnen effizienter und nachhaltiger durchführen“, erklärt Professorin Marion Pause.
Das haben besonders die ersten Befliegungen der Flächen in Dessau und Bernburg mit der Telops Hyper-Cam Airborne Mini gezeigt. In Bernburg betreibt die Hochschule mehrere Feldversuche und Sensornetzwerke. Die Region liegt im Regenschatten des Harzes und erhält mit durchschnittlich 516 Millimetern Niederschlag pro Jahr vergleichsweise wenig Regen – ähnliche Bedingungen, wie sie durch den Klimawandel auch andernorts häufiger werden.
Vielseitige Anwendungen in verschiedenen Disziplinen
Die gewonnenen Daten werden künftig in verschiedene Bereiche einfließen. In der Umweltplanung können sie helfen, Ökosysteme zu bewerten und Schutzmaßnahmen zu entwickeln. In der Stadtplanung liefern sie Informationen über Wärmeinseln, Versiegelungsgrade und Kühlungseffekte von Vegetation. In der Landwirtschaft werden sie standortspezifische Bewässerungs- und Düngungsstrategien ermöglichen. Auch für die Pflanzenzüchtung bietet die Technologie Potenzial, etwa bei der Identifikation von Sorten, die Trockenstress besser bewältigen.
Als Nächstes plant das Team Workshops und die Beantragung weiterer Forschungsprojekte. Die HyTIR-Plattform soll auch anderen Forschungsgruppen zur Verfügung stehen. Interessierte können Untersuchungsgebiete definieren und gemeinsame Messkampagnen durchführen. Eine Möglichkeit: Der Workshop „FTIR remote sensing“ im Januar 2026: www.hs-anhalt.de/dfg-ftir. Außerdem ist das Team der Hochschule Anhalt vom 3. bis 8. Mai 2026 auf der EGU-Konferenz in Wien mit einer Session vertreten. Forschende und Praxispartner erfahren über diesen Link mehr: https://www.egu26.eu/session/58479.
Förderung und Kooperation
Die Telops Hyper-Cam Airborne Mini konnte dank einer Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft beschafft werden (DFG-Großgeräte 2022, Fördernummer 514067990). Die HyTIR-Plattform ist eine gemeinsame Initiative der Professoren Uwe Knauer, Marion Pause, Lutz Bannehr, Annette Deubel und Matthias Pietsch. Bei der Flugzeugintegration unterstützten die Unternehmen GeoFly und Milan.
Prof. Dr. Uwe Knauer
E-Mail: uwe.knauer@hs-anhalt.de
Prof. Dr. Marion Pause
marion.pause@hs-anhalt.de
Publikation:
Knauer, U., Pause, M., Sander, B. (2025): HyTIR – eine luftgestützte Hyperspektralbildgebungs-Forschungsplattform im LWIR-Wellenlängenbereich. Internationale Archive für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformationswissenschaften, Band XLVIII-M-7-2025, 157-162.
DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-M-7-2025-157-2025
Die Telops Hyper-Cam ermöglicht eine gezielte und differenzierte Untersuchung des elektromagnetische ...
Copyright: Hochschule Anhalt/Praxwerk
Erste Testflüge erfolgten im Mai 2025 mit einer Diamond DA-62 und einer Piper 28 D-EDTS über Flächen ...
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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Geowissenschaften, Tier / Land / Forst, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungs- / Wissenstransfer, Forschungsprojekte
Deutsch
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