Verkehrsmonitoring mit Hilfe von Radarfernerkundung

Für die Zukunft wird eine Zunahme an Verkehr prognostiziert, gleichzeitig herrscht ein Mangel an Raum und finanziellen Mitteln, um weitere Straßen zu bauen. Daher müssen die vorhandenen Kapazitäten durch eine bessere Verkehrssteuerung sinnvoller genutzt werden, z.B. durch Verkehrsleitsysteme. Dafür werden räumlich aufgelöste, d.h. den Verkehr in seiner flächenhaften Verteilung wiedergebende Daten benötigt, die jedoch fehlen. Bisher konnten Verkehrsdaten nur dort erhoben werden, wo sich örtlich feste Meßeinrichtungen befinden, jedoch können damit die fehlenden Daten nicht erhoben werden. Mit Fernerkundungssystemen ergibt sich die Möglichkeit, diese Daten flächendeckend mit einem Blick von oben zu erfassen. Nach jahrzehntelangen Erfahrungen mit Fernerkundungsmethoden zur Erfassung und Untersuchung der verschiedensten Phänomene auf der Erdoberfläche wird nun diese Methodik im Rahmen eines Pilotprojektes auf den Themenbereich Verkehr angewendet. Seit Ende der 1990er Jahre wurde mit flugzeuggetragenen optischen und Infrarot-Aufnahmesystemen Verkehr beobachtet. Doch bei schlechten Wetterbedingungen und insbesondere bei Bewölkung, sind keine brauchbaren Aufnahmen möglich. Mit einem abbildenden Radarverfahren werden Daten unabhängig von Wetter- und Tageslichtbedingungen oder Bewölkung erhoben. Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, inwieweit mit Hilfe von flugzeuggetragenem synthetischem Apertur Radar (SAR) Verkehrsdaten aufgenommen, verarbeitet und sinnvoll angewendet werden können. Nicht nur wird die neue Technik der Along-Track Interferometrie (ATI) und die Prozessierung und Verarbeitung der aufgenommenen Verkehrsdaten ausführlich dargelegt, es wird darüberhinaus ein mit dieser Methodik erstellter Datensatz mit einer Verkehrssimulation verglichen und bewertet. Abschließend wird ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen der Radarfernerkundung zur Verkehrsdatenerfassung gegeben.

All predictions show an increase in traffic during the next years but, at the same time, space and budget do not allow for the construction of additional roads. It is therefore necessary to make better use of the existing capacities and increase efficiency by improvement of traffic planning and traffic control. This could be achieved through use of data which describes the spacial distribution of traffic at a certain point in time. However, this type of data is currently not available, because so far data acquisition is only possible for selected areas by local detectors. Remote sensing systems are more independent and able to record area-wide data from a bird’s eye view. Remote sensing systems have been in use for decades now, in order to investigate a wide range of phenomena occuring on earth’s surface. This experience has been adopted for traffic monitoring. Since the late 1990’s airborne optical and thermal infrared sensor systems have been used for traffic monitoring, but these systems are highly dependent on weather and daylight conditions. Especially clouds prevent the recording of usable data. With radar remote sensing, data can be taken nearly independently from these weather conditions. This survey investigates the possibility of recording traffic data by an airborne Synthetic Aperture Radar (SAR). Furthermore, it also covers the procedure of data processing, analysis and presents practical applications. The new technique of Along Track Interferometry (ATI) and its data processing shall be described in detail. A data set, which has been produced with this method, is evaluated through comparison with a traffic simulation. Finally, an outlook on future developments in the field of traffic monitoring with radar remote sensing methods shall be given.