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Forschung am IGG

Globale dynamische Veränderungsprozesse sowie erhebliche Nachhaltigkeitsdefizite bei der Ressourcennutzung erfordern ein hochgenaues und kontinuierliches Monitoring von Trends und Wirkungsmechanismen, einschließlich der Prozesse für die Inanspruchnahme der Ressource Fläche. Der nachhaltige Umgang mit Ressourcen ist ein zentrales Anliegen von Politik und Gesellschaft. Das IGG verfolgt daher den Forschungsschwerpunkt

"Erfassung, Abbildung und Gestaltung der Erde",

 
der sich mit dieser Thematik auf globaler, regionaler und lokaler Ebene auseinandersetzt. Diese Forschung trägt dazu bei, dass der Diskurs rational geführt und auf quantitative Grundlagen gestützt wird. So kann auch die Nutzung der Ressourcen optimiert werden.

Ein grundsätzliches Anliegen des Forschungsschwerpunkts ist die Beherrschung der Prozesskette von der Erfassung, Analyse, Bewertung und Visualisierung bis hin zur Strategieentwicklung und Gestaltung des Raumes.

Global

... geht es um den Aufbau und die Bereitstellung eines einheitlichen, weltumspannenden Bezugsrahmens, der die Voraussetzungen dafür schafft, dass raum-zeitliche Veränderungen nachweisbar und quantifizierbar werden. Dazu gehört die hochgenaue und hochauflösende satellitengestütze Bestimmung des Gravitationsfeldes und der Oberflächengeometrie der Erde als Grundlage für die Erfassung klimabedingter Schwankungen des Meeresspiegels und die Bestimmung plattentektonischer Bewegungen mit Hilfe der Beobachtung extragalaktischer Radioquellen (VLBI). Die VLBI-Gruppe konzipiert und koordiniert in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie weltumspannende Referenznetze, Messkampagnen und Auswertungen zur Erfassung von Schwankungen der Erdrotation. An der Konzeption zweier Satellitenmissionen (CHAMP und GRACE) zur Bestimmung des Erdschwerefeldes und der Auswertung der Daten ist die Bonner Geodäsie maßgeblich beteiligt. Die Bedeutung dieser Arbeiten liegt in der Bereitstellung neuartiger Informationen für die Modellierung ozeanischer Transporte, des hydrologischen Kreislaufs, der Eismassenbilanzierung und der Geodynamik. Das Forschungsthema "Globales und regionales Geodätisches Monitoring" ist eine wichtige Schnittstelle zum Kernanliegen der Bonner Erdwissenschaften. Dabei wird auch ein globales Referenzsystem als wesentliche Voraussetzung für die Satellitenmesssysteme GPS und GALILEO bereitgestellt und verfeinert. Das sind wesentliche Grundlagen für Mobile GIS, Location Based Services (LBS) und Precision Farming. Methodische Herausforderungen ergeben sich aus den extrem hohen Genauigkeitsanforderungen im Millimeter-Bereich und der Komplexität der den verschiedenen Messverfahren zugrunde liegenden physikalischen Modelle.

Regional

... geht es zum einen darum, eine bedarfsorientierte Infrastruktur zu schaffen, um hochaktuelle und hochgenaue Daten für Entwicklungsfragen der Region zur Verfügung zu stellen. Zum anderen entwickelt sich die Region zu der zentralen Handlungs- und Entscheidungsebene für die Raumentwicklung. Daher liegt eine besondere Herausforderung in der ganzheitlichen Erfassung und Analyse räumlicher, wirtschaftlicher, ökologischer, sozialer und rechtlicher Wirkungszusammenhänge. Es sollen nutzergerechte Formen der Visualisierung und Georeferenzierung von Daten, Strukturen und Prozessen auf der regionalen Ebene wie z. B. durch 3D-Landschafts- und Stadtmodelle, Geländemodelle und interaktive multimediale Bildschirmkarten erschlossen werden, um die Kluft zwischen Experten, Entscheidungsträgern und Bürgern zu verringern. Die methodische Herausforderung liegt vor allem in der Beherrschung der Heterogenität der geometrischen und semantischen Modelle der zu integrierenden Daten.

Lokal

... geht es um die Entwicklung von Methoden und Verfahren zur hochgenauen Objekterfassung bis in den Sub-Millimeter-Bereich; Anwendungen liegen in der Planung und dem Bau von ICE-Trassen, der Überwachung von Rutschungen, Staudämmen und anderen Bauwerken, in der Beobachtung von Fahrzeugen und der Erfassung ihrer Bewegung zur Lösung von Navigationsaufgaben wie der Präzisionslandwirtschaft. Herausforderungen ergeben sich bei der Realisierung von Echtzeitsystemen, der angemessenen Auswahl geeigneter Sensoren, der Integration von Sensorinformationen und der Bewertung der Qualität der abgeleiteten Informationen. Ein weiteres Forschungsfeld auf der lokalen Ebene ist die nachhaltige Flächennutzung in urbanen und ruralen Räumen mit der zentralen Herausforderung, eine flächen- und energiesparende Siedlungsstruktur zu unterstützen. Ziel ist die Entwicklung von Werkzeugen zur Unterstützung von Planungsprozessen und -entscheidungen für Aufgaben der Analyse und Bewertung von z. B. Ausgangssituationen, Planungsvarianten und Risiken.

Diese globalen, regionalen und lokalen Forschungsthemen sind durch übergeordnete methodische Fragestellungen verknüpft, wie die Entwicklung von Sensor-, Daten- und Objektmodellen sowie die Datenintegration und Datenqualität.

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