Zeitreihenanalyse
Die Zeitreihenanalyse in der Fernerkundung untersucht Sequenzen von Satellitenbildern, die über einen Zeitraum aufgenommen wurden, um Trends, saisonale Muster und abrupte Veränderungen der Landbedeckung, des Vegetationszustands und der Oberflächenbedingungen zu erkennen.
Überblick
Die Zeitreihenanalyse untersucht im Kontext der Fernerkundung Sequenzen von Satelliten oder Luftbildaufnahmen, die über dasselbe geografische Gebiet in regelmäßigen Zeitabständen erfasst wurden, um zeitliche Muster, Trends und Anomalien zu identifizieren. Mit jahrzehntelangen archivierten Bildbeständen aus Missionen wie Landsat (seit 1972) und MODIS (seit 2000) hat sich die Zeitreihenanalyse zu einem leistungsfähigen Ansatz entwickelt, um zu verstehen, wie sich die Erdoberfläche verändert.
Wichtige Verfahren
Die Trendanalyse passt statistische Modelle an langfristige Datenreihen an, um allmähliche Veränderungen wie Entwaldung, Urbanisierung oder klimabedingte Ergrünung zu erkennen. Die phänologische Analyse verfolgt saisonale Vegetationszyklen, einschließlich des Austriebs, der maximalen Produktivität und der Seneszenz. Algorithmen zur Erkennung von Bruchpunkten wie BFAST (Breaks For Additive Season and Trend) identifizieren abrupte Veränderungen, die durch Störungen wie Feuer, Abholzung oder Überschwemmungen verursacht werden. Die harmonische Analyse zerlegt Zeitreihen in saisonale Komponenten und Residuen zur Anomalieerkennung.
Anwendungen
Die Zeitreihenanalyse wird für die Überwachung von Waldstörungen, die Verfolgung der Phänologie landwirtschaftlicher Kulturen, die Frühwarnung vor Dürren, die Kartierung städtischer Expansion, die Messung des Gletscherrückgangs und die Überwachung der Ausdehnung von Gewässern eingesetzt. Cloud-Plattformen wie Google Earth EngineGoogle Earth EngineGoogle Earth Engine is a cloud-based geospatial analysis platform that combines a multi-petabyte catalog of satellite... haben die Zeitreihenanalyse im planetaren Maßstab für Forschende weltweit zugänglich gemacht.
Fazit
Die Zeitreihenanalyse verwandelt Archive von Satellitenbildern von statischen Momentaufnahmen in dynamische Aufzeichnungen des Umweltwandels und ermöglicht die Beobachtung sowohl allmählicher Trends als auch plötzlicher Störungen, die einzelne Zeitpunktanalysen nicht erfassen können.
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