Veröffentlicht am 24. September 2024

swissEO S2-SR

Optische Satellitendaten (Sentinel-2) welche die Reflektanzen der Landoberfläche (Surface Reflectance - SR) für alle Sentinel-2 Kanäle in räumlichen Auflösungen von 10 m, 20 m und 60 m darstellen. Das Produkt wird aktuell in zwei Versionen bereitgestellt (siehe Hinweis zur Übergangsphase unten).

Hinweis Übergangsphase 2026: Das Produkt swissEO S2-SR wird derzeit in zwei Versionen bereitgestellt. Die bisherige Version v100 bleibt bis Ende 2026 verfügbar und wird danach abgeschaltet. Alle Informationen und Links zur v100 können zuunterst auf dieser Seite abgerufen werden. Die neue Version v200 ist ab sofort verfügbar und enthält erweiterte Inhalte sowie verbesserte und schnellere Verarbeitungsmethoden. Es wird empfohlen, bestehende Anwendungen bis Ende 2026 auf v200 umzustellen.

Die Schweiz wird von vier Bahnen des Satellitenüberfluges (Orbits) abgebildet (siehe Grafik unten). Die sich überlappenden Bahnen ergeben ca. alle drei bis fünf Tage eine vollständige Aufnahme der Schweiz, allerdings ist die Nutzbarkeit der Daten stark von den meteorologischen Bedingungen zum Zeitpunkt des Überflugs abhängig, da der Aufnahmesensor nicht durch Wolken hindurchsehen kann. Zusätzlich zu der bereits angewendeten Verortung der Daten wird eine auf die Schweiz optimierte Ko-Registrierung der Daten für eine sub-Pixel Lagegenauigkeit angewendet und eine Reprojektion in ein einheitliches Koordinatensystem durchgeführt. Ebenso mitgeliefert werden optimierte Qualitätslayer mit Masken für Wolken(-schatten) sowie topographischen Schattenwurf.

Abdeckung des Schweizer Geländes abhängig von der Satellitenbahn.

Datendarstellung

Der aktuellste Datensatz (v200) kann als Echtfarbenbild im Kartenviewer der BGDI via https://map.geo.admin.ch/?layers=ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200 angezeigt werden. Im WMS der BGDI kann der Datensatz als Echtfarbenbild via Nutzung des Layers «ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200» dargestellt werden.

Die Verarbeitung eines neu aufgenommenen Datensatzes nach dessen Aufnahme dauert zurzeit etwa 10-24 Stunden. Welche Datenerfassungen für die laufende und folgende Woche geplant sind, kann via des untenstehenden Kalenders abgerufen werden, der auf den Aufnahmeplänen der Sentinel-2 Satelliten der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) beruht.

Die Verarbeitung eines neu aufgenommenen Datensatzes nach dessen Aufnahme dauert zurzeit etwa drei Tage. Welche Datenerfassungen für die laufende und folgende Woche geplant sind, kann via Webseite der Europäischen Raumfahrtsorganisation (ESA) zu den Aufnahmeplänen der Sentinel-2 Satelliten nachgeschaut werden.

Um eine Zeitreihe betrachten zu können, gibt es einen Katalog oder eine maschinenlesbare Liste der aufgenommenen und verarbeiteten Datensätze, sowie eine weitere Liste mit den Tagen, an welchen keine Daten aufgenommen wurden oder die Wolkenbedeckung zu gross war (Orbits 8 und 22: > 85%, Orbits 108 und 65: > 95%), in welchem Fall die Daten nicht verarbeitet werden. Um ältere Datensätze im Kartenviewer der BGDI anzuzeigen, muss eine URL Parametrisierung vorgenommen werden. Dabei wird im nachfolgenden Link durch den Zeitstempel der Datenaufnahme im Format «yyyy-mm-ddtHHMMSS» (Beispiel: 2025-01-01t235959) ersetzt.

Via WMS

https://map.geo.admin.ch/index.html?layers=WMS||s2-sr_v200_<id>||https://wms.geo.admin.ch/?item=<id>||ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200||1.3.0

Zum Beispiel für den Datensatz vom 2024-05-10t102021 :

https://map.geo.admin.ch/index.html?layers=WMS||s2-sr_v200_2024-05-10t102021||https://wms.geo.admin.ch/?item=2024-05-10t102021||ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200||1.3.0

Datenverfügbarkeit

Bezug Rohdaten

Der Bezug der Rohdaten erfolgt über die collection "ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200" in der STAC Schnittstelle der BGDI:

• Download Schnittstelle: swissEO S2-SR: Optical satellite data (Sentinel-2) (admin.ch)
• Download API Dokumentation: REST Interface: Spatial Temporal Asset Catalog API (admin.ch)
• Zugriff auf STAC via Python - Einführung (Jupyter Notebook)
• Bildverarbeitung via Python using STAC (Jupyter Notebook)
• Streaming von swissEO Produkten in QGIS

Konkrete Beispiele:

• Liste aller verfügbaren Rohdaten als JSON: https://data.geo.admin.ch/api/stac/v0.9/collections/ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200/items
• Liste aller verfügbaren Rohdaten innerhalb des Vierecks mit den Koordinaten 7.43,46.95,7.69,47.10 als JSON: https://data.geo.admin.ch/api/stac/v0.9/collections/ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200/items?bbox=7.43,46.95,7.69,47.10
• Liste aller verfügbaren Rohdaten innerhalb des Vierecks mit den Koordinaten 7.43,46.95,7.69,47.10 und dem Zeitraum: 2024-04-01- 2024-04-10  https://data.geo.admin.ch/api/stac/v0.9/collections/ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v200/items?bbox=7.43,46.95,7.69,47.10&datetime=2024-04-01/2024-04-10

Weiterführende Informationen

• Technische Details

  • Koordinatensystem: CH1903+ LV95 (EPSG:2056)
  • Auflösung: 10m, 20m, 60m
  • Zeitliche Auflösung: Für jeden Überflug (ca. 2-3 Mal pro Woche)
  • Verfügbarkeit: Orbits, die mindestens 85% (Orbit 8,22) respektive 95% (Orbit 108,65) wolkenfrei sind
  • Räumliche Abdeckung: Schweiz inkl. angrenzende Seen, Fürstentum Liechtenstein, sowie 5 km Puffer
  • Datenformat: Cloud Optimized GeoTIFF (COG)
  • Schnittstellen: STAC, WMS
  • Skalierung der Reflexionswerte: Skalierungsfaktor 0.0001, Offset -0.1 (physikalischer Wert = Pixelwert × 0.0001 - 0.1)
  • Source Code: https://github.com/swisstopo/topo-satromo-v2

• Produktinhalte

  Das swissEO S2-SR v200-Produkt enthält 18 Elemente, die alle direkt heruntergeladen werden können:*

  • AOT-60M: Aerosol Optical Thickness (Band AOT) - 60m. (Musterdaten)
  • B01-60M: Coastal Aerosol (Band 1) - 60m. (Musterdaten)
  • B02-10M: Blau (Band 2) - 10 m. (Musterdaten)
  • B03-10M: Grün (Band 3) - 10 m. (Musterdaten)
  • B04-10M: Rot (Band 4) - 10 m. (Musterdaten)
  • B05-20M: Red Edge 1 (Band 5) - 20 m. (Musterdaten)
  • B06-20M: Red Edge 2 (Band 6) - 20 m. (Musterdaten)
  • B07-20M: Red Edge 3 (Band 7) - 20 m. (Musterdaten)
  • B08-10M: NIR 1 (Band 8) - 10 m. (Musterdaten)
  • B8A-20M: NIR 2 (Band 8A) - 20 m. (Musterdaten)
  • B09-60M: NIR 3 (Band 9) - 60 m. (Musterdaten)
  • B11-20M: SWIR 1 (Band 11) - 20 m. (Musterdaten)
  • B12-20M: SWIR 2 (Band 12) - 20 m. (Musterdaten)
  • SCL-20M: Scene Classification Map - 20 m. Enthält die Sentinel-2 Szenenklassifikation (Klassen 0-11). (Musterdaten)
  • CLOUDMASK-10M: Wolkenmaske gemäss OmniCloudMask - 10 m. Enthält die Wolken- und Wolkenschattenklassierung (Klassen 0-3). (Musterdaten)
  • TERRAINMASK-10M: Sonneneinstrahlungswinkel und Schattenwurf - 10 m. Enthält den solaren Einfallswinkel des Lichts (0-180°), berechnet aus Azimut und Zenitwinkel der Sonne, sowie eine Schattenmaske (Wert 200) für alle verschatteten Pixel basierend auf swissSURFACE3D zum Aufnahmezeitpunkt. Berechnung mittels HORAYZON. (Musterdaten)
  • TCI-10M: True Color Image - 10 m. Visuell optimiertes Echtfarbenbild als Cloud Optimized GeoTIFF, direkt verwendbar in Kartenanwendungen und Webapplikationen. (Musterdaten)
  • METADATA: JSON-Datei mit allen notwendigen Informationen für jedes Element des Produkts. (Musterdaten)
  • THUMBNAIL: Ein verkleinertes PNG-Bild des Satellitenbildes zur schnelleren Vorschau. (Vorschau)

  * Alle Musterdaten und Vorschauen beziehen sich auf den Datensatz vom 2020-01-18t104351 als Beispiel

  Hinweis zur Skalierung der Reflexionswerte (v200): Die Pixelwerte der Spektralbänder (B01-B12, AOT) sind skaliert gespeichert. Der physikalische Reflexionswert berechnet sich wie folgt: Physikalischer Wert = Pixelwert × 0.0001 − 0.1. Dieser Schritt muss in der Datenverarbeitung explizit berücksichtigt werden.

  Zusätzliche Informationen zum Inhalt (Englisch)

  • swissEO S2-SR - Additional Content Info - v200

    PDF71.39 kB12. August 2026

• Detaillierte Produktinformation

  Die Datengrundlage bilden die Sentinel-2 L2A Daten der European Space Agency (ESA). Sentinel-2 umfasst drei Satelliten (Sentinel-2A, Sentinel-2B und Sentinel-2C). Die Sentinel-2 Sensoren erfassen Daten in 13 spektralen Bändern des sichtbaren Lichts über den nahen Infrarotbereich bis zum kurzwelligen Infrarot mit räumlichen Auflösungen von 10 m, 20 m und 60 m. Für das «swissEO S2-SR» v200 Produkt werden sämtliche verfügbaren Bänder des Copernicus Data Space verarbeitet: B01 (Coastal Aerosol), B02, B03 und B04 (blau, grün und rot), B05, B06, B07 (Red-Edge Bänder), B08, B8A und B09 (nahes Infrarot), B11, B12 (kurwelliges Infrarot), sowie AOT (Aerosol Optical Thickness). Das Produkt deckt die Schweiz und das Fürstentum Liechtenstein einschliesslich der angrenzenden Seen sowie eines 5 km Puffers um die Staatsgebiete ab.

  Für die Identifikation von Wolken und Wolkenschatten wird der Algorithmus OmniCloudMask eingesetzt. Dieser auf neuronalen Netzen basierende Ansatz klassifiziert Wolken und Wolkenschatten direkt auf Basis der Sentinel-2 Reflexionsbänder, ohne externe Referenzdaten zu benötigen. Das Ergebnis ist eine klassierte Wolken- und Wolkenschattenmaske (CLOUDMASK-10M), die sowohl direkte Wolkenpixel (Unterscheidung zwischen dicken und dünnen Wolken) als auch Wolkenschatten kennzeichnet.

  Die Terrainschattenberechnung liefert den solaren Einfallswinkel des Lichts für jedes Pixel sowie eine präzise Schattenwurfmaske. Im Band TERRAINMASK-10M sind folgende Werte enthalten:

  • 0-180: Solarer Einfallswinkel in Grad (beleuchtete Pixel). 0° entspricht einer senkrechten Beleuchtung von oben, Werte nahe 90° einer extremen Schrägbeleuchtung.
  • 200: Schatten (Schlagschatten). Die Schattenwurfberechnung basiert auf dem digitalen Oberflächenmodell swissSURFACE3D und der Sonnenposition zum Aufnahmezeitpunkt (Abweichung ±2.5 min). Die Berechnung erfolgt mittels der Bibliothek HORAYZON, welche eine pixelgenaue Simulation des Schattenwurfs ermöglicht.

  Bilder derselben Überflugbahn (orbital track eines Satelliten) über der Schweiz werden zu einem Mosaik zusammengefügt. Dies optimiert die Datenkonsistenz und reduziert Artefakte an den Bildrändern. Bei zwei Überflugbahnen durch verschiedene Satelliten werden zwei Mosaike zur Verfügung gestellt, je eines pro Überflug.

  Die Koregistrierung in erfolgt durch einen Abgleich der Sentinel-2 Aufnahmen mit einem auf 5 m resampleten SWISSIMAGE-Referenzbild. Dabei wird der Bildabgleichsalgorithmus AROSICS verwendet, der auf dem roten Spektralband (B4) basiert, da dieses Band besonders kontrastreich ist und markante Strukturen der Landschaft gut abbildet. Der Algorithmus sucht nach übereinstimmenden Bildmerkmalen zwischen dem aktuellen Bild und dem Referenzbild und berechnet daraus Verschiebungsvektoren in X- und Y-Richtung. Die Verschiebungsvektoren werden auf alle gelieferten Bänder angewendet. Die Verschiebungsvektoren können auf Anfrage bereitgestellt werden.

  Das True Color Image (TCI-10M) in v200 ist ein visuell optimiertes Echtfarbenbild, das speziell für eine ansprechende Darstellung der Schweizer Landschaft aufbereitet wurde. Es steht als Cloud Optimized GeoTIFF zur Verfügung und kann direkt in Kartenanwendungen, Webapplikationen oder als Hintergrundbild eingebunden werden.

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Hinweis Übergangsphase 2026: Das Produkt swissEO S2-SR wird derzeit in zwei Versionen bereitgestellt. Die bisherige Version v100 bleibt bis Ende 2026 verfügbar und wird danach abgeschaltet.

• Informationen - swissEO S2-SR v100 (bis Ende 2026)

  Datendarstellung und -verfügbarkeit - v100 (bis Ende 2026)

  Der aktuellste Datensatz kann als Echtfarbenbild im Kartenviewer der BGDI via https://map.geo.admin.ch/?layers=ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v100 angezeigt werden. Im WMS der BGDI kann der Datensatz als Echtfarbenbild via Nutzung des Layers «ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v100» dargestellt werden.

  Die Verarbeitung eines neu aufgenommenen Datensatzes nach dessen Aufnahme dauert zurzeit etwa drei Tage. Welche Datenerfassungen für die laufende und folgende Woche geplant sind, kann via Webseite der Europäischen Raumfahrtsorganisation (ESA) zu den Aufnahmeplänen der Sentinel-2 Satelliten nachgeschaut werden.

  Um eine Zeitreihe betrachten zu können, gibt es einen Katalog oder eine maschinenlesbare Liste der aufgenommenen und verarbeiteten Datensätze, sowie eine weitere Liste mit den Tagen, an welchen keine Daten aufgenommen wurden oder die Wolkenbedeckung grösser als 80% war (in welchem Fall die Daten nicht verarbeitet werden). Um ältere Datensätze als TrueColor RGB Bild im Kartenviewer des BGDI anzuzeigen, muss eine URL Parametrisierung vorgenommen werden. Dabei wird im nachfolgenden Link durch den Zeitstempel der Datenaufnahme im Format «yyyy-mm-ddtHHMMSS» (Beispiel: 2025-01-01t235959) ersetzt.

  https://map.geo.admin.ch/index.html?layers=WMS||s2-sr_v100_||https://wms.geo.admin.ch/?item=||ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v100||1.3.0

  Zum Beispiel für den Datensatz vom 2024-05-10t102021 :

  https://map.geo.admin.ch/index.html?layers=WMS||s2-sr_v100_2024-05-10t102021||https://wms.geo.admin.ch/?item=2024-05-10t102021||ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v100||1.3.0

  Bezug Rohdaten - v100 (bis Ende 2026)

  Der Bezug der Rohdaten erfolgt über die collection «ch.swisstopo.swisseo_s2-sr_v100» in der STAC Schnittstelle der BGDI:

  Download Schnittstelle: swissEO S2-SR: Optical satellite data (Sentinel-2) (admin.ch) Download API Dokumentation: REST Interface: Spatial Temporal Asset Catalog API (admin.ch)  Zugriff auf STAC via Python - Einführung (Jupyter Notebook) Bildverarbeitung via Python using STAC (Jupyter Notebook) Streaming von swissEO Produkten in QGIS

  Technische Details - v100 (bis Ende 2026)

  • Koordinatensystem: CH1903+ LV95 (EPSG:2056)
  • Auflösung: 10 m
  • Zeitliche Auflösung: Für jeden Überflug (ca. 2-3 Mal pro Woche)
  • Verfügbarkeit: Orbits, die mindestens 20% wolkenfrei sind
  • Datenformat: Cloud Optimized GeoTIFF (COG)
  • Schnittstellen: STAC, WMS
  • Source Code der genutzt wurde für die Herstellung: https://github.com/swisstopo/topo-satromo/

  Produktinhalte

  Das swissEO S2-SR-Produkt enthält sieben Elemente, die alle direkt heruntergeladen werden können:*

  • BANDS-10M: True-Color-Orthophoto der RGBN-Copernicus-Bänder (B4, B3, B2, B8) mit einer Auflösung von 10m. (Vorschau, Musterdaten)
  • BANDS-20M: Red-Edge, nahes Infrarot und kurzwelliges Infrarot Copernicus-Bänder (B5, B8A, B11) mit einer Auflösung von 20m. (Musterdaten)
  • CLOUDPROBABILITY-10M: Dieses Raster enthält die Wahrscheinlichkeit für Wolkenbedeckung für jedes Pixel im Satellitenbild. (Musterdaten)
  • MASKS-10M: Dieses Raster enthält Masken für verschiedene Merkmale wie Geländeschatten, Wolken und Wolken-Schatten des Satellitenbildes. (Musterdaten)
  • METADATA: JSON-Datei mit allen notwendigen Informationen für jedes Element des Produkts. (Musterdaten)
  • REGISTRATION-10M: Dieses Raster enthält Registrierungsinformationen für die Satellitendaten, einschliesslich Verschiebung in den x- und y-Richtungen. (Musterdaten)
  • THUMBNAIL: Ein verkleinertes JPEG-Bild des Satellitenbildes zur schnelleren Vorschau. (Vorschau)

  * Alle Musterdaten und Vorschauen beziehen sich auf das neueste Produktupdate.

  Zusätzliche Informationen zum Inhalt (Englisch)

  • swissEO S2-SR - Additional Content Info - v200

    PDF71.39 kB12. August 2026

  Detailierte Produktinformation - v100 (bis Ende 2026)

  Die Datengrundlage bilden die Sentinel-2 L2A Daten der European Space Agency (ESA). Sentinel-2 umfasst drei Satelliten (Sentinel-2A, Sentinel-2B und Sentinel-2C). Die Sentinel-2 Sensoren erfassen Daten in 13 spektralen Bändern des sichtbaren Lichts über den nahen Infrarotbereich bis zum kurzwelligen Infrarot mit räumlichen Auflösungen von 10 m, 20 m und 60 m. Für das «swissEO S2-SR» Produkt werden die Bänder B2, B3, B4 und B8 (blau, grün, rot, und Nahinfrarot) in 10 m räumlicher Auflösung und die Bänder B8A, B11 und B5 (schmales Nahinfrarot, kurzwelliges Infrarot, und Red-Edge) in 20 m räumlicher Auflösung verarbeitet.

  Für die Identifikation von Wolken und Wolkenschatten werden die speziell für Sentinel-2 Daten entwickelten CloudScore+ Daten eingesetzt. Dieser Algorithmus berechnet für jedes Pixel einen spektralen Distanzwert zur theoretisch klaren Referenz, wodurch eine Einschätzung der Wolkenwahrscheinlichkeit ermöglicht wird. Im Maskierungsprozess werden sowohl direkte Wolkenpixel als auch deren Schattenbereiche identifiziert. Hierbei werden Wolken über einem Schwellenwert von 40% Wolkenwahrscheinlichkeit maskiert. Für Wolkenschatten wird ein niedrigerer Schwellenwert von 20% angewandt, allerdings nur im Projektionskorridor bereits identifizierter Wolken. Um auch halbdurchsichtige Wolkenränder zu erfassen und isolierte Fehlklassifikationen zu eliminieren, werden morphologische Filteroperationen auf die kombinierte Wolken- und Wolkenschattenmaske angewendet. Es werden sowohl die binäre Wolken- und Wolkenschattenmaske als auch der kontinuierliche Wolkenwahrscheinlichkeitslayer selbst geliefert, wodurch bei Bedarf eigene Schwellenwerte definieren werden können.

  Die Terrainschattendetektion erfolgt durch einen zweistufigen Ansatz, der sowohl den Beleuchtungswinkel als auch direkte Schattenwürfe berücksichtigt. Im ersten Schritt wird für jedes Pixel der Beleuchtungswinkel (Illumination Angle) berechnet, der sich aus dem Sonnenzenithwinkel, dem Sonnenazimut sowie der lokalen Hangneigung und -ausrichtung ergibt. Dieser Winkel gibt an, wie direkt die Sonnenstrahlen auf die Geländeoberfläche treffen. 0° bedeutet dabei eine perfekte Ausleuchtung von oben, hohe Werte gegen 90° hin bedeuten eine extreme Schrägbeleuchtung. In einem zweiten Schritt werden direkte Schattenwürfe durch die Anwendung des digitalen Oberflächenmodelles swissSURFACE^3D identifiziert. Dabei wird der Schattenwurf in Abhängigkeit der Sonnenposition zum Aufnahmezeitpunkt (Abweichung ±2.5 min) simuliert. Die identifizierten direkten Schattenwürfe werden in der Terrainschattenmaske mit dem Wert 100 gekennzeichnet.

  Bilder derselben Überflugbahn (orbital track eines Satelliten) über der Schweiz werden zu einem Mosaik zusammengefügt. Dies optimiert die Datenkonsistenz und reduziert Artefakte an den Bildrändern. Bei zwei Überflugbahnen durch verschiedene Satelliten werden zwei Mosaike zur Verfügung gestellt, je eines pro Überflug.

  Die Koregistrierung erfolgt durch einen Abgleich der Sentinel-2 Aufnahmen mit einem Referenzbild (S2 Global Reference Image, GRI). Dabei wird ein Bildabgleichsalgorithmus verwendet, der auf dem roten Spektralband (B4) basiert, da dieses Band besonders kontrastreich ist und markante Strukturen der Landschaft gut abbildet. Der Algorithmus sucht nach übereinstimmenden Bildmerkmalen zwischen dem aktuellen Bild und dem Referenzbild und berechnet daraus Verschiebungsvektoren in X- und Y-Richtung. Die Verschiebungsvektoren werden auf alle gelieferten Bänder angewendet, sowie selbst für die Nachvollziehbarkeit zur Verfügung gestellt.

Nutzungsbedingungen

swissEO darf verwendet, verbreitet und zugänglich gemacht werden. Darüber hinaus darf es angereichert und verarbeitet und auch kommerziell genutzt werden. Ein Verweis auf die Quelle ist obligatorisch. Im Falle digitaler oder analoger Darstellungen und Veröffentlichungen sowie im Falle der Verbreitung müssen in jedem Fall folgende Quellenangaben angefügt werden:

© swisstopo, Enthält modifizierte Copernicus Sentinel-Daten [Jahr]

Weitere Informationen zu den Nutzungsbedingungen finden Sie auf der Nutzungsbedingungen-Webseite.