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Hinweis zur DVD "Lexikon der Fernerkundung"
Das vorliegende "Kleine Lexikon der Fernerkundung" ist eine stark verkürzte Version des "Lexikon der Fernerkundung". Es stammt von den gleichen Autoren wie das "ENSO-Phänomen". Gleichermaßen existiert eine Internet-Version und eine DVD-Version, letztere mit umfangreichen Zusatzmaterialien (Tutorials, Software, hochauflösende Grafiken usw.)
Sie finden die Online-Version im Internet unter http://www.fe-lexikon.info/.
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Engl. Akronym für Advanced Along Track Scanning Radiometer; abbildender Infrarot-Sensor auf ENVISAT-1 zur Präzisionsmessung der Meeres- und Landoberflächentemperaturen.
Klasse abbildender Sensoren mit hohem spektralem Informationsgehalt. Abbildende Spektrometer arbeiten ohne mechanische Scaneinheit. Statt dessen wird auf einem zweidimensionalen Detektorarray (meist CCD) die Rauminformation in "Cross-Track"-Richtung auf einer Dimension des Arrays und die spektrale Information auf der zweiten Dimension des Arrays abgebildet; die Rauminformation in Flugrichtung entsteht durch die Bewegung des Satelliten.
Bisher werden die meisten abbildenden Spektrometer von Flugzeugen aus eingesetzt. Nur der Modulare Optoelektronische Scanner (MOS) des DLR wird seit 1996 von Satelliten aus betrieben.
Engl. imaging laser scanner, aktiver Sensor, der als Höhenmessgerät (Altimeter) dient und gleichzeitig ein Geländebild erzeugt.
In der Physik die Abschwächung einer Teilchen- oder Wellenstrahlung beim Eindringen in Materie. Die Energie der absorbierten Strahlung wird dabei in andere Formen, z.B. in Wärme, umgewandelt. Bei der Absorption von Licht gehen die Moleküle der durchstrahlten Materie zum Teil in angeregte Energiezustände über; dabei werden, abhängig vom Material, stets nur bestimmte Wellenlängen absorbiert. Das absorbierende Medium kann seinerseits Strahlung aussenden, aber erst nachdem eine Energieumwandlung stattgefunden hat.
Für die Fernerkundung der Erde wirkt die Absorption als Störgröße, da keine oder nur eine erheblich reduzierte Strahlung die Erdoberfläche erreichen kann. Bei der Auswertung von FE-Daten für atmosphärische Fragen sind jedoch gerade diese Absorptionsprozesse entscheidend. Der Strahlungsumsatz an der Erdoberfläche ist ebenfalls gekennzeichnet durch spezifische, stofflich bestimmte Absorptionsprozesse, die z.T. durch sehr schmalbandige Absorptionsbanden bestimmt sein können.
Spezieller Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums, in denen die Strahlungsenergie durch spezifische stofflich-substantielle Eigenschaften von in der Atmosphäre enthaltenen Gasen markant absorbiert wird. Wichtige Absorptionsbanden in der Atmosphäre sind vor allem die 6,3 µm-Wasserdampfbande, die 15 µm- und 4,3 µm-Kohlendioxidbanden sowie die 9,6 µm-Ozonbande, welche in Infrarotspektren deutlich hervortreten (Strahlungsabsorption). Die Absorptionsbande anderer Spurengase sind in der Atmosphäre deutlich schwächer wegen deren geringerer Konzentration (z.B. Methan, Distickstoffoxid). Da die Linien in Absorptionsbanden relativ nahe beieinander liegen, können diese in Spektren nur bei entsprechend hoher spektraler Auflösung getrennt werden. Insbesondere für die Detektierung von Gesteinen und Mineralen eignen sich sehr schmalbandige Absorptionsbanden im Bereich des SWIR (Shortwave Infra-Red, Infrarot).
Engl. Akronym für Advanced Earth Observing Satellite, syn. Midori-II; japanischer Satellit mit 8 Sensoren zur Beobachtung von Ozeanfarben und -temperaturen, Ozon, Landoberfläche als Nachfolger der vorzeitig beendeten ADEOS-Mission. Der Satellit wurde mit einer H-IIA-Rakete vom Tanegashima Raumfahrtzentrum in der Präfektur Kagoshima im Dezember 2002 in seine Umlaufbahn geschossen. Die Höhe des Perigäums beträgt 803 km, die des Apogäums 820 km, die Inklination 98,7°.
Die zwei Hauptsensoren sind ein Radiometer (AMSR) und der Global Imager (GLI). Weitere Instrumente sind: Improved Limb Atmospheric Spectrometer-II, SeaWinds, Polarization and Direction of the Earth Reflectance, Data Collection System.
ADEOS-II soll Beiträge liefern zur Untersuchung
Praktischen Nutzen verspricht man sich z.B. für die Meteorologie und das Fischereiwesen.
Eine Suspension aus einem Gas (üblicherweise Luft) und festen oder flüssigen Teilchen im Grössenbereich zwischen 10-4 µm und 10 µm. Wolkentröpfchen, Eiskristalle oder fallende Niederschläge zählen nicht zu den Aerosolen. Aerosole können auf direktem Wege in die Atmosphäre gelangen (Industrielle Partikelemission, Winderosion, Vulkanausbrüche u.a.) oderaus der Umwandlung von Gaspartikeln entstehen. Rauch und sehr feiner Staub besteht aus festen in Luft suspendierten Teilchen.
Die Bedeutung von Aerosolen ergibt sich daraus, dass sie
Aerosole spielen eine wesentliche Rolle in der Strahlungsbilanz der Atmosphäre, da die optischen Eigenschaften Albedo und Durchlässigkeit beeinflusst werden. Aerosole können an ihrer Oberfläche aber auch durch sogenannte heterogene chemische Reaktionen die Chemie der Atmosphäre beeinflussen.
Engl. Akronym für Atmospheric Infrared Sounder; sondierender Sensor an Bord von Aqua zur Erstellung von Temperaturprofilen und zur Messung von flüssigem und gasförmigem Wasser in der Atmosphäre.
Ein Fernerkundungssystem, das seine eigene elektromagnetische Strahlung aussendet, um eine Objekt aufzuspüren oder um ein Gebiet zu beobachten und das die von dort reflektierte oder ausgesandte Strahlung empfängt. Radar- bzw. Mikrowellensysteme sind aktive Systeme. Im Gegensatz zu passiven Systemen sind sie wetterunabhängige Systeme.
Syn. Höhenmesser, Gerät zur Messung der Höhe über einer bestimmten Oberfläche. Mit Aneroidbarometern, deren Luftdruckskala in Längeneinheiten beziffert ist, kann die Höhe über einer Fläche konstanten Luftdrucks gemessen werden.
In Flugzeugen und auf Satelliten werden Altimeter eingesetzt, die nach dem Laser-, Lidar- und Radarprinzip arbeiten, um die Höhe über der physikalischen Erdoberfläche (Land, Meer, Eis) zu bestimmen. Bei Lidar- und Laseraltimetern werden stark gebündelte Lichtimpulse ausgesandt und die Laufzeit bis zum Empfang des reflektierten Impulses gemessen. Die halbe Laufzeit wird dann in Längeneinheiten konvertiert. Radaraltimeter arbeiten in der gleichen Weise, nutzen jedoch Mikrowellenfrequenzen.
Technik zur Höhenmessung. Satellitenaltimetrie misst die Zeit, die ein Radarstrahl benötigt, um die Strecke von der Satellitenantenne zur Erdoberfläche und zurück zum Empfangsmodul des Satelliten zurückzulegen. Kombiniert mit genauen Positionsdaten liefert Altimetrie beispielsweise Angaben zur Höhe des Meeresspiegels.
Weiterführende Informationen:
Engl. Akronym für Active Microwave Instrument; aktiver C-Band-Radarsensor auf den Erderkundungssatelliten ERS-1 und ERS-2. AMI kann in mehreren Modi betrieben werden: als Scatterometer zur Messung von Windfeldern, im Wave-Mode zur Messung der Wellenhöhe auf der Meeresoberfläche und als abbildender SAR-Sensor mit einer räumlichen Auflösung von etwa 30 m.
Copyright ESA
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Engl. Akronym für Advanced Microwave Scanning Radiometer; japanischer Sensor an Bord von ADEOS-II. Verschiedene geophysikalische Parameter, besonders solche mit Wasserbezug, können mit AMSR-Daten bestimmt werden. Zusätzlich zu bisher schon üblichen Parametern wie Wasserdampf, Niederschlag, Windgeschwindigkeit in Meeresoberflächennähe, treten Parameter, z.B. Meeresoberflächentemperatur, Bodenfeuchte, die man mit Hilfe neuer Frequenzkanäle ermitteln will.
Engl. Akronym für Advanced Microwave Sounding Unit; passive Mikrowellen-Sensoren in den Television Infrared Observation Satellites (TIROS) der NOAA und dem Meteorological Operational (METOP) Satelliten.
Im Rahmen der von ESE und EOS eingesetzter Satellit zur Ermittlung von genauen ozeanographischen und atmosphärischen Messdaten mit dem Ziel eines besseren Verständnisses des Erdklimas und seiner Änderungen. Seine Sensoren messen während der auf 6 Jahre angelegten Mission Bewölkung, Niederschlag, Lufttemperatur, Luftfeuchte, Schneebedeckung, Meereseis und Meeresoberflächentemperatur. Auf einer niedrigen, sonnensynchronen Umlaufbahn (705 km) überquert Aqua den Äquator jeden Tag zur selben Zeit. Aqua trägt folgende Sensoren: AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS), AIRS (Atmospheric Infrared Sounder), AMSU-A (Advanced Microwave Sounding Unit-A), CERES (Cloud's and the Earth's Radiant Energy System), HSB (Humidity Sounder for Brazil), MODIS.
Engl. Akronym für Remote Data Collection System (Argos: griech. Mythos, vieläugiger Riese); Telemetrie-Kommunikationspaket zur Weiterleitung der Daten von Messbojen und anderen weit verteilten automatischen Messeinrichtungen. Das ARGOS-DCS an Bord der polarumlaufenden NOAA-Satelliten kann zusätzlich die Position mobiler Messplattformen orten. Auch die geostationären Satelliten (METEOSAT, GOES) haben ein DCS an Bord, im Falle von METEOSAT entfällt jedoch der Zusatz ARGOS.
Engl. Akronym für Advanced Synthetic Aperture Radar; ASAR ist ein fortschrittlicher aktiver C-Band Radarsensor (5.331 GHz) auf dem Satelliten ENVISAT. ASAR setzt die mit AMI auf den ERS-Satelliten begonnene Serie abbildender Radargeräte fort; im Gegensatz zu AMI ermöglicht ASAR durch seine aktive Antenne elektronische Strahlschwenkung und sehr grosse beobachtbare Streifenbreiten von bis zu 400 km mit einer räumlichen Auflösung von 30 bis 100 m. Damit ist ASAR sowohl für lokale als auch globale Beobachtung geeignet. Zusätzlich kann (nahezu) simultan in vertikaler und horizontaler Polarisation beobachtet werden. Hauptsächliche Beobachtungsziele sind u.a. Ozeanwellen (Charakteristika), Meereseis und dessen Ausbreitung, Meeresverschmutzung durch Öl, Schnee- und Eisbedeckung, Oberflächentopographie, Landbedeckung (Klassifikation) und deren Entwicklung.
Engl. Akronym für Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer; ASTER ist ein in Japan gebautes Instrument zur bildhaften Darstellung von Landoberflächentemperatur, Orographie, Emissionsvermögen und Reflektionsverhalten. ASTER ist auf dem amerikanischen Terra-Satelliten, als einem Teil des Erdbeobachtungssystems (EOS) der NASA installiert.
Begriff zur Beschreibung eines Abschnittes des elektromagnetischen Spektrums, in dem die Atmosphäre Strahlung nur schwach absorbiert. Wellenlängenbereiche (Spektralbereiche) innerhalb derer die Atmosphäre für solare Ein- bzw. terrestrische Ausstrahlung durchlässig ist, treten dort auf, wo die Strahlungsabsorption durch Wasserdampf, Kohlendioxid und Ozon besonders gering ist. Von besonderer Bedeutung sind die beiden Infrarotfenster in den Wellenlängenbereichen 3,4-4,1 µm und 8-13 µm. Der Wellenlängenbereich von 10,5-12,5 µm wird als Wasserdampffenster bezeichnet. Besonders durch dieses Fenster kann die langwellige Ausstrahlung der Erde von Satelliten aus aufgenommen und mithilfe des Planck'schen Strahlungsgesetzes in Oberflächentemperaturen der Erdoberfläche umgerechnet werden.
Bezeichnung für den geplanten Formationsflug von 5 amerikanischen und 1 französischen Satelliten zur Erzielung von Synergieeffekten der dann nahezu gleichzeitigen Datenaufnahme. Alle sechs Satelliten werden den Äquator innerhalb weniger Minuten um 13h30 Ortszeit überqueren und werden daher auch als Nachmittags-Konstellation bezeichnet. Dies unterscheidet sie von der Vormittag-Konstellation der aktuellen Missionen Terra, Landsat-7, SAC-C, EO-1.
| Satellit | Position innerhalb des A-Trains | Aufgaben der Mission | Instrumente |
|---|---|---|---|
| Aqua | Führungssatellit innerhalb der Formation bis zum Start von OCO. | Auf Synergien angelegte Zusammenstellung der Sensoren zur Untersuchung des irdischen Klimas mit besonderer Beachtung des Wassers im System Erde/Atmosphäre in allen drei Zustandformen. | AIRS/AMSU-A/ HSB AMSR-E CERES MODIS |
| CloudSat | Folgt Aqua im Abstand von 30 sec bis 2 min. Der Abstand zu Aqua und CALIPSO ist zur Erzielung der Synergieeffekte besonders wichtig. | Profilierendes Wolkenradar, das eine sehr genaue Untersuchung der Wolkendecke und eine bessere Abschätzung der Wolken hinsichtlich ihrer Rolle für das irdische Klima erlaubt. | CPR |
| CALIPSO | Folgt CloudSat in nicht mehr als 15 Sekunden nach. Muss seine Position relativ zu Aqua halten um Synergieeffekte zu ermöglichen. | Beobachtungen des Lidar in Kombination mit passiven Bildaufnahmeverfahren werden das Verständnis für den Einfluss des Aerosols und der Wolkendecke für das irdische Klimaverbessern. Insbesondere wird Aufschluss über die Interaktion der beiden Parameter erwartet. | CALIOP IIR WFC |
| PARASOL | Folgt auf CALIPSO nach ca. 1 min. | Messungen polarisierten Lichtes ermöglicht die genauere Bestimmung von Aerosol und Wolken in der irdischen Atmosphäre, insbesondere wird die Unterscheidung nachnatürlichen und anthropogenen Aerosolen möglich. | POLDER |
| Aura | Folgt auf Aqua nach ca. 15 min., überquert aber wg. eines unterschiedlichen Orbits den Äquator 8 min. nach Aqua, um Synergieeffekte mit Aqua nutzen zu können. | Ausgestattet mit auf Synergieffekte zielender Nutzlast, die auf die Erkundung der horizontalen und vertikalen Verteilung der wichtigsten atmosphärischen Schmutzstoffe und Treibhausgase, sowie deren zeitliche Veränderungen ausgerichtet ist. | HIRDLS MLS OMI TES |
| OCO | Wird nach seinem Start Aqua um 15 min vorauseilen. | Erkundet die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid | 3 gr. Infrarot-Spektrometer |
Engl. Akronym für Along Track Scanning Radiometer; Instrument auf den ESA-Erdbeobachtungsmissionen ERS-1, ERS-2 und als Advanced ATSR (AATSR) auf ENVISAT. Das Radiometer misst Oberflächentemperaturen, insbesondere der Ozeane, mit einer Genauigkeit von 0,3 °C. Die Messungen erfolgen im infraroten und im sichtbaren Bereich und besitzen eine räumliche Auflösung von einem Kilometer. Seine Daten und Bilder sind wesentliche Beiträge zum Verständnis des Weltklimas und dessen Veränderungen.
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Das Radiometer misst die oberflächennahen Temperaturen der Ozeane mit hoher Frequenz.
Nebenstehende Animation mit den Anomalien der Meerestemperaturen dokumentiert die Entwicklung des ENSO-Phänomens von 1996 bis 2003. Besonders eindrucksvoll ist das Einsetzen der Kelvinwelle im Jahr 1997.
Quelle: ESAWeitere Informationen: http://www.atsr.rl.ac.uk/
Ein Maß für die Fähigkeit, beobachtbare Mengen zu unterscheiden. Bei Abbildungen beschreibt sie die Fläche, die von jedem Bildpunkt (Pixel) dargestellt wird. Je kleiner die von einem Pixel dargestellte Fläche ist, umso genauer und detailreicher ist das Bild.
Die Aura-Mission des Earth Observing Systems wurde im Juli 2004 mit einer Delta II-Rakete von Vandenberg, CA. gestartet. Der Satellit mit seinen vier Instrumenten wird in eine polare, sonnensynchrone Umlaufbahn gebracht. Diese verläuft in 705 km Höhe und besitzt eine Inklination von 98,2°. Aufgabe der Mission ist die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre und ihrer Dynamik mit besonderem Augenmerk auf die obere Troposphäre und die untere Stratosphäre (5-20 km). Es wird der Gehalt an Ozon, Aerosol und verschiedener Atmosphärenbestandteile mit Schlüsselcharakter gemessen, die alle eine wichtige Rolle für die Atmosphärenchemie, die Luftqualität und das Klima spielen. Das erhoffte bessere Verständnis vom Transport chemischer Substanzen und Luftverunreinigungen erlaubt eine angemessenere Umweltpolitik.
Engl. Akronym für Advanced Very High Resolution Radiometer; abbildender multispektraler Sensor auf der Serie der TIROS-Satelliten der NOAA. AVHRR hat im Subsatellitenpunkt eine räumliche Auflösung von etwa 1 km und beobachtet als eine Art "Weitwinkel-Sensor" die grosse Streifenbreite von etwa +/-1500 km.
Die obige Darstellung ist ein typisches Quicklook von NOAA-AVHRR-Daten, so wie es am DFD mindestens 5 mal am Tag erzeugt und ganz aktuell in ISIS eingespeisst wird. Zu sehen ist links der Spektralbereich im kurzwelligen Infrarot (SWIR), rechts der im thermischen Infrarot. Der spektrale Bereich des kurzwelligen IR zeigt vor allem reflektiertes Sonnenlicht. Im thermischen IR sieht man emittierte (Wärme-)Strahlung; der Spektralbereich ist in dieser Darstellung invertiert, d.h. kalte Bereiche werden eher hell, warme Bereiche eher dunkel dargestellt.
Syn. Pixel; die durch die Messgeschwindigkeit und Geometrie des Aufnahmesystems festgelegte kleinste Flächeneinheit eines digitalen Bildes. Sie ist gleichzeitig ein Maß für das räumliche Auflösungsvermögen. Der radiometrische Wert des Bildelements stellt die vom Aufnahmesystem gemessene, integrierte Gesamtheit der Strahlung dar, die von dieser Fläche reflektiert oder emittiert wird. In der Regel haben Bildelemente in der Fernerkundung eine quadratische Form. Der Begriff ist nicht zu verwechseln mit dem in der Drucktechnik bei Halbtonvorlagen verwendeten Begriff des durch reprotechnische Rasterung entstandenen Bildpunktes.
Sammelbegriff für alle Verfahren zur problemorientierten Grauwert- oder Farbänderung von analogen oder digitalen Bildern als Vorstufe bzw. Teil einer nachfolgenden Bildanalyse oder geometrischen Bildauswertung.
Engl. Akronym für Bispectral Infra-Red Detection; 2001 mit einer indischen Rakete und gemeinsam mit dem indischen Hauptsatelliten TES sowie dem ESA-Satelliten PROBA in einen 572 Kilometer hohen Orbit gebrachter Kleinsatellit des DLR . Der mit zwei Solarsegeln ausgestattete, würfelförmige Satellit soll auf seiner Mission belegen, dass vom Weltraum aus Waldbrände, insbesondere ihre Ausdehnung und die auftretenden Flammentemperaturen, frühzeitig bestimmt werden können. Er wird noch nicht im operationellen Routine-Einsatz arbeiten, sondern neuartige Satelliten- und Sensor-Technologien sowie wissenschaftliche Methoden erproben helfen, um sie später auf anderen Plattformen einzusetzen.
Eine besondere Qualität der wissenschaftlichen Daten werden durch die Kombination des zweikanaligen Infrarot-Sensorsystems mit einer Drei-Zeilen-Stereokamera erwartet. Die beiden Kameras versprechen neue Anwendungspotentiale für die Beobachtung von Vegetationsbränden, Vulkan-Aktivitäten sowie zur Unterscheidung von Wasserdampfwolken und Rauchwolken und für Vegetationsanalysen.
Engl. ground segment, Sammelbegriff für die gesamte Infrastruktur auf der Erde zur Kontrolle und Steuerung der Satelliten (Missionskontrollzentrum, MCC) sowie zum Empfang und zur Verarbeitung von Satellitendaten (Bodenstationen, Archive, Nutzerschnittstellen). Ein sogenanntes "end-to-end" Satellitensystem besteht aus einem Raum- und einem Bodensegment.
Vormals unter der Bezeichnung PICASSO-CENA geführte Mission von NASA und CNES zur Ermittlung von Daten bzgl. Aerosol- und Wolkeneigenschaften mit dem Ziel verbesserter Klimavorhersage. CALIPSO führt ein Polarisations-empfindliches Lidar als Hauptinstrument mit, ferner ein abbildendes Infrarot-Radiometer (IIR) und eine Weitwinkelkamera. CALIPSO ist Bestandteil des auf Synergieeffekte ausgelegten A-Trains. Der Start ist für 2004 vorgesehen.
Weitere Informationen: http://www-calipso.larc.nasa.gov
Engl. Akronym für Charge Coupled Devices; flächen- oder zeilenhaft angeordnete Sensorelemente in opto-elektronischen Abtastern zur Bildaufnahme von Flugzeugen oder Satelliten aus. CCDs werden z.B. auf den Satelliten der SPOT-Serie verwendet. Der Vorteil dieser Aufnahmetechnik ist, dass eine gesamte Bildzeile gleichzeitig erfasst wird und nicht wie bei opto-mechanischen Systemen ein Zeitversatz entsteht. Durch die Vorwärtsbewegung der Plattform wird Zeile um Zeile lückenlos und überdeckungsfrei senkrecht zur Flugrichtung abgetastet.
Akronym für Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research and Application; deutsches Satellitenprojekt zur Bestimmung des Gravitationsfeldes und des Magnetfeldes der Erde, zur Ermittlung der Verteilung von Temperatur, Feuchte und Druck in Tropo- und Stratosphäre sowie der Elektronendichte in der Ionosphäre. Der Satellit wurde im Juli 2000 in seine Umlaufbahn gebracht. Das Nachfolgeprojekt GRACE ist bereits gestartet.
Weitere Informationen: http://www.gfz-potsdam.de/pb1/op/champ/
Experimentelle Satellitenmission zur Messung der vertikalen Wolkenstruktur aus dem Weltall. Der Satellit wird detaillierte, dreidimensionale Bilder liefern, die eine bessere Analyse der Bewölkung ermöglichen (Vertikalprofile zur Verteilung von Wasser und Eis), z.B. im Zusammenhang mit dem globalen Klimasystem und dessen Modellierung. Bessere Wetter- und Klimaprognosen werden erwartet. Die Beobachtungen von CloudSAT sollen auch das Verständnis für die Rolle von Aerosol bei der Wolkenbildung verbessern. Gleichzeitig dienen sie der Verbesserung und Validitierung von Daten anderer Satelliten.
Das eingesetzte Instrument ist ein mit 94 GHz arbeitendes, senkrecht messendes Radarsystem , das die von den Wolken rückgestrahlte Energie als Funktion der Entfernung vom Radarsystem misst. Der Start ist frühestens für Januar 2005 vorgesehen.
Das erste Satelliteninstrument, das speziell für die Beobachtung der Ozeanfarbe gebaut wurde. Zwar haben auch Instrumente anderer Satelliten die Ozeanfarbe dokumentiert, aber deren Spektralbänder und Auflösung waren für geographische und meteorologische Zielsetzungen optimiert. Im CZCS ist jeder Parameter für den Einsatz über Wasser optimiert. Der CZCS war auf dem Wettersatelliten Nimbus-7 der NASA installiert.
Franz. Akronym für Circulation Océanique par Réseau Intégré d'Observations Longue durée In Situ; Teil eines im Aufbau befindlichen französischen Systems zur operationellen Beobachtung und Vorhersage des Ozeanverhaltens. Das System besteht aus drei Elementen:
Coriolis repräsentiert den in situ-Teil des Systems.
Weitere Informationen: http://www.coriolis.eu.org
Eine Sammlung von Fakten, Begriffen oder Anweisungen in einer formalisierten Form, in der sie zur Kommunikation oder zur Weiterverarbeitung durch Menschen oder Computer geeignet sind.
Ein meteorologisches Satellitenprogramm der U.S. Air Force, dessen Satelliten sich in Sonnen-synchronen Umlaufbahnen befinden. Die Aufnahme der Bilder erfolgt im sichtbaren bis infrarotnahen Band (0,4 bis 1,1 Mikrometer) sowie im thermisch-infraroten Band (ca. 8 bis 13 Mikrometer) bei einer Auflösung von etwa 3 Kilimetern. Die Daten sind zu einem großen Teil auch zivilen Nutzern zugänglich.
Akronym für Deutsche Agentur für Luft- und Raumfahrt; das DLR ist das Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt und die Raumfahrtagentur Deutschlands. Als nationale Raumfahrtagentur nimmt das DLR die Aufgabe des Raumfahrt-Managements im Auftrag und nach Maßgabe der zuständigen Bundesressorts wahr. Das DLR nimmt eine Brückenfunktion zwischen Wissenschaft und Wirtschaft wahr. Es bündelt seine Kräfte programmatisch in Netzwerken mit leistungsstarken Partnern im Inland und in Europa.
Fernerkundungsprogramm der NASA. Programmziele sind die Langzeitbeobachtung des Klimas, der marinen und terrestrischen Ökosysteme sowie der Aufbau eines unterstützenden Informationssystems, das nötig ist, um zu einem umfassenden Verständnis der Erde als System zu gelangen. EOS besteht aus einer Serie von klein- bis mittelgroßen Satelliten, die seit 1999 das Kernstück des Earth Science Enterprise (ESE) der NASA darstellen.
Diese Erdsystemforschung soll die wissenschaftlichen Grundlage schaffen für gut begründete Entscheidungen im Umweltschutz und beim Umgang mit natürlichen Ressourcen. Folgende Missionen sind Teil von EOS:
Internationales Forschungsprogramm mit dem Ziel die Umwelt unserer Erde als ein System zu begreifen. Eine der wichtigsten Herausforderungen für ESE ist es, den globalen Wandel zu beobachten, verstehen, modellieren, bewerten und schließlich vorherzusagen. Die Beschäftigung mit dieser Aufgabe wird dazu beitragen, die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf unsere Umwelt (z.B. Waldrodung, Verbrauch fossiler Brennstoffe) zu beurteilen und anthropogene Veränderungen von den Auswirkungen natürlicher Ereignisse (Vulkanausbrüche, Erosion) unterscheiden zu lernen.
ESE benutzt raumfahrt-, flugzeug- und bodengestützte Messungen um die gewonnenen Daten in kartographische Langzeit-Darstellungen der Wolkensysteme, der Wasser- und Landvegetation, des atmosphärischen Ozons, der Meereoberflächentemperatur und anderer globaler Parameter umzusetzen. Kernstück des ESE sind die Satelliten des EOS.
Elektromagnetische Strahlung (emS) ist eine Form der Energieausbreitung. Sie kann als Wellenstrahlung verstanden werden,d.h. als ein sich periodisch änderndes elektro-magnetisches Feld, das sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Die Wellen entstehen durch Schwingung oder Beschleunigung elektrischer Ladungen. Gekennzeichnet wird emS durch die Frequenz n, die in Hertz (Hz) gemessen wird, oder die Wellenlänge l. Dabei gilt die Beziehung l=c/n, wenn c die Ausbreitungsgeschwindigkeit (=Lichtgeschwindigkeit) ist. In der Fernerkundung ist es weitgehend üblich, die Wellenlänge y zur Charakterisierung der elektromagnetischen Strahlung zu verwenden. Dazu werden folgende Einheiten benutzt:
| 1 nm (Nanometer) | 1 · 10-9 m |
|---|---|
| 1 µm (Mikrometer) | 1 · 10-6 m |
| 1 mm (Millimeter) | 1 · 10-3 m |
Die Gesamtheit der bei der emS vorkommenden Strahlung wird im elektromagnetischen Spektrum dargestellt.
Elektromagnetische Wellen haben, eine elektrische und eine magnetische Komponente. Das Spektrum der emS erstreckt sich von Wellen mit extrem hoher Frequenz und entsprechend kleiner Wellenlänge bis zu extrem niedriger Frequenz und großer Wellenlänge. Das sichtbare Licht stellt nur einen sehr kleinen Teil aus dem elektromagnetischen Spektrum dar. Das gesamte elektromagnetische Spektrum besteht, nach abnehmender Frequenz geordnet, aus Gammastrahlung, harter und weicher Röntgenstrahlung, Ultraviolettstrahlung, sichtbarem Licht, Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Radiowellen.
Im Gegensatz zu Wasserwellen oder Schallwellen sind elektromagnetische Wellen bei ihrer Ausbreitung nicht auf Materie als Medium angewiesen. Daher können Licht-, Radio- und andere elektromagnetische Wellen auch den interplanetaren und den interstellaren Raum durchqueren und gelangen auf diesem Weg von den Sternen wie der Sonne zur Erde. Elektromagnetische Wellen sind aber ebenfalls in der Lage, sich durch Materie fortzupflanzen. So können sich diese Wellen nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten (z. B. in Abhängigkeit der Frequenz) beispielsweise auch entlang von Strom- oder Glasfaserkabeln (siehe Faseroptik) ausbreiten. Unabhängig von ihrer Frequenz bzw. Wellenlänge bewegen sich elektromagnetische Wellen im Vakuum stets mit der Geschwindigkeit von 299.792 Kilometern pro Sekunde fort. Jede emS weist die typischen Merkmale der Wellenausbreitung auf, also auch Beugung und Interferenz. Die Wellenlängen reichen von einigen milliardstel Zentimeter bis zu mehreren Kilometern. Abhängig von ihrer Wellenlänge bzw. Frequenz haben sie verschiedene Charakteristika, zu denen Durchdringungsvermögen, Wärmewirkung oder Sichtbarkeit gehören können.
Die Gesamtheit strahlender Energiearten oder Wellenfrequenzen, von den längsten bis zu den kürzesten Wellenlängen. Sensoren beispielsweise in Satelliten nehmen diese Energie auf, aber was diese Detektoren auffangen, ist nur ein kleiner Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums. Das Spektrum wird gewöhnlich in sieben Gruppen unterteilt: Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotwellen, sichtbares Licht, ultraviolette Wellen, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen.
Quelle: Albertz, Jörg 2001
Den Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums ist die Strahlungsenergie der Sonne und die Durchlässigkeit der Atmosphäre gegenübergestellt. Zur Fernerkundung können nur einzelne Bereiche in "atmosphärischen Fenstern" benutzt werden.
In der Physik die Abstrahlung von elektromagnetischer Energie durch Körper, deren Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt. Die ungeordnete Bewegungsenergie der Atome und Moleküle ist temperaturabhängig. Die elektrischen Ladungen der Teilchen werden beschleunigt, verzögert und aus der Bewegungsrichtung abgelenkt und geben daher elektromagnetische Energie ab. Die Intensität der von einem Körper ausgesendeten Strahlung hängt aber nicht nur von der Temperatur, sondern auch von den Materialeigenschaften und der Oberflächenbeschaffenheit ab. Unterschiedliche Körper mit gleicher Temperatur emittieren Strahlung in Proportionalität zum jeweiligen Absorptionsvermögen.
Die Messung emittierter Strahlung kann mit Scannern erfolgen.
Opto-mechanisches Abtastsystem an Bord von Landsat-7, das gegenüber den Vorgängern MSS und TM deutliche Verbesserungen aufweist: 1 zusätzlicher Kanal mit einer Pixelauflösung von 15 m, mit 60 m eine verbesserte geometrische Auflösung im Thermalkanal u.w.
Engl. Akronym für ENVIronment SATellite; größter je in Europa gebauter Erdbeobachtungssatellit (Gesamtmasse >8.000 kg beim Start).
Hauptaufgabe von Envisat ist die Beobachtung der globalen Umweltveränderungen. Das komplizierte Zusammenspiel der vielfältigen natürlichen und von Menschen verursachten Einflüsse auf unsere Umwelt, erfordert die gleichzeitige, abgestimmte Beobachtung der Atmosphäre, der Ozeane, der Polarregionen sowie der Veränderungen an Land. Im einzelnen werden von Envisat neben vielen wissenschaftlichen und anwendungs-orientierten Beobachtungen, Messdaten zur Erforschung des Ozonlochs, der vermuteten globalen Erwärmung der Erde, zur Regenwaldabholzung, zur Versteppung und Verwüstung riesiger Landmassen, zum Bio-Inventar und zur Verschmutzung der Meere sowie zur Entwicklung der polaren Eisregionen erwartet. Auch zur weiteren Erforschung von ENSO werden Datenströme erwartet.
Eine Ariane 5 als Trägerrakete wird ENVISAT vom Weltraumbahnhof Kourou (Französisch Guyana) voraussichtlich Anfang März 2002 in seine Umlaufbahn in 800 Kilometern Höhe bringen. Der Satellit wird die Erde auf einer polaren Umlaufbahn in rund 100 Minuten umkreisen und Erdoberfläche und Atmosphäre unabhängig von Wetter und Tag-/Nacht-Wechsel regelmäßig beobachten. Alle 35 Tage überfliegt er die selben Bereiche. Die Lebensdauer des Satelliten ist auf fünf Jahre ausgelegt.
Astrium ist der industrielle Hauptauftragnehmer des von der European Space Agency in Auftrag gegebenen ENVISAT.
Engl. Akronym für European Remote Sensing Satellite; ERS-1 und ERS-2 (Starts: 1991 bzw. 1995), Satellitensysteme der ESA zur Mikrowellen-Fernerkundung. Wichtigstes Instrument ist ein SAR, das eine 30x30m-Bodenauflösung erreicht. Es liefert Tag und Nacht und unabhängig von den Witterungsbedingungen Farbbilder von den Meeren, Küsten- und Polareisbereichen sowie vom Festland.
Engl. Akronym für European Space Agency, Europäische Weltraumagentur mit Sitz in Paris; ihre Aufgabe ist die Nutzung und Förderung der Raumfahrt und Raumforschung zu ausschließlich friedlichen Zwecken und die Koordination der nationalen Raumfahrtprogramme ihrer 15 Mitgliedsstaaten.
Weitere Informationen: http://www.esa.int/
Engl. Akronym für European Organisation For The Exploitation Of Meteorological Satellites; die Betreiberorganisation europäischer Wettersatelliten, getragen von 17 Partnerstaaten. Hauptsitz von EUMETSAT ist Darmstadt, ebenso die Bodenstation für die METEOSAT und METEOSAT SECOND GENERATION (MSG). Zur Zeit betreibt trifft EUMETSAT die Vorbereitungen für das EUMETSAT Polarsystem (EPS).
Weitere Informationen: http://www.eumetsat.int/
Die von den Sensoren aufgenommenen Signale des Spektrums sind lediglich skalare Werte, also Zahlenangaben ohne Einheit. Dies erlaubt eine beliebige Zuordnung. Wenn man z.B. die Zahlenwerte des Kanals 1, der Strahlung aus dem blauen Bereich des Spektrums aufnimmt, bei der Farbwidergabe dem grünen Bereich zuordnet, die Werte aus dem Kanal 2 (Grün) dem blauen Bereich zuordnet und nur die Werte des Kanals 3 (Rot) tatsächlich in Rot darstellt, so erhält man ein Bild, das die Zahlenwerte korrekt wiedergibt, aber von unserer gewohnten Farbzuordnung abweicht, eine Falschfarbendarstellung.
Farbkodierung entsteht, wenn beliebige Bilddaten eines mehrkanaligen Bildes im RGB-System dargestellt werden und diese nach der additiven Farbmischung gestaltet bzw. umgesetzt werden. Mit der Farbkodierung lassen sich neben mehrkanaligen Datensätzen auch einzelne Bänder darstellen. Ziel ist, objekttypische bzw. klassentypische Grauwerte durch entsprechende Farbgebungen visuell hervorzuheben, sowie die Informationen verschiedener Spektralbereiche zu verknüpfen. Zur Herstellung solcher Farbkomposite werden die Datensätze aus drei und mehr Spektralbändern verwendet. Die Darstellung kann in Echtfarbenbildern und Falschfarbenbildern erfolgen. Oft findet bei den Falschfarbenbildern die Einbeziehung des nahen Infrarotbandes statt. Eine Echtfarbenkomposite entsteht, wenn nur die Spektralbereiche des sichtbaren Lichtes benutzt werden.
Begriff zur Beschreibung eines Abschnittes des elektormagnetischen Spektrums, in dem die Atmosphäre Strahlung nur schwach absorbiert.
Elektromagnetische Strahlung, die länger ist als das thermische Infrarot, mit Wellenlängen zwischen ca. 25 und 1.000 Mikrometern.
Engl. remote sensing; Bezeichnung für alle Verfahren, die sich mit dem
Teilweise wird die Auswertung und Interpretation nicht zur FE im engeren Sinne gerechnet. Auch wird i.a. die Aufzeichnung von Gravitationsfeldern, magnetischen oder elektrischen Feldern sowie von akustischen Wellen (Sonar) nicht dem Begriff FE zugeordnet. Unter den Verfahren der FE sind jene besonders wichtig und am weitesten verbreitet, die zu einer bildhaften Wiedergabe der Erdoberfläche führen (abbildende FE-Systeme).
Unterschieden werden photographische (Luftbilder) und nicht-photographische Aufnahmeverfahren (digitale Bilder, Radaraufnahmen), die von bemannten Flugzeugen, unbemannten Flugobjekten (Drohnen), bemannten Raumfahrzeugen und Satelliten (Satellitenfernerkundung) oder auch von höher gelegenen Geländepunkten aus zur Erkundung der Erdoberfläche und der Atmosphäre genutzt werden.
Passive Fernerkundungsverfahren zeichnen elektromagnetische Strahlung auf, die von der Erdoberfläche reflektiert und/oder emittiert wird. Aktive Verfahren wie Radar oder Laser senden kohärente Strahlungsimpulse aus und registrieren die Laufzeit bzw. die Amplituden- und Phasendifferenz der von der Erdoberfläche rückgestreuten Signale.
"Die erfolgreiche Interpretation von Luft- und Satellitenbildern setzt voraus, dass der Bearbeiter die notwendige Sachkenntnisse hinsichtlich des Gegenstandes der Interpretation mitbringt. Dies kann die Anwendungsdisziplin betreffen (z.B. forstwirtschaftliche Kenntnisse für die fortsliche Luftbildinterpretation) oder auch die Region (z.B. landeskundliche Kenntnisse zur Interpretation von Bildern aus einem Entwicklungsland). Darüber hinaus sind Kenntnisse über die Entstehung der Bilder und ihre Eigenschaften erforderlich, um die durch die Interpretation gegebenen Möglichkeiten der Informationsgewinnung voll ausschöpfen zu können und Fehlinterpretationen nach Möglichkeit zu vermeiden." (Albertz 2001)
| Aufnahme- plattform |
Satellit/Raumfähre | Flugzeug/Ballon | Stationär | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aufnahme- modus |
passiv (elektrooptisch, thermales Infrarot, thermale Mikrowelle) |
aktiv (Laser, Radar) |
||||||||
| Aufnahme- medium |
analog (Kamera, Video) |
digital (Whiskbroom, Line Array, 2D CCD) |
||||||||
| Spektral- bereich |
sichtbar/ultraviolett | reflektiertes Infrarot | thermales Infrarot | Mikrowelle | ||||||
| Spektrale Auflösung |
panchromatisch 1 Band |
multispektral 2-20 Bänder |
hyperspektral 20-250 Bänder |
ultraspektral >250 Bänder |
||||||
| Radiometrische Auflösung |
sehr hoch (>12 Bit) |
hoch (8-12 Bit) |
mittel (6-8 Bit) |
niedrig <6 Bit) |
||||||
| Räumliche Auflösung |
ultrahoch <1m |
sehr hoch 1-4 m |
hoch 4-10 m |
mittel 10-50 m |
niedrig 50-250 m |
sehr niedrig >250 m |
||||
Erkundung der Meere bzw. die Messung ozeanographischer Parameter mit den berührungsfreien Verfahren der Fernerkundung. Das Messinstrument befindet sich nicht dem speziellen Wasserkörper, von dem ozeanographische Daten gewonnen werden sollen, sondern kann sowohl entfernt davon im Wasser als auch darüber platziert sein. Zu den ozeanographischen Fernerkundungsmethoden zählt auch die Vermessung des Ozeans mit akustischen Instrumenten, die sich im Wasser befinden (Hydrophone). Über dem Wasser können Fernmessinstrumente an der Küste oder auf Meeresplattformen, Schiffen, Hubschraubern, Flugzeugen oder Satelliten installiert sein. Insbesondere die Satellitenfernerkundung, die weltweite Messungen ermöglicht, hat in den letzten Jahren in der Ozeanographie große Bedeutung erlangt.
Einige mit Fernerkundung messbare ozeanographischen Größen:
Es werden große Anstrengungen unternommen, um ein Fernerkundungsgerät zu entwickeln, das in der Lage ist, auch den Salzgehalt der obersten Wasserschicht zu messen.
Diese direkt messbaren ozeanischen Größen enthalten auch Informationen, die nicht nur die Eigenschaften der Wasseroberfläche wiedergeben. So kann man aus Veränderungen der Rauhigkeit der Wasseroberfläche auch Informationen über Phänomene im Inneren des Ozeans erhalten, z.B. über interne Wellen, und aus Veränderungen der Neigung Rückschlüsse über das ozeanische Strömungsfeld ziehen.
Die elektromagnetischen Wellen, die zur Fernerkundung des Meeres von Satelliten aus verwendet werden, reichen von ultravioletten bis zu Mikrowellen im Bereich von Zentimetern bis Dezimetern. Von der Küste aus werden auch Hochfrequenz-Radare zur Messung von Meeresoberflächenströmungen eingesetzt. Generell kommen sowohl aktive, wie auch passive Sensoren zum Einsatz. Zu den passiven Sensoren gehören photographische Kameras, multispektrale Scanner und Radiometer, die sowohl im infraroten, sichtbaren und ultravioletten Wellenlängenbereich als auch im Mikrowellenbereich arbeiten. Fotokameras und multispektrale Scanner werden zur Messung der Ozeanfarbe verwendet und Radiometer zur Messung der Wassertemperatur und Windgeschwindigkeit. Zu den aktiven Sensoren gehören das Windscatterometer, das Radaraltimeter und die abbildenden Radargeräte wie das Radar mit realer Apertur (Real Aperture Radar, RAR) und das Radar mit synthetischer Apertur (Synthetic Aperture Radar, SAR).
Engl. Akronym für Fire in Global Resources and Environmental Monitoring; Projekt zur satellitengestützten Datenerfassung über die Entwicklung der tropischen Regenwälder. Die in ein GIS integrierten Daten leisten einen nützlichen Beitrag zum Verständnis der komplexen Interaktionen zwischen Wald, Abholzung und Bevölkerung.
Geplante europäische Mission für einen Demonstrationssatelliten zu Waldbrandüberwachung.
Syn. Geographisches Informationssystem; im engeren Sinne eine Software, die Geodaten erfasst, verwaltet und ausgibt. Sie verfügt darüber hinaus umfangreiche Funktionen zur Datenanalyse. Vereinzelt findet sich auch die Bezeichnung raumbezogenes Informationssystem (RIS). Im weiteren Sinne wird ein Geoinformationssystem als ein System aus Software, Hardware, Daten und den Anwendungen verstanden.
Eigenschaft einer Umlaufbahn, bei der ein Satellit immer die selbe Position in Bezug zur sich drehenden Erde behält. Die Physik lässt dies mit geringem energetischem Aufwand nur am Äquator zu, wo Zentrifugalkraft (abhängig von der Drehgeschwindigkeit) und Erdanziehungskraft (abhängig vom Gewicht) im Gleichgewicht stehen. Ein Satellit auf einer geostationären Umlaufbahn legt dort eine Kreisbahn in einer Höhe von 35.790 Kilometern zurück. Die Winkelgeschwindigkeit des Satellitenumlaufs ist mit derjenigen der Erdrotation synchron, daher auch die Bezeichnung erdsynchrone oder geosynchrone Satelliten.
Ein Umlauf dauert 24 Stunden, also genau die Zeit, die die Erde für eine Umdrehung benötigt. Von der Erde aus gesehen scheint der Satellit stillzustehen (stationär), obwohl er sich in Richtung der Erdrotation bewegt. Nur auf diese Weise ist eine kontinuierliche Beobachtung derselben Gebiete (ca. 1/3 der Erdoberfläche) und ein ununterbrochener Kontakt mit den Bodenstationen möglich. Allerdings können geostationäre Satelliten keine Daten von den Polregionen empfangen oder dorthin übermitteln. In Ergänzung zu ihren polumlaufenden Varianten befinden sich insbesondere Wettersatelliten auf geostationären Orbits. Beispiele dafür sind GOES, METEOSAT, GMS und daneben die meisten kommerziellen Telekommunikationssatelliten.
Bezeichnung für den japanischen geostationären Wettersatelliten.
Bezeichnung für die von der NASA entwickelte und von der NOAA betriebene Serie von geostationären Satelliten.
GOES beobachten die USA und benachbarte Ozeane aus einer Höhe von 35.790 km über dem Äquator, wobei sie eine Fläche von 75 Grad West bis 135 Grad West bestreichen. Die Auflösung im sichtbaren Bereich beträgt 1 km, im infraroten Bereich 4 km.
Allgemeine Bezeichnung für ein weltweit verfügbares System zur Positions- und Zeitbestimmung, das aus einer oder mehreren Satellitenkonstellationen sowie weiteren Komponenten besteht. Die erste Stufe (GNSS 1) basiert auf den vorhandenen Systemen GPS und GLONASS und bezieht ergänzende zusätzliche Maßnahmen ein, um für eine bestimmte Region die Situation für die zivile Navigation zu verbessern. In Europa werden dazu unter dem Namen EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) Transponder auf geostationären Kommunikationssatelliten (INMARSAT) nstalliert, um vorrangig Sicherheits- und Zuverlässigkeitsinformationen über den Systemzustand zu übermitteln. Im Jahre 2002 wurde beschlossen im Rahmen von GNSS 2 ein eigenständiges ziviles europäisches Satellitennavigationssystem unter der Bezeichnung Galileo aufzubauen.
Globales meteorologisches Beobachtungssystem mit den Komponenten bodengestützte Fernerkundung , mobile Plattformen, Satelliteneinsatz und GPS (GPS-MET).
Rückgrat des Systems. Die roten Punkten stehen für Messungen an Land, die blauen für Beobachtungen von Schiffen aus.
Beobachtungen des oberen Luftraums mit Ballonaufstiegen bis in 30 km Höhe.
Wetterbeobachtung auf den Ozeanen erfolgt von Schiffen aus, sowie von verankerten oder frei treibenden Bojen und stationären Plattformen
Über 3000 Flugzeuge liefern Daten zu Druck, Wind und Temperatur
Weitere Informationen:
Satellitengestütztes Radionavigationssystem. GPS wird unter der vollständigen Bezeichnung NAVSTAR (NAVigation System with Time and Ranging) GPS seit der Mitte der 70er Jahre aufgebaut, unterhalten und weiterentwickelt. Für zivile Nutzer ist eine ständige Verfügbarkeit im Rahmen des Standard Positioning Service (SPS) garantiert. Das Messprinzip ermöglicht den Einsatz sowohl für feste Beobachtungsaufstellung, als auch für bewegte Messträger wie Personen, Fahrzeuge und Satelliten.
Die Satellitenkonfiguration besteht nominell aus 24 Satelliten in einer Bahnhöhe von 20.200 km und ist so gestaltet, dass von jedem Punkt der Erde aus gesehen jederzeit mindestens vier Satelliten über dem Horizont stehen. Das Navigationsprinzip beruht auf der gleichzeitigen Messung sog. Pseudoentfernungen zwischen mindestens vier Satelliten und einem GPS-Empfänger auf der Nutzerseite. Dazu senden die Satelliten auf zwei Trägerfrequenzen kodierte Signale sowie die vom Kontrollsegment bestimmten Broadcasterephemeriden zur Berechnung der Satellitenpositionen und den aus der Laufzeitmessung durch Multiplikation mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit ermittelten Pseudoentfernungen wird empfängerintern in Echtzeit oder durch nachträgliche Bearbeitung der aufgezeichneten Daten, gegebenenfalls gemeinsam mit den Daten anderer Beobachtungsstationen, die Nutzerpositionen berechnet.
Je nach Messanordnung, Satellitenkonfiguration, Signalnutzung und Fehlermodellierung lassen sich sehr unterschiedliche Genauigkeiten erzielen. Wesentliche Fehlerquellen sind die verfügbaren Bahninformationen, die Signalausbreitung in der Atmosphäre sowie in der Antennenumgebung und die aus militärischen Gründen eingeführte Signalverschlechterung.
Mit einem einzelnen Empfänger wird für zivile Nutzer eine Genauigkeit von ca. 100 m erzielt. Durch Relativmessungen zu bestehenden oder gesondert eingerichteten GPS-Referenzstationen lässt sich eine Genauigkeit von 2 bis 5 m erzielen.
Die bei der photogrammetrischen Aufnahme von Satellitenbild und Luftbildern wirksame Beleuchtung der Erdoberfläche als Summe der gerichteten Sonnenstrahlung und der durch Absorption und Streuung in der Atmosphäre entstehenden diffusen Himmelsstrahlung.
Engl. Akronym für Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer; in Bau befindlicher Satellit der ESA zur präzisen Modellierung des irdischen Schwerefeldes und des Geoids. Ihr Hauptinstrument ist ein 3-Achsen-Schweregradiometer, bestehend aus je 2 hochempfindlichen Beschleunigungssensoren pro Achse im Abstand von je 0,5 m. Die differentielle Beschleunigungsmessung ergibt die 2. Ableitung des Schwerepotentials (Eötvös-Tensor, Schweregradienten). Die Bahn des Satelliten wird mit Hilfe einer GPS-Antenne auf wenige cm genau bestimmt (satellite to satellite tracking). Vorgesehener Start ist 2006.
Durch die drei Schwerefeldsatellitenmissionen CHAMP, GRACE und GOCE zeichnet sich ein Qualitätssprung an hinsichtlich Genauigkeit, Auflösung und globaler Überdeckung an. Damit wird die Einbeziehung von Schwerefeldinformation auch für eine wachsende Zahl von geowissenschaftlichen Anwendungen interessant werden. Gute Beispiele sind die Bestimmung der dynamischen Meerestopographie zur Erfassung der Ozeanzirkulation oder die Beschreibung der Lithosphärenstruktur durch die Kombination von seismischen Ergebnissen mit Schwerefelddaten.
Von den drei Missionen wird GOCE die höchste räumliche Auflösung erreichen und Strukturen ab ca. 70 km Größe erfassen können. GRACE hingegen zielt eher auf die Messung von zeitlichen Variationen im Schwerefeld.
Weitere Informationen:
Engl. Akronym für Global Ocean Data Assimilation Experiment; internationales Experiment mit der Vision eines globalen Systems von Beobachtungen, Informationsflüssen, Modellierungen und Datenintegration, das regelmäßig und in Echtzeit umfassende Informationen über den Zustand der Ozeane in drei Dimensionen liefert.
Weitere Informationen:
Engl. Akronym für Global Ocean Observing System; im Aufbau befindliches internationales Beobachtungssystem der Ozeane, zur Ermittlung von Daten, die von Regierungen, Industrie, Wissenschaft und der Öffentlichkeit im Zusammenhang mit ozeanbezogenen Fragen, einschließlich der Wechselwirkungen Ozean-Atmosphäre benötigt werden. Die Datenbereitstellung dient insbesondere der Entwicklung von globalen und regionalen Modellen. GOOS ist ein Programm der UN-Organisationen UNESCO, WMO, UNEP und ICSU. Die deutschen GOOS-Aktivitäten werden vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie koordiniert.
Die GOOS-Ziele im einzelnen sind:
Engl. Akronym für Gravity Recovery and Climate Experiment; gemeinsame Mission von DLR und NASA mit Hilfe von 2 baugleichen Kleinsatelliten zur Bestimmung des irdischen Schwerefeldes und zur Beschreibung von Austauschvorgängen zwischen Land, Ozean und Atmosphäre als Nachfolgeprojekt zu CHAMP. Grace wird im Laufe seiner 5-jährigen Mission eine genaue Darstellung des Geoids erstellen. Das Geoid ist Ausdruck des irdischen Schwerefeldes und damit die grundlegende Gestalt, auf der jede Art von Altimetrie basiert.
Wie CHAMP wurden die im März 2002 im russischen Plesetsk gestarteten Zwillingssatelliten von Astrium, Immenstaad, gebaut. Die wissenschaftliche Auswertung obliegt auf deutscher Seite dem GFZ Potsdam.
Weitere Informationen: http://www.dlr.de/grace
Instrument, das in NOAA-Satelliten auf polarer Umlaufbahn installiert ist, und das die Energie misst, die von der Atmophäre emittiert wird. Ziel ist, ein vertikales Temperatuprofil von der Erdoberfläche bis in 40 km Höhe zu erstellen. Die Messungen werden in 20 Spektralbereichen des Infrarotbandes vorgenommen.
s. Altimeter
Engl. Akronym für Humidity Sounder for Brazil; sondierender Sensor an Bord von Aqua zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit von der Erdoberfläche bis in eine Höhe von ca. 10 km. Aus den HSB-Daten können weiterhin Schlüsse über die Regenintensität in einem bestimmten Beobachtungsgebiet gezogen werden.
Engl. Akronym für Hydrosphere State; Satellitenmission im Rahmen von ESSP zur globalen Erkundung der wechselnden Bodenfeuchte und der Gefrier- und Auftauvorgänge an der Erdoberfläche. Beide Faktoren bestimmen den Zustand der Hydrospäre auf Land. Die Erkenntnisse sollen der Verbesserung von Wetter- und Klimavorhersagen dienen, sowie des Verständnisses der Abhängigkeiten zwischen Wasser- Energie- und Kohlenstoffkreisläufen. Man erwartet auch praktische Informationen hinsichtlich klimasensitiver sozio-ökonomischer Aktivitäten (Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Monitoring von Feuer-, Hochwasser-, Dürrekatastrophen).
Bei Hydros wird eine Kombination aus einem aktiven und einem passiven System (L-Band-Radar und Radiometer) eingesetzt. Das Instrument vollzieht bei seinem Überflug kreisförmige Scanbewegungen mit gleichbleibendem Beobachtungswinkel. Der Start ist für 2010 vorgesehen.
Abbildende Spektrometer, die multispektrale Daten in sehr engen Spektralbändern des sichtbaren Lichts, des nahen und mittleren Infrarots aufzeichnen. Die hohe spektrale Auflösung der objektspezifischen spektralen Signaturen in mehr als 15, generell jedoch in 30-200 aneinan-dergrenzenden Kanälen gestattet die Dokumentation eines nahezu kontinuierlichen Spektrums für jedes Bildelement. Damit können Objekte der Erdoberfläche getrennt und dementsprechend klassifiziert werden, die charakteristische Absorptions- und Reflexionseigenschaften in sehr schmalen Spektralbädern aufweisen und von den konventionellen operationellen Sensorsystemen der Erdbeobachtung nicht aufgelöst werden können.
Bis vor Kurzem waren hyperspektrale Scanner nur auf Flugzeugplattformen im Einsatz. Als erste Sensorsysteme auf Satellitenplattformen gelten MODIS im Rahmen der Terra-Mission auf EOS/AM-1 und Hyperion im Rahmen der EO1-Mission der NASA.
Von griech. 'Bild'; weltweit erster kommerzieller Satellit mit einer räumlichen Auflösung von einem Meter im panchromatischen Bereich und von vier Metern im multispektralen Bereich. IKONOS erreichte seine sonnensynchrone Umlaufbahn in 681 km Höhe im September 1999. Besitzer und Betreiber des Satelliten ist die Fa. Space Imaging, Denver, die ihrerseits im Besitz von Lockheed Martin Corp. und einer Anzahl amerikanischer und nicht-amerikanischer Firmen ist.
Ein Satelliteninstrument, das Daten von der Erde und ihrer Atmosphäre aufzeichnet und verortet. Die Daten von Imagern werden von Computern in Bilder umgesetzt.
Engl. Akronym für Indian Geostationary multi-function Satellite; indisches Wettersatellitensystem mit geostationärem Orbit.
Informationen unter http://www.imd.ernet.in/section/satmet/static/welcome.htm
Lat. für am richtigen Platz; der Begriff bezieht sich hier auf Messungen, die im Gegensatz zur Fernerkundung am tatsächlichen Ort des beobachteten Objektes oder Materials vorgenommen werden. Typische in-situ Messverfahren sind Gaschromatographie oder Massenspektroskopie.
Indische Fernerkundungssatelliten (IRS-1C, IRS-1D) mit optoelektronischen Sensoren. Die Vermarktung außerhalb Indiens erfolgt durch die Fa. Space Imaging.
Infrarot ist elektromagnetische Strahlung, deren Wellenlänge von ca. 0,7 bis 1.000 Mikrometern reicht. Dies liegt über der sichtbaren und unter der Mikrowellen-Strahlung. Der überwiegende Teil der von der Erde und ihrer Atmosphäre emittierten Energie liegt im infraroten Bereich. Infrarote Strahlung wird fast vollständig durch innermolekulare Prozesse erzeugt. Die dreiatomigen Gase, wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Ozon absorbieren infrarote Strahlung und spielen eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Infrarotstrahlung in der Atmosphäre.
Fernerkundungsinstrumente spüren die Strahlung, die natürlicherweise von der Erdoberfläche oder der Atmosphäre ausgesandt oder reflektiert wird, auf. Gleiches gilt für Signale, die von einem Satelliten ausgesandt und zu ihm reflektiert werden.
Im sichtbaren und infrarotnahen Spektralbereich können die chemische Oberflächenbeschaffenheit und die Vegetationsbedeckung gemessen werden. Im mittleren Infrarotbereich können geologische Formationen dank der von den Silikatstrukturen abhängigen Absorptionseigenschaften aufgespürt werden. Im entfernten Infrarot bieten Emissionen von der Atmosphäre und der Erdoberfläche Informationen über Luft- und Bodentemperaturen sowie über Wasserdampf und andere Spurenbestandteile der Atmosphäre. Da Infrarotdaten eher auf den Temperaturverhältnissen basieren als auf sichtbarer Strahlung, können die Daten bei Tag und Nacht erhoben werden.
Messaufbau zur Zusammenführung zweier kohärenter Wellenerscheinungen nach Durchlaufen verschieden langer Wege. Je nach relativer Phasenlage führt die Überlagerung der Signale zu einer Verstärkung oder Abschwächung des Ausgangssignals. Versetzt man die Signalquellen in relative Bewegungen zum Interferometer oder das Interferometer relativ zu den Signalquellen, durchläuft das Ausgangssignal Maxima und Minima, so dass sich die Interferometerphase bestimmen lässt. In der Geodäsie werden Radio-Interferometer eingesetzt, um große Entfernungen und geophysikalische Vorgänge zu messen.
1. Allgemein: Wertung eines Dechiffrierergebnisses unter Berücksichtigung von Theorie und empirischer Erfahrung sowie der gewonnenen Information.
2. Fernerkundung und Kartographie: Ableitung von Sekundärinformation aus Karten oder Fernerkundungsabbildungen durch logische Verknüpfungen, Gebiets- und Literaturkenntnisse sowie Interpretationserfahrungen. Die Interpretation einer Karte entspricht dem Kartenlesen. Die visuelle Interpretation von Fernerkundungsbildern entspricht dagegen einer Selektion von Information aus Mustern von Signalen. Die Interpretation erflogt immer in zwei Schritten: der Entdeckung von Information und der Identifikation. Im ersten Schritt werden Bildinhalte mehr oder weniger objektiv und präzise erfasst, während sie im zweiten bestimmten Objekten und Objektqualitäten zugeordnet werden. Informationen hierfür liefern die Bilddatenkanäle, graphische Kanäle (Karten) und Sachinformationen aus der Literatur (Kollateralinformation). Sobald eine Rückkoppelung mit Geländebefunden erfolgt ist, wird aus der Interpretation topographische und/oder thematische Bildauswertung.
Amerikanisch-französischer Satellit mit ozeanographischen Aufgaben, der im Dezember 2001 von der kalifornischen Vandenberg Air Force Base mit einer Boeing Delta II-Rakete gestartet wurde. Jason-1 ist das auf 5 Jahre angesetzte Nachfolge- und Parallelprojekt zu Topex-Poseidon. Als Tandem-Mission folgt Jason-1 in gleicher Höhe derselben Bodenspur wie Topex-Poseidon. Die nahezu simultanen Messungen der gleichen Ozeanflächen erlaubt einen genauen Vergleich und eine genaue Korrelation der zwei Messergebnisse. Ziele der Mission sind Erkenntnisse über
Jason-1 trägt fünf Instrumente: den Altimeter POSEIDON-2 als Hauptinstrument zur Höhenmessung, das Jason Mikrowellen-Radiometer, um Störungen durch atmosphärischen Wasserdampf zu messen. Dazu kommen die drei Positonsbestimmungssysteme, die auch auf Topex/Poseidon erfolgreich eingesetzt sind: Das Bahnbestimmungsinstrument DORIS, der Laser-Retroreflektor und der BlackJack GPS-Empfänger.
Weitere Informationen:
In der digitalen Bildverarbeitung Bezeichnung für eine segmentierte Speicherung einer Grauwertmatrix. Gegenüber einer zeilenweisen Speicherung hat die gekachelte Speicherung in quadratischen Segmenten identischer Größe (meist angegeben über Kantenlänge von 2n Pixeln) zahlreiche Vorteile in der Zugriffsgeschwindigkeit, vor allem bei nachfolgenden Operationen wie einer ausschnittsweisen Bildschirmdarstellung, der Bildfilterung im Ortsfrequenzbereich, dem Aufbau von Bildpyramiden und der Bildkompression.
Bei großen Geodatensätzen (Vektor- und Raster) wird das Gesamtgebiet häufig in Kacheln unterteilt, um einerseits die Erfassung und Primärbearbeitung zu verteilen und zu optimieren, andererseits um das Datenhandling in der Abgabe z erleichtern, nicht zuletzt aufgrund von Kapazitätsgrenzen vorhandener Speichermedien und der Anwendungssoftware sowie zum effektiven Transfer via Internet. Dazu kann die Kachelung schematisch (z.B. über das Gradnetz oder Gitternetz) oder inhaltsspezifisch (z.B. in kompakte geographische oder administrative Segmente) erfolgen.
Abgleichvorgang der Messgenauigkeit eines Instruments mit einem bekannten Standard.
Syn. Band; in der Fernerkundung ein genau definierter Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Für den Empfang und die digitale Speicherung von Signalen in solchen Bereichen ist der jeweils spezielle Sensor eines Satelliten zuständig. Dabei werden der aufgenommenen Strahlungsintensität in jedem Kanal Werte von 0 bis 255 zugeordnet. Ordnet man nun jedem Wert eines Kanals einen bestimmten Grauwert zwischen schwarz (=0) und weiß (=255) zu, so kann man ein Bild der aufgenommenen Strahlung erhalten.
Insofern unterscheidet sich das "Wahrnehmungsvermögen" von Sensoren von dem einer Fotokamera, bei der mit der einfallenden Strahlung ein Film belichtet wird.
Der amerikanische Landsat-TM-Sensor erfaßt unter anderem jeweils getrennt rotes, grünes und blaues Licht, d.h. der Bereich des sichtbaren Lichts wird in drei Farbbereichen bzw. in drei Kanälen getrennt aufgenommen. Durch additive Farbmischung dieser drei Kanäle (blau+grün+rot=weiß; es können immer nur drei Kanäle gleichzeitig dargestellt werden!) entsteht ein scheinbar natürliches Bild.
Eine schwerwiegende Unterbrechung der Funktionsfähigkeit einer Gemeinschaft oder Gesellschaft, die umfangreiche Verluste an Menschenleben, Sachwerten und Umweltgütern verursacht und die Fähigkeit der betroffenen Gesellschaft, aus eigener Kraft damit fertig zu werden, übersteigt. Bei großen Katastrophen kann sich das betroffene Gebiet i.d.R. nicht mehr aus eigener Kraft helfen und benötigt Hilfe von außen.
Eine Katastrophe ist eine Funktion im Risikoprozess. Sie entsteht aus der Kombination von Gefahren, Anfälligkeiten und unzureichenden Kapazitäten oder Maßnahmen, um die möglichen negativen Folgen eines Risikos zu reduzieren.
Syn. Risikomanagement; das systematische Management von Verwaltungsentscheidungen, Organisation, operationellen Kompetenzen und Fähigkeiten, um politische Prozesse, Strategien und Bewältigungskapazitäten einer Gesellschaft oder Gemeinschaft zu implementieren, um die Auswirkungen von Naturgefahren und ähnlichen Umwelt- und technologischen Katastrophen zu verringern. Dies beinhaltet alle Arten von Aktivitäten, einschließlich technischer und nichttechnischer Maßnahmen, um negative Effekte von Gefahren zu vermeiden (Vorbeugung) oder zu begrenzen (Schadenminderung und Vorbereitung auf den Katastrophenfall). Wichtiger Bestandteil sind Frühwarnsysteme und ausgearbeitete Katastrophenpläne für Entscheidungsträger und die Bevölkerung.
Eine besondere Stellung beim Katastrophenmanagement haben Fernerkundungsverfahren. Deren Möglichkeiten, die von der Vorhersage etwa von Niederschlägen mit Satellitenbeobachtungen oder Radar bis zur Verwendung von GPS zur Lokalisierung von Einsatzfahrzeugen bei der Katastrophenhilfe reichen, werden heute intensiv erforscht und zur Einsatzfähigkeit entwickelt. So können Satellitenaufnahmen nicht nur zur Erkundung schwer zugänglicher Gebiete dienen, sondern sie bieten darüber hinaus zahlreiche Einsatzmöglichkeiten direkt bei Eintritt einer Katastrophe.
Die folgende Tabelle listet Einsatzmöglichkeiten von Fernerkundungstechniken im Katastrophenmanagement auf. Manche dieser Möglichkeiten sind derzeit noch nicht bis zur Einsatzreife entwickelt. Z.B. können Satellitenbilder üblicherweise noch nicht in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden. Andererseits bieten Technologien wie GIS und GPS, vor allem in ihrer Kombination, neue Möglichkeiten zur Verbesserung des Einsatzes von Hilfsfahrzeugen.
| Katastrophenursache | ermittelbare Parameter | Sensoren/Satelliten |
|---|---|---|
| Erdbeben | Topographie digitale Höhenmodelle Zustandsveränderungen (Interferometrie) |
SPOT Landsat TM ERS-1/-2 Radarsat |
| Dürre | Niederschlag Vegetationsindex Vegetationszustand Bodenfeuchte |
NOAA-AVHRR SPOT Landsat TM Meteosat, MSG |
| Flut (u.a. Hochwasser) | Niederschlag Topographie Wolkenbedeckung Überflutungsflächen Schneebedeckung Bodenfeuchte |
NOAA-AVHRR ERS-1/-2 Meteosat, MSG |
| Vulkanausbrüche | Deformationen Aufwölbungen Eruptionswolken Oberflächentopographie Hangneigungen |
ERS-1/-2 SPOT Landsat TM |
| Stürme (Wind, Sandstürme) | Wolkenbedeckung Windfelder Luftdruck Niederschlag |
Meteosat, MSG NOAA-AVHRR ERS-1/-2 GOES |
| Wildfeuer | Oberflächentemperaturen Vegetationsindex Topographie |
NOAA-AVHRR ERS-1/-2 SPOT Landsat TM |
| Hangrutschungen | digitale Geländemodelle Bodenfeuchte Niederschlag Zustandsveränderungen |
SPOT Landsat TM ERS-1/-2 |
| Massenschädlinge | digitale Geländemodelle Vegetationszustände Bodentemperatur Klimafaktoren |
NOAA-AVHRR ERS-1/-2 SPOT Landsat TM |
Weitere Informationen:
Das Monitoring (Überwachung) von katastrophenträchtigen Regionen bzw. Erscheinungen, z.B. von Vulkanen mit ihren präeruptiven Äußerungen (vulkanische Erdbeben, Aufbeulung der Erdkruste, verstärkte Gasemissionen, Aufheizung u.a.). Für Vulkane, die nicht mit konventionellen Methoden überwacht werden, erlaubt die Fernerkundung durch Satelliten nicht nur komplementäre Beobachtungen, sondern bietet auch neue Methoden, z.B. die Veränderung von Krustendeformationen über das synthetische Apertur-Radar. Daneben betrifft die satellitengestützte Vulkanüberwachung vor allem den Nachweis von Eruptionen, Überwachung thermischer Veränderungen sowie Überwachung der Eruptionssäulen. Gleichfalls zum Objekt des Katastrophenmonitorings gehören technologische Gefahren und Katastrophen (Dammbrüche, Terrorattacken).
Die wichtigsten Faktoren, die den Nutzen der Fernerkundungsdaten im Bereich von natürlichen und technologischen Gefahren bestimmen sind Massstab, räumliche, spektrale und zeitliche Auflösung, ferner Flächenabdeckung, radiometrische Eigenschaften, Datenkosten und -verfügbarkeit. Gerade in diesem Aufgabenfeld steigert sich die Bedeutung und der Wert der Fernerkundungsdaten durch sachkundige Interpretation in Verbindung von herkömmlichen Karten und bodengestützten Daten. Eine Extraktion der Informationen und deren Integration in ein GIS kann für die humanitäre Hilfe von großer Bedeutung sein.
Die Bedeutung von Sensoren im sichtbaren Teil des Spektrums ist wegen der häufigen Wolkenbedeckung von Vulkanen eingeschränkt. Radarsatelliten erlauben Datengewinnung bei jedem Wetter, können aber keine thermische Strahlung aufnehmen. Multispektrale Sensoren mit hoher räumlicher Auflösung eignen sich weniger gut zu einer häufigen Überwachung von Vulkanen als Sensoren mit geringer Auflösung.
Auch ENSO-begleitende Katastrophen (z.B. Waldbrände, Hochwasser, Dürren, Stürme) sind wie das Ozean/Klima-Phänomen selbst Gegenstand intensiven FE-Monitorings.
Bis in die jüngere Vergangenheit hinein wurde bei Katastrophen mit Satellitenfernerkundung allerdings eher experimentell in der Nachsorge reagiert. Erst vor kurzer Zeit sind Weltraumagenturen wie NASA und ESA, koordiniert durch das globale Komitee der erdbeobachtenden Weltraumagenturen CEOS, sowie kommerzielle Datenanbieter dabei, sich stärker auf die Bedürfnisse von Anwendern in Hilfsorganisationen oder Versicherungen einzustellen. Sie entwickeln Hilfen für die Risiko- und Vulnerabilitätskartierung und Strukturen für raschere Informationsdienste. Eine operationelle Informationsversorgung bleibt Zukunftsaufgabe, da ein Beobachtungssystem aus einer ausreichenden Zahl von Satelliten für zivile Zwecke nach dem Muster der Wettervorhersage bislang fehlt.
Weitere Informationen:
Grundlegende Gesetze zur Beschreibung der Bewegung eines kleinen Körpers (hier: Satellit) um seinen Zentralkörper (hier: Erde), dessen Gravitationsfeld als kugelsymmetrisch angenommen wird, sodass es dem einer Punktmasse bzw. eines Massepunktes entspricht. Die von Kepler für die Planetenbewegung um die Sonne empirisch gefundenen Gesetze lauten, übertragen auf die Bewegung eines Satelliten um die Erde:
vom Geozentrum zum Satelliten überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.Syn. Klassifikation; in der Fernerkundung werden zwei Arten von Klassifizierung unterschieden:
Die überwachte Klassifizierung, bei der für jede Objektklasse eine Musterklasse bestimmt wird. Aus diesen Musterklassen wird wiederum der Klassifikator bestimmt. Jedes Element außerhalb einer Musterklasse wird sodann mittels dieser Entscheidungsfunktion des Klassifikators auf Grund seiner typischen Geländeinformation (z.B. spektrale Signatur bei Multispektralbildern) einer Objektklasse zugeordnet. Ein Objekt weist daneben noch andere Merkmale auf, die bei einer Klassifikation berücksichtigt werden können, beispielsweise Textur, Musterung, Größe, Form, Orientierung, Zeit und Merkmale wie Winkel, Enden und Kanten. Eine überwachte Klassifikation kann hierarchisch oder iterativ durchgeführt werden. In beiden Fällen werden für ausgesuchte Areale des Bildes Trainingsdaten gewonnen und danach das gesamte Bild klassifiziert.
Die unüberwachte Klassifizierung unterscheidet sich in Hinblick auf die überwachte darin, dass keine Geländeinformation und keine Anzahl der Objektklassen benötigt wird. Mittels eines Klassifikators (z.B. ein Abstandsmaß) wird iterativ jedes Bildelement einer Teilgesamtheit zugeordnet. Diese Teilklassen besitzen jedoch noch keine Objektidentität.
US-Fernerkundungssystem aus einer Serie von mehrfach weiterentwickelten Satelliten, die seit 1972 in ihre Umlaufbahn gebracht wurden, zuletzt im Jahre 1999 Landsat-7 ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus). Die Spektralbereiche des Systems sind für eine Differenzierung von Landoberflächen ausgelegt, Gleiches gilt für die Bodenauflösung von 30 x 30 Metern hinsichtlich vieler Aufgabenstellungen. Landsat-Satellitenaufnahmen werden deshalb häufig für Landnutzungsklassifikationen, für geologisch/mineralogische Explorationsarbeiten, Erntevorhersagen, Waldzustandserhebungen, Katastrophenmanagement und kartographische Arbeiten herangezogen.
Es wurden für die systematische Aufnahme vom Satelliten kreisförmige, polnahe und sonnensynchrone Umlaufbahnen gewählt, um praktisch die ganze Erdoberfläche beobachten zu können. Die Satellitenbahn behält ihre Lage im Raum bei, aber durch die Rotation der Erdkugel wandert die Erdoberfläche unter dieser Bahn hindurch. Die Bodenspuren der aufeinanderfolgenden Umläufe sind deshalb etwas gegeneinander versetzt. Die Bahnparameter sind so gewählt, dass nach und nach die ganze Erdoberfläche aufgenommen werden kann und sich der Vorgang bei den Landsat-4, -5 und -7 nach 16 Tagen wiederholt. Die Polkappen werden nicht erreicht, da die Satellitenbahn gegen die Äquatorebene nicht genau um 90 Grad geneigt ist. Die Bahnen von Landsat-5 und Landsat-7 sind derart gegeneinander versetzt, dass alle 8 Tage ein Überflug durch einen der beiden Satelliten erfolgt.
Die Satelliten wurden mit optisch-mechanischen Scannern, nämlich Landsat-1 bis -5 (ab 1972) mit dem Multispectral Scanner (MSS), Landsat-4 und -5 (ab 1982) zusätzlich mit dem Thematic Mapper (TM), und Landsat-7 (ab 1999) mit dem ETM+. Die Daten der verschieden alten Systeme sind kompatibel, was der Erfassung von Veränderungen zugute kommt.
| Landsat 4, 5 (1 - 3) Multispectral Scanner |
Landsat 4, 5 Thematic Mapper |
Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus |
|
|---|---|---|---|
| Betrieb | seit 1972 | seit 1982 | seit 1999 |
| Flughöhe | 705 km (915 km) | 705 km | 705 km |
| Wiederholrate | 16 (18) Tage | 16 Tage | 16 Tage |
| Streifenbreite | 185 km | 185 km | 185 km |
| Pixelgröße | 79 x 79 m2 | 30 x 30 m2 | 30 x 30 m2 |
| Spektralkanäle | 1 (4) 0,50-0,60 µm 2 (5) 0,60-0,70 µm 3 (6) 0,70-0,80 µm 4 (7) 0,80-1,10 µm |
1 0,45-0,52 µm 2 0,52-0,60 µm 3 0,63-0,69 µm 4 0,76-0,90 µm 5 1,55-1,73 µm 7 2,08-2,35 µm |
1 0,45-0,52 µm 2 0,52-0,60 µm 3 0,63-0,69 µm 4 0,76-0,90 µm 5 1,55-1,73 µm 7 2,08-2,35 µm |
| Thermalkanal | 6 10,4-12,5 µm (120 x 120 m2) |
6 10,4-12,5 µm (60 x 60 m2) |
|
| Panchromatischer Kanal (15x15 m2) | 8 0,52-0,90 µm | ||
Die Strahlung, deren Wellenlängen größer als 4 Mikrometer sind, was der Strahlung entspricht, die von der Erde und der Atmosphäre ausgesandt wird.
Engl. Akronym für light amplification by stimulated emission of radiation, also Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsfreisetzung; im Bereich der Fernerkundung ein aktives Instrument. Laserlicht kann im Spektralbereich zwischen Infrarot- und Ultraviolettstrahlung erzeugt werden und ist monochromatisch (eine Spektrallinie) sowie kohärent – ein Lichtstrahlenbündel ist kohärent, wenn sich alle seine Wellen bzw. Photonen phasengleich ausbreiten. Dies ist der Grund, weshalb sich Laserlicht mit extrem hoher Intensität, äußerst geringer Strahlaufspaltung und hoher Farbreinheit (Frequenzschärfe) erzeugen lässt.
Engl. Akronym für Light Detection and Ranging; oft etwas ungenau als "Laser-Radar" bezeichnet. Klasse aktiver Sensoren, die das von einem Laser emittierte und zurückgestreute Licht zur Bestimmung von Wolkenobergrenzen, Aerosolen und in besonderen Fällen auch von Spurengasen nutzen. Wegen sehr hoher technischer Schwierigkeiten bei der Raumflugtauglichkeit von Lasern werden LIDAR-Sensoren zur Zeit vorwiegend noch als boden- oder flugzeuggestützte Sensoren eingesetzt.
Ein kleines und hochentwickeltes Gerät zur Aufspürung und Lokalisierung von Blitzen in den Tropen aus einer Höhe von 350 km. Der LIS befindet sich an Bord des Satelliten der Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Er beobachtet Tag und Nacht jegliche Art von Blitzen, deren räumliches Auftreten und dient
Photographisches Bild eines Teils der Erdoberfläche, die von Luftfahrzeugen - i.d.R. von Flugzeugen - aus aufgenommen werden. Vielfach werden die Ergebnisse anderer Aufnahmeverfahren ebenfalls Luftbild genannt. So spricht man oft von Thermal-Luftbildern, wenn eine bildhafte Wiedergabe der Erdoberfläche im thermalen Strahlungsbereich vom Flugzeug aus gewonnen wird.
In der Fernerkundung eine überwachte Klassifizierung nach der Methode der größten Wahrscheinlichkeit.