Grundlagen der Fernerkundung und Bildauflösung

Bildgewinnung durch Fernerkundung

Verfahren zur Gewinnung digitaler Bilder von Satellitensensoren.

Eigenschaften digitaler Bilder

Die Bilder werden in eine Reihe kleiner Parzellen mit verschiedenen Grautönen, sogenannte Pixel, unterteilt. Ein Pixel ist die kleinste auf dem Boden erfassbare Einheit und entspricht der minimalen Informationseinheit, in die ein Bild unterteilt wird. Die Differenzierung erfolgt durch die Intensität der empfangenen Strahlung.

Auflösung eines Sensors

Die Auflösung ist ein Maß für die Fähigkeit, Details zu unterscheiden. Man unterscheidet verschiedene Arten der Auflösung:

• Räumliche Auflösung (Pixelgröße): Sie stellt den kleinsten Bereich dar, der von seiner Umgebung unterschieden werden kann. Sie ist variabel.
• Zeitliche Auflösung: Häufigkeit der Datenaktualisierung durch einen Sensor. Sie variiert stark von Minuten bis hin zu Tagen.
• Radiometrische Auflösung: Fähigkeit zur Unterscheidung von Änderungen in der Intensität der Strahlung, die von Objekten emittiert wird. Sie wird durch die Gesamtzahl der Ebenen oder Grautöne gemessen, die ein Bild besitzt (z. B. 6 Bits pro Pixel = 64 verschiedene Graustufen).
• Spektrale Auflösung: Bezieht sich auf die Verteilung oder Bandbreite der unterschiedlichen Wellenlängen oder Bänder, die gemessen werden können. Die meisten Satelliten verfügen über Sensoren, die in einem bestimmten Bereich des Spektrums arbeiten, welcher als Band bezeichnet wird.

Farbbilder

Multiband-Sensoren ermöglichen verschiedene Kombinationen aus drei unterschiedlichen Bändern. Je nachdem, welche Bänder gewählt werden:

• Echtfarben oder RGB (321): Pixel aus Band 3 werden rot, aus Band 2 grün und aus Band 1 blau dargestellt, jeweils mit unterschiedlichen Intensitäten abhängig vom Grauton. Das Ergebnis ist eine Kombination dieser drei Farben, definiert durch drei Ziffern. Insgesamt ergeben sich daraus etwa 16 Millionen verschiedene Farben.
• Falschfarben oder RGB (432): Hier entspricht Rot dem Bild von Band 4, Grün dem Band 3 und Blau dem Band 2. Solche Bilder erhöhen den Detailgrad und ermöglichen die Untersuchung von Pflanzenmasse und -vitalität, Bodenschätzen, Wasser sowie von urbanen Räumen besetzten Flächen.

Wärmebildkameras nutzen zudem Sensoren, die empfindlich für Infrarotstrahlung sind. Diese Strahlung durchdringt Wolken und wird von allen Objekten auf der Oberfläche emittiert.