Ein Fernerkundungssystem, das die Sonne als Quelle für elekrtomagnetische Energie nutzt, wird als … bezeichnet.
Das wichtigste Verfahren für die optische Fernerkundung ist ...
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Erinnern Sie sich? „Elektronentransferprozesse benötigen sehr ____ (wenig/viel) Energie. Die durch sie verursachten Bänder sind daher in der Regel recht ______ (breit/schmal) und liegen im kurzwelligen UV-Bereich.“
„Elektronentransferprozesse benötigen sehr viel Energie. Die durch sie verursachten Bänder sind daher in der Regel recht breit und liegen im kurzwelligen UV-Bereich.“
„Neben den geometrischen Beleuchtungs- und Beobachtungsbedingungen sowie der Oberflächenrauhigkeit hängen die Reflexionseigenschaften eines Objekts von seiner ... ab"
Der wichtigste Prozess für die optische Fernerkundung ist die Absorption. Strahlungsenergie, die auf ein Objekt trifft, stimuliert den Elektronentransfer und ______ auf molekularer Ebene.
Welche geometrischen Faktoren beeinflussen die Oberflächenreflexion?
Die Reflexionseigenschaften eines Objekts hängen in erster Linie mit seinen Oberflächeneigenschaften zusammen. Ordne die Art der Reflexion dem richtigen Graphen zu (Optionen: diffus / Lambertsche, realer Fall / Mix, spiegelnd).
a)
b)
c)
a) realer Fall / Mix
b) diffus / Lambertsche
c) spiegelnd
Böden
Die Absorptionsmerkmale von Vegetation sind überwiegend sehr ähnlich, sogar zwischen verschiedenen Pflanzenarten, weil die der Absorption zugrundeliegenden molekularen Mechanismen in verschiedenen Substanzen der Pflanzen zu finden sind (z. B. O-H-Bindung in Wasser, Zellulose und Stärke). Daher sind eindeutige Zuordnungen von Absorptionsbändern und molekularen Prozessen schwer zu treffen. Außer den Blattpigmenten (z.B. Chlorophyll und Carotinoide) kommen viele der biochemischen Pflanzenstoffe nur in geringen Konzentrationen vor, so dass nur minimale Absorptionsbänder gemessen werden. Darüber hinaus gibt es vielfältige Streuprozesse am Blatt (Mesophyll), an der Pflanze und in der Baumkrone, die die Form der Absorptionsbänder bestimmen.
Im Allgemeinen hat die spektrale Reflexionskurve gesunder grüner Vegetation ein lokales Maximum im sichtbaren (VIS) Teil des elektromagnetischen Spektrums, bedingt durch die Blattpigmente: Chlorophyllpigmente absorbieren selektiv blaues (400-500 nm) und rotes (600-700 nm) Licht für die Photosynthese und weniger grünes Licht (500-600 nm), was zu einer “grünen Spitze (green peak)” und dem grünen Aussehen gesunder Vegetation für das menschliche Auge führt. Andere Pigmente wie Carotinoide und Xanthophylle haben eine starke Absorption im blauen Wellenlängenbereich (400-500 nm) und sind für die verschiedenen Blattfarben verantwortlich.
Die spektrale Reflexionskurve steigt zum Nahinfrarotbereich (NIR) hin stark an. Im NIR (700-1300 nm) ist die Blattabsorption durch Pigmente und andere Bestandteile gering und die meiste Energie wird je nach den strukturellen Merkmalen des Blattes reflektiert, was zu einem hohen Plateau führt.
Der Bereich zwischen rotem (VIS) und nahinfrarotem Licht ist durch einen steilen Anstieg gekennzeichnet, der als “red edge” bezeichnet wird und bei der Erkennung von Pflanzenstress verwendet wird. Der Reflexionsgrad von gestresster Vegetation ist im Allgemeinen im VIS-Bereich höher und im Infrarotbereich niedriger als bei gesunder Vegetation. Außerdem kommt es im roten Randbereich des Spektrums zu einer Abflachung sowie Verschiebung hin zu kürzeren Wellenlängen.
Der SWIR-Bereich (1300-2500 nm) wird von der Wasserabsorption dominiert. Ein Anstieg des Feuchtigkeitsgehalts der Blätter führt zu einer allgemeinen Abnahme des Reflexionsgrads, insbesondere im NIR- und SWIR-Bereich, begleitet von einer Zunahme (Tiefe, Breite) der Wasserabsorptionsmerkmale bei 1400 nm und 1900 nm.
Die Reflexionskurve von flüssigem Wasser ist durch eine geringe Reflexion im sichtbaren Bereich und eine hohe (fast vollständige) Absorption im nahen Infrarot und darüber hinaus charakterisiert. Aufgrund dieser Absorptionseigenschaften lassen sich Gewässer und wasserhaltige Objekte auch mit multispektralen Daten leicht abgrenzen und identifizieren. Darüber hinaus wird die abbildende Spektroskopie zur Messung von optischen Bestandteilen wie Pigmenten (z. B. Chlorophyll), einer breiten Reihe von Phytoplanktonarten, gelösten organischen Stoffen und schwebenden Nicht-Algenpartikeln (z. B. Sedimente) eingesetzt. Küsten- und Binnengewässer sind optisch komplexer als offene Meeresgewässer, die hauptsächlich durch einen optischen Parameter, nämlich die Meeresfarbe (ocean color) charakterisiert werden können.
Sortiere die Begriffe den Richtigen Kurven zu!
Begriffe:
Wasser / offen Wasser / Inland Wasser / Frischwasser
Kaolinit / Mineral
Grüne Vegetation / Vegetation / Pflanze / Blatt
grün = Kaolinit / Mineral
blau = Grüne Vegetation / Vegetation / Pflanze / Blatt
gelb = Wasser / offen Wasser / Inland Wasser / Frischwasser
Was ist der Hauptunterschied zwischen optischen multispektralen und hyperspektralen Daten?
Ordne zu!
zwischen 1982-195
Zwischen 2000-2001
Zwischen 2018-2019
Zwischen 2022-2027
Weltraumgestützte Sensoren der nächsten Generation
Erste weltraumgestützte bildgebende Spektrometer
Erste luftraumgestützte bildgebende Spektrometer
Zukünftige Missionen
In welchen Wellenlängenbereichen erfassen VNIR (sichtbarer Bereich und nahes Infrarot) Sensoren Daten?
In welchen Wellenlängenbereichen erfassen SWIR-Sensoren (kurzwelliges Infrarot) Daten?
Welche Prozesse laufen ab, wenn Strahlung mit Oberflächenmaterialien in Wechselwirkung tritt?
Was sind atmosphärische Fenster?
Welche Charakteristiken von Absorptionsmerkmalen ermöglichen die Identifizierung von Materialien?
Der spektrale Reflexionsgrad der Vegetation ist im sichtbaren Bereich sehr niedrig. Warum?
Welches Oberflächenmaterial hat in der Regel den geringsten Reflexionsgrad im SWIR:
Was ist der Treibstoff der Fernerkundung?
Die Anwendung von Fernerkundungssensoren und -methoden beruht auf dem Vorhandensein von elektromagnetischer (EM) Strahlung. Unabhängig davon, ob sie durch natürliche Emissionen entsteht (Sonne, Erde) oder aktiv vom Sensor ausgestrahlt wird, ohne diese Energiequellen kann kein Signal analysiert werden. Aber: Was genau sind “Wellen”? Man kann sich eine Welle als eine sich bewegende Schwingung vorstellen, die Energie transportiert.
Ein Beispiel für eine natürliche Wellenentwicklung sind Wasserwellen, die entstehen, wenn ein Stein ins Wasser geworfen wird. Eine andere Art von Wellen sind Schallwellen, die beim Sprechen entstehen oder wenn ein Polizeiauto vorbeifährt.
Die von der Sonne ausgehende Strahlung bewegt sich in Form von sogenannten elektromagnetischen Wellen. Dabei sind elektrische und magnetische Felder gekoppelt.
Das Spektrum der EM-Strahlung
Elektromagnetische Energie breitet sich in Wellen aus und umfasst ein breites Spektrum von z.B. sehr kurzwelligen UV-Strahlen bis zu den sehr langen Mikrowellen. In der Fernerkundung wird diese Energie üblicherweise durch ihre Wellenlänge beschrieben, meist angegeben in Mikrometern [µm] oder Nanometern [nm]. Das menschliche Auge kann nur einen kleinen Teil dieses Wellenlängenspektrums, das sichtbare Licht (englisch: Visible light, VIS), wahrnehmen. Wie du in der Grafik unten sehen kannst, nutzen optische Sensoren meist den Spektralbereich zwischen ca. 350 und 2500 nm. Der Bereich des für den Menschen sichtbaren Lichts (VIS) reicht von 380 bis 780 nm und umfasst die Farben Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Auf das sichtbare Licht folgen die infraroten Wellenlängen (IR), die in nahes Infrarot (NIR, 700 – 1300 nm*), kurzwelliges Infrarot (englisch shortwave infrared, SWIR, 1300 – 3000 nm*), mittleres Infrarot (MIR) und thermales Infrarot (TIR) unterteilt sind, gefolgt von langwelligen Wellenlängen wie Mikrowellen und Radiowellen.
Die Strahlung wird von der Atmosphäre auf viele verschiedene Arten beeinflusst, die von der Wellenlänge abhängen: Die Sonne strahlt mit der höchsten Intensität im sichtbaren Bereich, während gleichzeitig die atmosphärische Durchlässigkeit am höchsten ist. Bei größeren Wellenlängen ist die Durchlässigkeit auf enge Bereiche reduziert. Dazu gehören die durchlässigen Bereiche im thermalen Infrarot, durch die die Erde Strahlung in den Weltraum abgibt. Auch im Mikrowellenbereich ist die Atmosphäre fast vollständig durchlässig. Da hier die Strahlung von Sonne und Erde gering ist, kann dieser Bereich von aktiven Radarsystemen genutzt werden. Kürzere Wellenlängen wie das UV werden von der Atmosphäre fast vollständig absorbiert und sind daher für die Fernerkundung, die sich auf die durchlässigen Bereiche (atmosphärische Fenster) konzentriert, vernachlässigbar.
Nenne die grundlegenden Strahlungsgesetze und was sie Aussagen.
Welche der folgenden Sensoren sind luftgestützte Instrumente?
Welche der folgenden Sensoren sind weltraumgestützte Instrumente?
Wann wurde das erste weltraumgestützte Hyperspektralinstrument gestartet?
Elektromagnetische Strahlung wird durch die Wellenlänge und Frequenz beschrieben. Sie sind umgekehrt proportional, d.h. …
Fülle die Lücken!
Das menschliche Auge ist empfindlich für den Wellenlängenbereich, den wir ___ {VIS/ NIR} nennen. Er befindet sich zwischen dem UV und den ___ {VIS/ NIR} Bereichen des elektromagnetischen Spektrums.
„Das menschliche Auge ist empfindlich für den Wellenlängenbereich, den wir VIS nennen. Er befindet sich zwischen dem UV und den NIR Bereichen des elektromagnetischen Spektrums.“
Welche der folgenden Aussagen sind richtig:
Was ist Absorption?
Die Absorption elektromagnetischer Strahlung ist der Weg, auf dem die Energie eines Photons von der Materie aufgenommen wird. Dadurch wird die elektromagnetische Energie in andere Energieformen umgewandelt, beispielsweise in Wärme. In bestimmten Wellenlängenbereichen absorbieren die Stoffe in der Atmosphäre so stark, dass nur sehr wenig oder gar keine Strahlung die Erdoberfläche erreicht. Diese Wellenlängenbereiche werden als atmosphärische Absorptionsbänder bezeichnet und werden hauptsächlich durch Wasserdampf, Kohlendioxid und Ozon verursacht. In der Fernerkundung sind wir auf (relativ) durchlässige Wellenlängenbereiche angewiesen, welche als atmosphärische Fenster bezeichnet werden. So ist beispielsweise der sichtbare Bereich für elektromagnetische Strahlung relativ durchlässig. Im Gegensatz zur Streuung ist die Absorption ein effektiver Energieverlust für die Strahlung.
Was ist Streuung?
Atmosphärische Streuung beschreibt die Streuung von Strahlung in der Atmosphäre durch Partikel. Sie bezieht sich auf eine Richtungsänderung der elektromagnetischen Strahlung, die nicht vorhersehbar ist (im Gegensatz zur Reflexion). Die Streuung ist eine Funktion (1) der Wellenlänge der einfallenden Strahlung und (2) der Größe der streuenden Teilchen:
Unter Rayleigh-Streuung (Streupartikel < Wellenlänge) versteht man die diffuse Streuung elektromagnetischer Wellen an winzigen Partikeln oder Molekülen (wie Stickstoff oder Sauerstoff), deren Durchmesser viel kleiner ist als die Wellenlänge. Da die Streuung umso stärker ist, je kürzer die Wellenlänge ist (die kürzesten Wellenlängen sind blau), ist die Rayleigh-Streuung dafür verantwortlich, dass der Himmel blau erscheint.
Die Mie-Streuung (Streupartikel ~ Wellenlänge) wird durch Partikel in der Atmosphäre verursacht, deren Durchmesser größer ist als die Wellenlänge der einfallenden Strahlung, wodurch längere Wellenlängen betroffen sind. Partikel, die Mie-Absorption verursachen, werden als Aerosole bezeichnet und umfassen beispielsweise Meersalz, Staub, biologische Stoffe, Sulfate, Nitrate usw., die durch Verdunstung, industrielle Verschmutzung, (Wald-)Brände und Vulkanausbrüche entstehen.
Nicht-selektive Streuung (Streupartikel > Wellenlänge) wird durch Wasserdampf- oder Eispartikel verursacht, die > 10-mal so groß sind wie die Wellenlänge der einfallenden Strahlung. Alle Wellenlängen werden gleich gut gestreut. Diese Streuung tritt am dichtesten an der Erdoberfläche auf.
Was ist der Reflexionsgrad?
Der Reflexionsgrad bezieht sich – Überraschung – auf elektromagnetische Strahlung, die von einer Oberfläche reflektiert wird oder im Falle der Atmosphäre von Aerosolen oder Wolken. Ein großer Teil der einfallenden Strahlung im sichtbaren und kurzwelligen Infrarotbereich wird direkt von letzteren reflektiert. Dies ist eindeutig ein Nachteil der optischen Fernerkundung, da wir auf einen wolkenfreien Himmel angewiesen sind.
In der optischen Fernerkundung ist die dominierende Energiequelle die direkte Sonneneinstrahlung (siehe „1“ in der Abbildung) (etwa 90 %). Hinzu kommt die diffuse Himmelsstrahlung (2,3), die durch Streuung und Absorption in der Atmosphäre entsteht. Dabei wird der Teil der diffusen Himmelsstrahlung, der in Richtung des Sensors wirkt, ohne jemals die Oberfläche zu erreichen, als „Luftlicht“ (eng. path radiance) (2) bezeichnet. Diese wird durch die Streuprozesse innerhalb der Atmosphäre bestimmt und ist stark wellenlängenabhängig.
Auf dem Weg zum Sensor muss die gesamte vom Objekt reflektierte Strahlung (1,3,5) ERNEUT die Atmosphäre durchqueren und wird dabei abgeschwächt (2,4). Im Idealfall ist das vom Sensor aufgezeichnete Signal also eine echte Funktion der Strahlungsstärke, die das Ziel innerhalb des momentanen Sichtfeldes in einem bestimmten Raumwinkel verlässt. In der Realität können jedoch auch andere Strahlungsenergien über verschiedene andere Wege in das Sichtfeld des Sensors eindringen und störendes Rauschen verursachen (Jensen 2007).
Fülle die Lücken (Optionen: absorbiert, reflektiert):
Die elektromagnetische Strahlung, die die Erde erreicht, tritt zunächst in die obere Schicht der Atmosphäre ein, von wo aus ein Teil der Strahlung wieder in den Weltraum ___ wird. Der andere Teil durchquert die Atmosphäre und wird _____ und von Gasen, Molekülen, Partikeln, gasförmige und/oder partikelförmigen Bestandteilen gestreut.
Die elektromagnetische Strahlung, die die Erde erreicht, tritt zunächst in die obere Schicht der Atmosphäre ein, von wo aus ein Teil der Strahlung wieder in den Weltraum reflektiert wird. Der andere Teil durchquert die Atmosphäre und wird absorbiert und von Gasen, Molekülen, Partikeln, gasförmigen und/oder partikelförmigen Bestandteilen gestreut.
Ordne die Begriffe zu!
Begriffe: Rayleight-Streuung, Mie-Streuung, nicht-selektive Streuung
Zuordnung:
Partikel, deren Durchmesser viel kleiner ist als die Wellenlänge
Partikel, deren Durchmesser > 10 mal so groß ist wie die Wellenlänge
Partikel, deren Durchmesser gleich und größer ist als die Wellenlänge
Partikel, deren Durchmesser viel kleiner ist als die Wellenlänge = Rayleight-Streuung -> Himmel ist blau
Partikel, deren Durchmesser > 10 mal so groß ist wie die Wellenlänge = nicht-selektive Streuung -> weißes Ausssehen von Wolken, große Wassertröpfchen
Partikel, deren Durchmesser gleich und größer ist als die Wellenlänge = Mie-Streuung -> typisch bei Aerosolen, Wassertröpfchen, Staub
Welche Art der Streuung ist für das blaue Erscheinen des Himmels verantwortlich?
Die Wahrnehmung der Oberflächenrauhigkeit ist unabhängig von der Wellenlänge.
„Vorwärtsstreuung wird ___ (mit/gegen) die Beleuchtungsrichtung und Rückwärtsstreuung __ (mit/gegen) der Beleuchtungsrichtung beobachtet. Daher ist die Reflexion im Bereich der Rückwärtsstreuung immer ________ (schwächer/stärker) als im Bereich der Vorwärtsstreuung.“
„Vorwärtsstreuung wird gegen die Beleuchtungsrichtung und Rückwärtsstreuung mit der Beleuchtungsrichtung beobachtet. Daher ist die Reflexion im Bereich der Rückwärtsstreuung immer stärker als im Bereich der Vorwärtsstreuung.“
Was bedeutet der Begriff Spektroskopie?
Der Begriff Spektroskopie bezieht sich auf physikalische Methoden, welche die Strahlung nach bestimmten Eigenschaften wie beispielsweise der Wellenlänge aufteilen. Die daraus resultierende Intensitätsverteilung wird als Spektrum bezeichnet. Mit Hilfe der Spektroskopie kann die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Energie und Materie untersucht werden. Dabei wird insbesondere betrachtet, welche Wellenlängen des Lichts von einem Objekt reflektiert oder absorbiert werden, um so Materialien zu charakterisieren.
Was heißt Abbildende Spektroskopie?
Abbildende Spektroskopie – oder hyperspektrale Fernerkundung, wie sie auch häufig genannt wird – bezieht sich auf abbildende Sensoren, die das Spektrum der von den Materialien der Erdoberfläche reflektierten Sonnenstrahlung in vielen zusammenhängenden Wellenbändern messen, sowohl vom Boden aus als auch aus der Luft oder dem Weltraum. Das daraus resultierende Bild – oder den Datenwürfel – kann man sich wie ein Foto vorstellen; anstelle der üblichen drei RGB-Kanäle gibt es jedoch bis zu Hunderte von Bändern, die eine Identifizierung und oft auch eine Quantifizierung von Materialien auf Grund der Form der Spektralkurve ermöglichen.
weitere Info:
Der Begriff hyperspektrale Fernerkundung geht auf die Entwicklung des Airborne Imaging Spectrometer (AIS) und AVIRIS der NASA Mitte der 1980er Jahre zurück. Obwohl die NASA den früheren Begriff abbildende Spektroskopie dem Begriff hyperspektrale Fernerkundung vorzieht, hat sich der letztere Begriff im wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Sprachgebrauch durchgesetzt. In einem von Sachverständigen geprüften Schreiben empfehlen Experten, die Begriffe abbildende Spektroskopie oder spektrale Bildgebung zu verwenden und übertriebene Vorsilben wie “hyper-“, “super-” und “ultra-” zu vermeiden, um irreführende Bezeichnungen in der Diskussion zu vermeiden.
Wichtige Meilensteine Abbildende Spektroskopie:
Welche Teile des elektromagnetischen Spektrums können wir sehen?
Ein Objekt erscheint dem Beobachter rot …
Der Spektralbereich, in dem elektromagnetische Strahlung die Atmosphäre ohne große Abschwächung passiert, wird als … bezeichnet.
Der Punkt, der sich genau senkrecht unter der Position des Beobachtenden befindet, heißt … .
In welchen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums reflektiert gesunde Vegetation stark?
Welche Begriffe können passiver Fernerkundung zugeordnet werden?
Welche der folgenden sind passive Fernerkundungs-Satellitenmissionen?
Die grafische Darstellung der spektralen Antwort eines Objekts über verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums wird als ... bezeichnet.
Richtig oder Falsch? "Die räumliche Auslösung in der Fernerkundung beschreibt im Vergleich zu einem fotografischen Bild, wie viele Details sichtbar sind!"
Metriken zur Beschreibung der räumlichen Auflösung Angepasst von Schowengerdt (2007). EnMAP-Satellitenbild angepasst mit Genehmigung der Raumfahrt-Agentur des DLR
Die räumliche Auflösung ist ein Maß für das kleinste Bodenmerkmal, das von einem Sensor aufgelöst werden kann. Da ihre Beschreibung nicht so einfach ist, gibt es eine Vielzahl von Maßstäben:
Das momentane Sichtfeld (instantaneous-field-of-view, IFOV) ist der Bereich der Einfallswinkel, die von einem einzelnen Detektorelement gesehen werden. Die entsprechende Bodenabdeckung (bodenprojizierter Instantaneous-Field-of-View, GIFOV), definiert in Metern, hängt von der Satellitenhöhe ab und variiert mit dem Sichtwinkel.
Der Bodenabtastabstand (ground sampling distance, GSD) ist der Abstand zwischen den Pixelzentren am Boden und daher mehr oder weniger identisch mit dem GIFOV, obwohl die GSD mathematisch gesehen ein Liniensegment und das GIFOV eine Fläche ist. Der GSD wird auch als räumlicher Abtastabstand (SSD) oder Bodenabtastintervall (GSI) bezeichnet.
Die genaueste Art, die räumliche Auflösung eines bildgebenden Instruments zu beschreiben, ist die Modulationsübertragungsfunktion (modulation transfer function, MTF), die die Menge des vom Objekt auf das Pixel übertragenen Kontrasts quantifiziert. Die MTF entspricht der Magnitude der optischen Transferfunktion (OTF), die wiederum definiert ist als die Fourier-Transformierte der Punktstreufunktion (PSF).
Die räumliche Auflösung in Querrichtung (Across-Track, ACT) und in Längsrichtung (Along-Track, ALT) wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst (z.B. Integrationszeit, Schmiereffekte) und ist daher nicht unbedingt identisch, obwohl dies natürlich das gewünschte Ergebnis des Instrumentendesigns ist.
Da Pixel in Bildern in der Regel als Rechtecke dargestellt werden, wird die räumliche Auflösung eines Sensors oft mit z.B. 30 m x 30 m (im Falle von EnMAP) angegeben. Dabei handelt es sich um einen Mittelwert, da dieser von der Entfernung zwischen Sensor und Erde, der Sensorgeschwindigkeit und der FOV/Off-Nadir-Ausrichtung abhängt. In der interaktiven Grafik kannst du die Szene in 30 m (z. B. Landsat, EnMAP), 10 m (z. B. Sentinel-2) und 1 m (Luftbildsensor) Auflösung* betrachten.
*Je nach Gerät kann die höchste Auflösung ungenauer als 1 m x 1 m erscheinen. Du kannst versuchen, den Eindruck zu verbessern, indem du die Grafik im Vollbildmodus anzeigst.
Die zeitliche Auflösung bezieht sich auf den zeitlichen Abstand zwischen zwei Erfassungen eines Sensors über demselben Gebiet. Sie hängt von der Höhe der Satellitenbahn und ihrer Geometrie (Wiederholungs-zyklus) ab – optische Sensoren für die Umweltbeobachtung folgen in der Regel sonnensynchronen, nahezu polaren Bahnen. Je größer der Neigungswinkel ist (98,2° in dem hier gezeigten Beispiel), desto geringer ist der maximal beobachtbare Breitengrad. Der Einsatz mehrerer Satelliten oder Ausrichtungsmöglichkeiten kann die Wiederholungsrate erhöhen. In der Realität kann die tatsächliche Datenmenge jedoch aufgrund der Wolkenbedeckung stark schwanken. Bei der Betrachtung der zeitlichen Reichweite eines Sensors sollte man auch die Lebensdauer einer Mission berücksichtigen.
Und schließlich ist die radiometrische Auflösung definiert als die Fähigkeit eines Sensors, Unterschiede in der Strahlung zu erfassen. Je feiner die radiometrische Auflösung ist, desto besser können kleine Unterschiede differenziert werden. Üblich sind acht und zwölf Bit (256 bzw. 2048 Grauwerte). Neuere Sensoren wie EnMAP haben 14 Bit (16384 Grauwerte). Bei der radiometrischen Auflösung geht es jedoch nicht nur um die Anzahl der Bits, sondern vielmehr um “die kleinste Differenz im Signal, die nicht durch Rauschen überdeckt wird”.
Wir unterscheiden vier Arten von Auflösungen – kannst du sie benennen?
Räumliche Auflösung – beschreibt die Größe eines Pixels am Boden (z. B. 10 m × 10 m).
Spektrale Auflösung – beschreibt, in wie viele und welche Wellenlängenbereiche (Spektralbänder) das Sensorsystem das Licht aufteilt.
Radiometrische Auflösung – beschreibt, wie fein ein Sensor Unterschiede in der Strahlungsintensität messen kann (z. B. 8 Bit, 12 Bit).
Zeitliche (temporale) Auflösung – beschreibt, wie oft ein Sensor denselben Ort auf der Erdoberfläche erfasst (Wiederholrate).
Beschrifte die Grafik der spektralen Antwortfunktionen (SRF) entsprechend: (Optionen: Position Bandmitte, Wellenlänge, FWHM, SSI)
A = Wellenlänge
B = Bandmitte
C = FWHM
D = SSI
Welche Pixelgröße gehört zu welchem Sensor (17m, 30m, 90m, 5m)?
PRISMA (VNIR/SWIR-hyp)
AVIRIS (Luftgestützt)
HICO
CHRIS / PROBA (mode 2-5)
30 m
5 m
90 m
17 m
Die zeitliche Auflösung hängt ab von … (Mehrfachauswahl)
Leider gibt es einige typische Kompromisse zwischen den Auflösungen. In der Beziehung zwischen räumlicher und spektraler Auflösung gilt: Je höher die eine ist, desto geringer muss die andere sein … (Einfachauswahl)
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