Fernerkundung Flashcards
Was bedeutet Fernerkundung?
Fernerkundung bedeutet, mit Satelliten berührungslos zu messen.
Informationen werden über die Erdoberfläche und den Objekten flächendeckend und kontinuierlich auf Basis von elektromagnetischer Strahlung erfasst. Die Strahlung wird in Form von Licht und Wärme durch einen aktiven/passiven Sensor empfangen und abgespeichert. Aus den erfassten Daten können verschiedene Produkte abgeleitet werden:
- Satellitenbilder
- Luftbilder
- Orthophotos
- Höhenmodelle
Was sind passive bzw. aktive Sensoren?
Aktive Systeme senden und empfangen Strahlungen wie beispielsweise Laserstrahlen durch einen Laserscanner oder Mikrowellen durch Radarsysteme aus und messen die Laufzeit. Mithilfe von aktiven Sensoren können Höhenmodelle erstellt werden.
Passive Systeme empfangen reflektierte Sonnenstrahlung auf der Erde oder die Eigenstrahlung der Erde. Verwendet werden entweder Multispektralkameras oder Wärmebildkameras. Mithilfe von passiven Sensoren können Satellitenbilder erzeugt werden. Probleme können in der Atmosphäre sein, da die reflektierte Strahlung der Erde durch Wolken behindert wird.
Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es in der Fernerkundung?
Angewendet wird die Fernerkundung beispielsweise für…
- Katastrophenmonitoring
- Windwurfflächen
- Landnutzungskartierungen
Erläutern Sie den Bereich, in dem das menschliche Auge elektromagnetische Strahlung erkennen kann
Das Elektromagnetische Spektrum besteht aus:
- Röntgenstrahlung
- Ultraviolett (UV)
- Nahes Infrarot (NIR)
- Mikrowellen
- Radiowellen
Das sichtbare Spektrum liegt zwischen Ultraviolett und dem Nahen Infrarot mit den Farben Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange, Rot.
Erläutern Sie, was die Bänder bedeuten und inwiefern Strahlung visualisiert wird
Ein Band definiert die Bandbreite im jeweiligen Spektralkanal, in der ein bestimmter Wellenlängenbereich aufgezeichnet wird. Je mehr Bänder vorhanden sind, desto höher ist die spektrale Auflösung.
Je höher die radiometrische Auflösung, desto feiner ist die Unterscheidung der Strahlung in verschiedenen Helligkeitsstufen. Mit einer hohen radiometrischen Auflösung kann ein genauerer NDVI ermittelt werden.
Erläutern Sie, was der NDVI bedeutet und wie er sich bei Vegetationen auswirkt
Der NDVI beschreibt einen Vegetationsindex und wird standardmäßig im Vegetationsmonitoring verwendet. Er dient der Untersuchung des Gesundheitsstatus von Pflanzen.
Gestresste und trockene Vegetation reflektiert stärker in Rot und weniger im nahen Infrarot (NIR).
Der NDVI wird mit den Werten -1 bis +1 berechnet:
NDVI = (NIR - Rot) / (NIR + Rot) [-1 ; 1]
NDVI = 0 → keine Vegetation
NDVI = 1 → gesunde Vegetation
NDVI = -1 → klares Wasser
Beispiele:
- Vegetation: NIR = 50, Rot = 10 → NDVI = 0,66
- Trockener Boden: NIR = 35, Rot = 25 → NDVI = 0,16
- Wasser: NIR = 0, Rot = 5 → NDVI = -1
Erläutern Sie, wie Fernerkundungsdaten verarbeitet und dargestellt werden können
Grundsätzlich werden bei der Auswertung digitale Daten oder Bilder für einen bestimmten Zweck interpretierbar gemacht.
Bilder können vielfältig korrigiert werden:
Georeferenzierung:
Beim Georeferenzieren werden die digitalen Daten/Karten unterschiedlicher Herkunft in ein Bezugssystem transferiert, sodass sie in einem GIS gemeinsam verarbeitet werden können. Um georeferenzieren zu können, benötigt es an Bild- bzw. Passpunkten, deren Koordinaten bekannt sind. Passpunkte können Straßenkreuzungen oder Brücken sein.
Generalisierung:
Beim Generalisieren werden Karteninformationen in kleinem Maßstab mit einer großmaßstäbigen Karte so vereinfacht, dass die wesentlichen Elemente erhalten bleiben.
Ziel dabei ist es, die Karte richtig und maßstabsgetreu darzustellen sowie grafisch ansprechend und gut lesbar zu gestalten.
- Methoden der Generalisierung:
- Typisieren
- Vergrößern
- Zusammenfassen
- Vereinfachen
- Verdrängen
- Betonen
- Weglassen
Klassifizierung:
Beim Klassifizieren wird ein Satellitenbild durch das Zuordnen von bestimmten Klassen besser lesbar bzw. interpretierbar. Dabei werden die Pixel des Satellitenbildes nach ihren Reflektions- und Grauwerten den Klassen zugeordnet.
weitere Möglichkeiten:
- radiometrische Korrektur
- Falschfarbenkodierungen
- NDVI
Finale Karte
Fernerkundung bedeutet, mit Satelliten berührungslos zu messen.
Informationen werden über die Erdoberfläche und den Objekten flächendeckend und kontinuierlich auf Basis von elektromagnetischer Strahlung erfasst. Die Strahlung wird in Form von Licht und Wärme durch einen aktiven/passiven Sensor empfangen und abgespeichert. Aus den erfassten Daten können verschiedene Produkte abgeleitet werden:
- Satellitenbilder
- Luftbilder
- Orthophotos
- Höhenmodelle
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Aktive Sensoren senden und empfangen Strahlungen wie beispielsweise Laserstrahlen durch einen Laserscanner oder Mikrowellen durch Radarsysteme aus und messen die Laufzeit. Mithilfe von aktiven Sensoren können Höhenmodelle erstellt werden.
Passive Sensoren empfangen reflektierte Sonnenstrahlung auf der Erde auf oder die Eigenstrahlung der Erde aus. Verwendet werden entweder Multispektralkameras oder Wärmebildkameras. Mithilfe von passiven Sensoren können Satellitenbilder erzeugt werden. Probleme können in der Atmosphäre sein, da die reflektierte Strahlung der Erde durch Wolken behindert wird.
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Angewendet wird die Fernerkundung beispielsweise im…
- Katastrophenmonitoring
- Windwurfflächen
- Landnutzungskartierungen
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Das Elektromagnetische Spektrum besteht aus:
- Röntgenstrahlung
- Ultraviolett (UV)
- Nahes Infrarot (NIR)
- Mikrowellen
- Radiowellen
Das sichtbare Spektrum liegt zwischen Ultraviolett und dem Nahen Infrarot mit den Farben Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange, Rot.
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Ein Band definiert die Bandbreite im jeweiligen Spektralkanal, in der ein bestimmter Wellenlängenbereich aufgezeichnet wird. Je mehr Bänder vorhanden sind, desto höher ist die spektrale Auflösung.
Je höher die radiometrische Auflösung, desto feiner ist die Unterscheidung der Strahlung in verschiedenen Helligkeitsstufen. Mit einer hohen radiometrischen Auflösung kann ein genauerer NDVI ermittelt werden.
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Der NDVI beschreibt einen Vegetationsindex und wird standardmäßig im Vegetationsmonitoring verwendet. Er dient der Untersuchung des Gesundheitsstatus von Pflanzen.
Gestresste und trockene Vegetation reflektiert stärker in Rot und weniger im nahen Infrarot (NIR).
Der NDVI wird mit den Werten -1 bis +1 berechnet:
NDVI = (NIR - Rot) / (NIR + Rot) [-1 ; 1]
NDVI = 0 → keine Vegetation
NDVI = 1 → gesunde Vegetation
NDVI = -1 → klares Wasser
Beispiele:
- Vegetation: NIR = 50, Rot = 10 → NDVI = 0,66
- Trockener Boden: NIR = 35, Rot = 25 → NDVI = 0,16
- Wasser: NIR = 0, Rot = 5 → NDVI = -1
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Grundsätzlich werden bei der Auswertung digitale Daten oder Bilder für einen bestimmten Zweck interpretierbar gemacht.
Bilder können vielfältig korrigiert werden:
Georeferenzierung:
Beim Georeferenzieren werden die digitalen Daten/Karten unterschiedlicher Herkunft in ein Bezugssystem transferiert, sodass sie in einem GIS gemeinsam verarbeitet werden können. Um georeferenzieren zu können, benötigt es an Bild- bzw. Passpunkten, deren Koordinaten bekannt sind. Passpunkte können Straßenkreuzungen oder Brücken sein.
Generalisierung:
Beim Generalisieren werden Karteninformationen in kleinem Maßstab mit einer großmaßstäbigen Karte so vereinfacht, dass die wesentlichen Elemente erhalten bleiben.
Ziel dabei ist es, die Karte richtig und maßstabsgetreu darzustellen sowie grafisch ansprechend und gut lesbar zu gestalten.
- Methoden der Generalisierung:
- Typisieren
- Vergrößern
- Zusammenfassen
- Vereinfachen
- Verdrängen
- Betonen
- Weglassen
Klassifizierung:
Beim Klassifizieren wird ein Satellitenbild durch das Zuordnen von bestimmten Klassen besser lesbar bzw. interpretierbar. Dabei werden die Pixel des Satellitenbildes nach ihren Reflektions- und Grauwerten den Klassen zugeordnet.
weitere Möglichkeiten:
- radiometrische Korrektur
- Falschfarbenkodierungen
- NDVI
Die aus Satelliten generierten Informationen müssen ausgewertet werden. Wie geht man dabei vor?
Zunächst eine visuelle Interpretation (Was sieht man, was erkennt man, was kann das sein?)
Erkennen von Schwachstellen (z.B. der Wasserdampf in der Atmosphäre, dieser nimmt die emittierte Strahlung auf, weswegen das Ergebnis verfälscht wird)
Atmosphärische Korrektur anwenden
Zur Hilfe: Georeferenzierung, Histogramm-Streckung (Kontraste in den Grauwertbildern sind zu gering, da diese nur 256 Stufen darstellen, durch die Streckung wird der Bereich größer und der Kontrast höher)
Danach kann z.B. eine Klassifizierung erfolgen (Landnutzungskarte siehe andere Fragen der Kategorie)
Sie haben den Auftrag, den Waldbestand im Hagener Fleyerwald anhand von Satellitenbildern zu überprüfen und in eine Karte zu visualisieren. Erläutern Sie, wie Sie die…
- Daten verarbeiten und darstellen
- Erläutern Sie in dem Zusammenhang den Vegetationsindex
