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Z_GIS > Grundlagen der Fernerkundung > Flashcards

Grundlagen der Fernerkundung Flashcards

1
Q

Wie ist Fernerkundung definiert?

A

Die Fernerkundung ist die Gesamtheit der Verfahren zur Gewinnung von Informationen über die Erdoberfläche oder andere nicht direkt zugängliche Objekte durch Messung und Interpretation der von ihnen ausgehenden (Energie-)Felder. Als Informationsträger dient dabei die reflektierte oder emittierte elektromagnetische Strahlung.

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2
Q

Was sind passive Fernerkundungssysteme?

A

Passive Systeme zeichnen die von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenstrahlung, sowie die von der Erdoberfläche emittierte Eigenstrahlung auf.

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3
Q

Was sind aktive Fernerkundungssysteme?

A

Aktive Systeme senden Mikrowellen- oder Laserstrahlen aus und empfangen deren reflektierte Anteile.

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4
Q

Welche Vorteile haben Fernerkundungsdaten?

A
  • Globale Betrachtung der Erdoberfläche bzw. Atmosphäre
  • Hohe räumliche Auflösung, die anders nicht möglich wäre
  • Wiederholte Abdeckung ein und desselben Gebiets
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5
Q

Welche Aspekte der Image Resolution gibt es?

A
  • Spatial Resolution (räumliche Auflösung)
  • Temporal Resolution (zeitliche Auflösung)
  • Spectral Resolution (spektrale Auflösung)
  • Radiometric / Dynamic Resolution (ratiometrische Auflösung)
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6
Q

Was ist die räumliche Auflösung (spatial resolution)?

A

Die räumliche Auflösung ist das Maß für den kleinsten winkelmäßigen oder linearen Abstand zwischen zwei Objekten.

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7
Q

Was ist die zeitliche Auflösung (temporal resolution)?

A

Die zeitliche Auflösung beschreibt den Zeitinterwall zwischen den Bildaufnahmen eines bestimmten Bereichs.

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8
Q

Was ist die spektrale Auflösung (spectral resolution)?

A

Die spektrale Auflösung beschreibt die Anzahl der Dimensionen (oder Kanäle) einer bestimmten Wellenlänge, für die ein Fernerkundungsgerät empfindlich ist.

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9
Q

Was ist die radiometrische Auflösung (radiometric / dynamic resolution)?

A

Die radiometrische Auflösung beschreibt die Empfindlichkeit eines Detektors gegenüber Unterschieden in der Signalstärke.

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10
Q

Was ist die räumliche Auflösung des menschlichen Auges?

A

ca. 1-3 cm bei 20 cm Abstand

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11
Q

Was ist die zeitliche Auflösung des menschlichen Auges?

A

200 Bilder pro Sekunde

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12
Q

Was ist die spektrale Auflösung des menschlichen Auges?

A

0,4 - 0,7 µm

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13
Q

Was ist die radiometrische Auflösung des menschlichen Auges?

A

ca. 16 - 32 schwarz-weiß bzw. Graustufen
ca. 100 Farben

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14
Q

Wie ist die Energie definiert?

A

Energie ist eine physikalische Größe, die oft als die Fähigkeit Arbeit zu verrichten definiert wird.

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15
Q

Welche Einheit der Energie?

A

Joule [ 1 J = 1 kg * m²/s² ]

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16
Q

Welche Arten der Energieübertragung gibt es?

A
  • Wärmeleitung (Conduction)
  • Wärmeübertragung (Convection)
  • Wärmestrahlung (Radiation)
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17
Q

Was ist die Wärmeleitung (conduction)?

A

Die Wärmeleitung ist die Energieübertragung durch Materie von Atom zu Atom.

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18
Q

Was ist die Wärmeübertragung (convection)?

A

Die Wärmeübertragung ist der Energietransport in Flüssigkeiten oder Gasen durch Strömungen.

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19
Q

Was ist die Wärmestrahlung (radiation)?

A

Die Wärmestrahlung ist der Energietransport über elektromagnetische Wellen durch den leeren Raum.

20
Q

Wie sind elektromagnetische Wellen aufgebaut?

A

Elektromagnetische Wellen bestehen aus einem magnetischen und einem elektrischen Feld, die senkrecht aufeinander stehen.

21
Q

Was ist die Wellenlänge?

A

Die Wellenlänge beschreibt den Abstand zwischen zwei Maxima oder Minima [µm; nm]

22
Q

Was ist die Frequenz?

A

Die Frequenz beschreibt die Anzahl der Wellenlängen pro Zeiteinheit [Hz]

23
Q

Welche Proportionalität haben Frequenz und Wellenlänge zueinander?

A

Wellenlänge und Frequenz sind indirekt proportional zueinander

24
Q

Welche Energie-Materie-Wechselwirkungen gibt es?

A
  • Absorption (Absorption)
  • Brechung (Refraction)
  • Reflexion (Reflectance)
  • Streuung (Scattering)
  • Durchlässigkeit (Transmittance)
25
Q

Was ist die Absorption?

A

Absorption beschreibt, wenn Strahlung absorbiert und in andere Energieformen umgewandelt wird.

26
Q

Was ist die Brechung?

A

Brechung beschreibt, wenn Strahlung bzw. Licht durch Materie gebrochen wird.

27
Q

Was ist die Reflexion?

A

Reflexion beschreibt, wenn Strahlung von einem Objekt “abprallt”.

28
Q

Was ist die Streuung?

A

Streuung beschreibt, wenn die Strahlung auf nicht-voraussagbare Art reflektiert (gestreut) wird.

29
Q

Was ist die Durchlässigkeit?

A

Durchlässigkeit beschreibt, wenn die Strahlung durch Materie passiert.

30
Q

Welche Arten von Streuung gibt es?

A
  • Rayleigh-Streuung
  • Mie-Streuung
  • Non-Selective Scattering
31
Q

Was ist die Rayleigh-Streuung?

A

Die Rayleigh-Streuung ist die Streuung durch Partikel, die kleiner sind als die Wellenlänge der Strahlung. Sie verantwortet die Färbung des Himmels bei Sonnenuntergang.

32
Q

Durch welche Partikel wird die Rayleigh-Streuung ausgelöst?

A
  • Stickstoff
  • Sauerstoff
33
Q

Was ist die Mie-Streuung?

A

Die Mie-Streuung ist die Streuung durch Partikel, deren Größe vergleichbar zur Wellenlänge der Strahlung ist. Sie verantwortet die weiß-graue Färbung der Wolken.

34
Q

Durch welche Partikel wird die Mie-Streuung ausgelöst?

A
  • Staub
  • Pollen
  • Rauch
  • Wasserdampf
35
Q

Was ist Non-Selective Scattering?

A

Bei Non-Selective Scattering wird die Strahlung durch Partikel, die deutlich größer als die Wellenlänge der Strahlung sind, gestreut. Es ist nicht nur sichtbares Licht betroffen.

36
Q

Durch welche Partikel wird Non-Selective Scattering ausgelöst?

A
  • Wassertröpfchen
  • grober Staub
37
Q

Welches Problem stellt die Streuung für die Fernerkundung dar?

A

Durch die Streuung kann der Informationsgehalt von Fernerkundungsdaten so stark reduziert werden, dass das Bildmaterial an Kontrast verliert und es schwierig wird Objekte zu unterscheiden.

38
Q

Wie lautet die Radiation budget equation?

A

E_I: Gesamte Strahlung im System
E_R: Von der Oberfläche reflektierte Energie
E_A: Von der Oberfläche absorbierte Energie
E_T: Durch die Oberfläche übertragene Energie

39
Q

Wie lautet die Gleichung für die reflektierte Energie?

A

E_I: Gesamte Strahlung im System
E_R: Von der Oberfläche reflektierte Energie
E_A: Von der Oberfläche absorbierte Energie
E_T: Durch die Oberfläche übertragene Energie

40
Q

Wie lautet die Gleichung für die Reflektivität?

A

p: Reflektivität
E_I: Gesamte Strahlung im System
E_R: Von der Oberfläche reflektierte Energie
E_A: Von der Oberfläche absorbierte Energie
E_T: Durch die Oberfläche übertragene Energie

41
Q

Welche Maße der Energie gibt es?

A
  • Strahlungsenergie (radiant energy; Q)
  • Strahlungsleistung (radiant flux; ϕ)
  • Spezifische Ausstrahlung (radiant exitance; M)
  • Bestrahlungsstärke (irridiance; E)
  • Strahldichte (radiance; L)
42
Q

Was ist die Strahlungsenergie (radiant energy)?

A

Die Strahlungsenergie ist die Energie, die aus elektromagnetischer Strahlung resultiert. Sie wird in Joule [J] gemessen.

43
Q

Was ist die Strahlungsleistung (radiant flux)?

A

Die Strahlungsleistung beschreibt die Strahlungsenergie pro Zeiteinheit. Sie wird in Watt [W] oder Joule pro Sekunde [J/s] gemessen.

44
Q

Was ist die spezifische Ausstrahlung (radiant exitance)?

A

Die spezifische Ausstrahlung beschreibt, wie viel Energie ein Objekt entsprechend des Stefan-Bolzmann-Gesetzes abgibt. Sie wird in [W/m²] gemessen.

45
Q

Was ist die Bestrahlungsstärke (irridance)?

A

Die Bestrahlungsstärke beschreibt die Menge an Energie, die auf eine Oberfläche trifft oder sie passiert. Sie wird in [W/m²] gemessen und nimmt mit der Distanz ab.

46
Q

Was ist die Strahldichte (radiance)?

A

Die Strahldichte ist die Menge an Energie, die in eine bestimmte Richtung gestreuut wird, sie ist die Grundlage der Fernerkundung. Sie wird in [W/(m²*sr)] gemessen.

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