Die digitalen Sensoren der Fernerkundung
messen die Intensität von Strahlung

Der Abstand zwischen Objekt und Sensor bestimmt die räumliche Genauigkeit (Auflösung) der Messungen. Dabei messen digitale Kameras mit ihrem Sensor-Chip im sichtbaren Lichtbereich punktweise die Intensität des blauen, des grünen und des roten Lichts. Jeder Sensor misst nur in einem definierten Wellenlängenbereich. Die Messergebnisse z.B. zum blauen Licht beschreiben also nur die Stärke des aufgefangenen blauen Lichts. Sie zeigen nicht das blaue Licht, sondern nur dessen Wirkung. (So wie 1 Liter Wasser nur das Volumen und 50°C nur die Wärme des Wassers beschreibt.)

Ein solcher Lichtmesser zeigt den Wert 0 an, wenn es total dunkel ist.
Bei maximalem Licht zeigt er den Wert 255 an, also 0 = schwarz, 255 = weiß.

Die Verteilung der unterschiedlichen Messwerte in ihrer gegenseitigen Lage lässt im Graustufenbild Umrisse erkennen. Manche Objekte sind heller, andere dunkler.

Wie kommt nun die Farbe in die Messwerte der digitalen Kamera?

Die Messwerte aus Rot, Grün und Blau werden nachträglich wieder zusammengeführt, das liefert dann das Farbbild. Das Zusammenfügen geschieht erst am Bildschirm für unser Auge.

Aufgaben:
1. Erstelle mit dem 'RGBTOOL.EXE' (Programm im Ordner 'Satlupe') Farbmischungen und beobachte die Messwerte in den drei Kanälen des sichtbaren Lichts.
2. Erstelle mit dem Programm 'Satlupe.exe' (im Ordner 'Satlupe') aus den dortigen Graustufenbildern die folgenden Farbbilder in Originalgröße und in richtiger Farbe.
Eine ausführliche Hilfe zur Software Satlupe, einem älteren Freeware-Programm von Herrn Duttke.
Versuche über die Buttons "Kanal 1" bis "Kanal 3" und "Start RGB=(?,?,?)" aus den Messwerten ein Echtfarbenbild zu erzeugen. Benutze die Lupe, die zeigt die einzelnen Bildpunkte stark vergrößert. Was zeigt solch ein Bildpunkt an.

Bildbeispiel

Aufgabenstellung


Ordner "hund"

Aus 1 m Entfernung, RGB=(321)

Was fällt am Kanal 1 auf?

Schätze, wie groß ein Bildpunkt in der Natur ist! Die Lupe bringt es an den Tag.


Ordner "kaktus"

Aus 2 m Entfernung, RGB=(321)

Was fällt am Kanal 3 auf?

Schätze, wie groß ein Bildpunkt in der Natur ist! Die Lupe bringt es an den Tag.


Ordner "Landschaft"

Aus 3 km Entfernung, RGB=(321)

Was fällt an den Kanälen 2 und 3 auf?
Welche Wirkung hat dies auf das Farbbild?

Schätze, wie groß ein Bildpunkt in der Natur ist! Die Lupe bringt es an den Tag.


Ordner "orthofoto"

Aus 3 km Höhe, RGB=(321)

Was fällt an den Kanälen 2 und 3 auf?

Schätze, wie groß ein Bildpunkt in der Natur ist! Die Lupe bringt es an den Tag.

Hinweis: Die Original-Orthofotos sind sehr viel genauer als diese Bilder aus dem Internet.

Bei http://www.bayernviewer.de
gibt es Informationen dazu.


Ordner "zuk"

Aus 800 km Höhe, RGB=(321)

Vergleiche Kanal 2 (Grün der Vegetation)
mit Kanal 4 (Aktivität von Pflanzen, nur sichtbar im infraroten Licht)!

Das Schätzen, wie groß ein Bildpunkt in der Natur ist, fällt hier etwas schwer. Deshalb gleich die Antwort:
Jeder Bildpunkt zeigt eine Fläche von 25m x 25m in der Natur an.


Ordner "zuk"

Aus 800 km Höhe, RGB=(543)

Was fällt hier am Kanal 4 im Vergleich zu Kanal 2 auf?
Satelliten verwenden Sensoren für das infrarote Licht. Das können wir Menschen nicht sehen.
Kanal 4 und 5 zeigen infrarotes Licht, die Landschaft erscheint also in anderem Licht, es ist ein Falschfarbenbild.

Der Datensatz aus dem Ordner "zuk" enthält originale Messwerte des Satelliten Landsat 7 vom 13.9.1999. Über den Button "Start" hinter RGB lassen sich beliebige Farbbilder, sog. Farbkomposite darstellen. Die Infos über die Lichteigenschaften eines jeden Kanals finden sich in der Hilfe auf der rechten Seite unter den Buttons Kanal1, etc.
Mehr zur Software Pixel-GIS findet sich unter der Adresse:
http://satgeo.de


Zuletzt noch ein kleiner didaktischer Lehrparcours

a) Begonnen wird mit der Suche nach Merkwürdigkeiten, die im Foto festgehalten werden: Beobachten als Training der Wahrnehmungsfähigkeit.
b) Ein Foto ist die einfachste Fernerkundung, die Umweltbeobachtung im sichtbaren Licht: Von der Makro-Einstellung bis zum Tele des Satelliten.
c) Die Erkennbarkeit von Objekten im Orthofoto und im Satellitenbild: Die Sicht von oben zeigt alles anders als wir es gewohnt sind. Bäume sind alle rund, Zäune sieht man nur an deren Wirkung, usw.
d) Zu einem Farbfoto würde niemand eine Legende machen, so auch nicht beim Satellitenbild (Farbkomposit) oder Orthofoto. Das ist der wichtigste Unterschied zur Karte. Nur eine Karte braucht eine Legende.
e) Es gibt aber auch Satellitenbilder, die eigentlich Karten sind und eine Legende brauchen. Beispiel: Die gemessene Temperatur der Erdoberfläche zeigt interessante Unterschiede innerhalb einer Landschaft. Die Messwerte liefern eine Temperaturkarte, zu der eine Legende gehört.