Zur Einführung

Weltkarten und Atlanten dienten schon seit dem Altertum dazu, sich die Welt besser vorstellen zu können. Die Weltkarte, und später der Globus, waren ein generalisiertes Bild vom jeweiligen Wissensstand über unsere Erde.
Das neue ergänzende Wissen in unserer Zeit ist wesentlich von der Beobachtung durch Satelliten geprägt. Insbesondere das Sehen mit künstlichen Augen (Sensoren) über Radar und Infrarot brachte völlig neue Erkenntnisse und ein neues Weltbild. Die Erde als sensibles Ökosystem kommt seit "El Nino" und "Ozonloch" allmählich ins Bewusstsein der Menschen. Die Satellitentechnik hilft dabei gobale räumliche Vernetzungen von Zuständen und Vorgängen zu erkennen. Die gobale Sicht gewinnt in der Zeit der sich anbahnenden weltweiten Klimakatastrophe methodisc und inhaltlic zunehmend an Bedeutung.
Satellitengeographie im Unterricht ist die schulische Antwort auf die Herausforderungen unserer Zeit. "Satellitengeographie" steht hierbei für die Sicht von oben in unterschiedlicher Auflösung (Abstraktion) mit künstlichen Augen (Sensoren). "Satellitengeographie im Unterricht" beschäftigt sich mit den neuen Möglichkeiten im Rahmen der Schulerdkunde. Satellitengeographie bereichert die herkömmliche Schulgeographie sowohl um neue fachmethodische Ansätze (Bildverarbeitung, GIS, GPS) als auch um eine erweiterte globale aktuelle und dynamische Sichtweise. Gleichzeitig ist "Satellitengeographie im Unterricht" die erste konsequente fachspezifische Integration der neuen digitalen Medien in den traditionellen Unterricht: Didaktisch, methodisch und inhaltlich ist "Satellitengeographie im Unterricht" eine konkrete Antwort auf die gesellschaftlichen Anforderungen an eine zeitgemäße Schule.

Zur Vorgeschichte von "Satellitengeographie im Unterricht"

Früher berichteten Reisende in Geographischen Gesellschaften über ihre Beobachtungen in fernen Ländern. Aus dem Puzzle von Einzelbeobachtungen entstand allmählich eine systematische Länderkunde. Jeder Reisende, jeder Forscher brachte dabei seine individuelle Sichtweise in das Gesamtbild über unsere Erde ein.
Analog vollzog sich die digitale, satellitengestützte Erderkundung in den letzten 25 Jahren. Jeder Satellit brachte eine neue Sicht der Erde, das Puzzle von ausgewerteten Bildern ließ und lässt weiterhin ein neues Bild der Erde entstehen.

Seit etwa 1992 ist das Thema Fernerkundung bei uns in Bayern auch Inhalt von schulorientierten Arbeitskreisen. An Schulen fehlte es aber an der notwendigen Computertechnik, eine Integration des neuen Themas in den Schulalltag musste auf das Anschauen von Satellitenbildern in Schulbüchern oder auf Postern beschränkt bleiben. An praktisches Arbeiten im Unterricht mit Satellitenbildern war eigentlich noch nicht zu denken.
1995 änderte sich die Situation schlagartig:
Internet, CD-ROM, mobile Computer (Notebooks) und leistungsfähige Datendisplays zu erschwinglichen Preisen kamen auf den Markt. Die Fernerkundung über Satelliten konnte aus dem wissenschaftlichen und militärischen Ghetto heraustreten, sie etablierte sich nicht nur an Hochschulen und Forschungseinrichtungen, sie ging in die breite praktische Anwendung (Subventionsüberwachung, ökologische Erdüberwachung, usw.) und an vereinzelte Schulen. Die Firma Geospace (Bonn) unterstützte diese schulische Entwicklung in Deutschland über viele Jahre hinweg.

In der gesamten schulischen Startphase wurden aber viele psychologische Fehler gemacht, die erst wieder ausgebügelt werden mussten.

Nach dem sehr guten Ansatz von Weischet (Freiburg) in der GR 1979 und 1980 (Interpretation globaler Meteosat-Bilder in Graustufen) verfiel man darauf, die Erdkundelehrer sowohl mit Falschfarbenbildern als auch mit grob gerasterten Bildern aus dem Nahraum (jeder Bildpunkt stellt ein Flächenquadrat von 30 m auf 30 m am Erdboden dar) zu konfrontieren. Es gab einen heftigen Protest: "Jede Atlaskarte ist besser als ein Satellitenbild." So gut wie kein Erdkundelehrer war bereit zu akzeptieren, dass auch jede Atlaskarte eine extreme Generalisierung und eine extreme individuelle und subjektive Sicht des Kartographen darstellt. Konsequenz aus dieser fehlenden Akzeptanz unter Erdkundelehrern muss sein, dass die globale Sicht der Erde weit vor der lokalen Sicht zum Nahraum kommt. Ein Satellitenbildpuzzle zur Erde (Wetter, Vegetation, Wassertemperaturen) ist nicht angreifbar, eine derartige Generalisierung wird allgemein akzeptiert. Die aktuelle Erdbeobachtung durch Satelliten wird zur idealen Ergänzung zum statischen Atlas. Das ist leicht zu vermitteln.

Ein anderes Hindernis ist die Farbinterpretation von Satellitenbildern. Die geographische Tradition liegt hier in einer festen Farblegende einer farbigen Karte. Auch sie ist das subjektive Werk eines Kartographen. Beim Satellitenfarbbild gibt es aber keine feste Farbzuordnungen und schon gar keine feste Legende. So ist der Geograph zuerst einmal recht hilflos, wenn er ein Satellitenbild interpretieren soll. Bei globalen Ansichten (Wetter, Meerestemperaturen, Vegetationsindex) spielt dies keine große Rolle. Da gibt es zwar eine rechnerisch ermittelte Farblegende, die der Geograph aber nicht in Frage stellen kann. Anders im Nahbereich der Schule. Da ist eine bekannte Waldfläche plötzlich dunkelrot, ein großer Gemüseacker hellrot, dies kann er seinen Schülern nicht überzeugend vermitteln. Es geht noch weiter. Eine andere Darstellung zeigt die gleichen Flächen in blau und violett. Der Lehrer ist hilflos, er hat keine Information, wie er in die Bilder eine innere Ordnung bringen könnte. Mit Recht lehnt er es ab, sich schulisch an Ratespielchen zu beteiligen.

Konsequenzen:

1. Eine assoziative Farbgebung ist Voraussetzung für eine Interpretation durch Einsteiger. Wald, Wiese, Gemüseflächen müssen grün sein, Wasserflächen müssen blau oder schwarz sein.
2. Die Manipulierbarkeit der Bilddaten muss ein schulisches Thema sein. Dazu dienen die digitalen Experimente mit originalen Bilddaten mit der Software "Satlupe" oder mit "ENVI-Freelook"
3. Die Ursache für eine andersartige Farbgebung muss ins Bewusstsein eines Bildbetrachters gebracht werden bevor noch eine Interpretation erfolgt. Das "Sehen mit künstlichen Augen" wird zum Kernthema. Wie stelle ich infrarotes Licht dar? Wie stelle ich Wärmestrahlung dar? Der Mensch kann es im Gegensatz zum Satelliten selbst nicht sehen! Wie soll er es darstellen?

Nochmal zurück zur Bildqualität, zur digitalen Auflösung. Kollegen fordern eine bessere Auflösung der Bilder, sie wollen alles genauer sehen. Wozu eigentlich? Was geschieht, wenn man vor lauter Bäumen den Wald nicht sieht? Was hilft es, wenn man im Straßenbild Nummernschilder von Autos lesen kann? Nicht das Detail ist schulisch entscheidend, die allgemein gültigen Aussagen zu Zusammenhängen sind im schulischen Visier. Neben diesem didaktischen Anliegen ist natürlich auch die Datenflut zu bedenken, die mit besserer Auflösung verbunden ist. Sie kann von Schülern auf Schulrechnern nicht mehr sinnvoll verarbeitet werden.
Der Weg über sog. Quicklooks bietet sich an. Das sind künstlich vergröberte Bilder. Sie sind eine bildtechnische Generalisierung eines Originalbildes. Der Ansatz hierbei: Wieviel bzw. wiewenig Information reicht z.B. für spezielle vegetationskundliche Aussagen aus?

Eng verknüpft mit diesem forschenden Ansatz ist die grundsätzliche Verwendung von Satellitenbildern.
Wenn man sie zum Inhalt einer Interpretation macht, so muss man über ein ausgereiftes Instrumentarium und über erprobte Methoden verfügen. Man muss seine Arbeitsergebnisse auch stichprobenweise testen können. Das Kapitel "Bildbearbeitung" soll das notwendige Instrumentarium für den forschenden Ansatz vermitteln.
Man kann Satellitenbilder auch nur zur Illustration eines Sachverhaltes einsetzen. Dann muss der Kern aller Aussagen aus anderen Wissensquellen kommen. Diese Wissensquellen sind somit Test dafür, was ein spezielles Satellitenbild inhaltlich leisten kann. Daraus Rezepte zur Satellitenbild-Interpretation abzuleiten erscheint allerdings überzogen.


Eine kurze Einführung in die Verwendung von Satellitenbildern im Unterricht.

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