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Engl. Akronym für Distributed Active Archive Center, analog PO.DAAC für Physical Oceanography DAAC. Als Komponenten des EOS Data and Information System (EOSDIS), sind DAACs Institutionen, die EOS Standardprodukte herstellen und die Veranwortlichkeit der NASA für die Archivierung, den Vertrieb und die Verwaltung von Daten umsetzen.
Weitere Informationen: Goddard Earth Sciences - Data and Information Services Center (NASA)
Engl. Akronym für Developing Arctic Modelling and Observing Capabilities for Long-term Environmental Studies; EU-Projekt zum Aufbau eines integrierten Monitoring- und Vorhersage-Systems der Bereiche Eis, Atmosphäre und Ozean mit dem Ziel Klimaveränderungen in der Arktis zu beobachten, verstehen und zu quantifizieren.
Weitere Informationen:
Abschwächung eines Signals, angegeben in Dezibel.
Umsetzung von Rohdaten (engineering data) in physikalische (Umwelt)daten.
Weitere Informationen: Datensätze der NASA von 1978 bis heute zu rd. 30 Parametern (NASA Earth Observatory)
Die Synthese aus gemessenen Daten und Modellen. Ziel ist dabei, die Messungen besser zu verstehen, sie in einen größeren Zusammenhang zu stellen und so optimal auszunutzen. Es geht darum, Modelle näher an die Wirklichkeit zu führen und so die Prozesse z.B. im Ozean besser zu verstehen und gegebenenfalls auch vorherzusagen.
Engl. data fusion; Verfahren zur Verknüpfung von Daten verschiedenen Ursprungs und verschiedener Informationen, um gemeinsame Datensätze zu gewinnen. Ziel von Datenfusion in der Fernerkundung ist die Erzeugung eines neuen Bildes mit anwendungsspezifisch höherer Qualität. Allgemein kann die Integration von räumlich und spektral komplementären Fernerkundungsdaten die visuelle und automatische Bildauswertung fördern.
Für die Datenfusion existieren viele Techniken. Die Daten müssen dabei immer in einem einheitlichen geometrischen Bezugssystem vorliegen. Zu den wichtigen Fusionsaufgaben gehören:
Eine logisch-sinnvolle Gruppierung oder Sammlung von ähnlichen oder miteinander in Bezug stehenden Daten. Die Ähnlichkeit der Daten kann in ihrer gemeinsamen Quelle oder Quellenart, ihrem Verarbeitungsgrad, ihrem Algorithmus u.a. bestehen.
Netzwerk von Radioantennen, die zur Kommunikation mit Raumsonden und Satelliten sowie radio- und radarastronomischen Forschungszwecken dienen. Das Jet Propulsion Laboratory betreibt für die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA derzeit drei große Stationen:
Alle drei Anlagen befinden sich in hügeligem, beckenförmigen Gelände, um Störungen durch Radiofrequenzen zu minimieren. Die strategische Platzierung – die Stationen sind jeweils rund 120° Längengrade oder ein Drittel des Erdumfangs voneinander entfernt – ermöglicht trotz der Erdrotation die konstante Überwachung von Raumfahrzeugen.
Jede Station hat neben kleineren Antennen mindestens eine 26 m-, zwei 34 m- und eine 70 m-Antenne. Die ersten großen Aufgaben für die Deep Space Stationen der NASA bestanden in der Kommunikation mit interplanetaren Raumsonden wie Mariner, Pioneer oder Voyager.
Weitere Informationen: NASA Deep Space Network - Startseite
Ein meteorologisches Satellitenprogramm der U.S. Air Force, zur weltweiten
Sammlung und Verbreitung von Daten zu Atmosphäre,
Ozean, Sonnen- und Geophysik sowie zur Wolkenbedeckung auf täglicher Basis.
Die Aufnahme der Bilder erfolgt im sichtbaren bis infrarotnahen Band (0,4 bis
1,1 Mikrometer) sowie im thermisch-infraroten
Band (ca. 8 bis 13 Mikrometer) bei einer Auflösung
von etwa 3 km. Die Daten sind zu einem großen Teil auch zivilen Nutzern zugänglich.
Gegenwärtig sind DMSP F-13, F-15 und F-16 aktiv. Ihnen sind folgende Orbit-Daten
gemein: sonnensynchron, 833 km Bahnhöhe,
101 min Umlaufdauer, 98,7° (F-13) bzw. 98,9°(F-15/16) Inklination.
Weitere Informationen: Defense Meteorological Program - Data Archive, Research, Products
Verformung der Erde aufgrund innerer (endogener) und äußerer (exogener) Kräfte. Die Deformationen lassen sich nach ihrer räumlichen Ausdehnung in globale, regionale und lokale sowie nach ihrem zeitlichen Ablauf in säkulare (langandauernde), lang- und kurzperiodische (bzw. nieder- und hochfrequente) und episodische (vorübergehende) Effekte aufteilen. Nach dem physikalischen Materialzustand werden elastische, viskose und plastische Deformationen unterschieden.
Globale Deformationen werden als langandauernde Vorgänge durch Kräfte im Erdinnern hervorgerufen. Die Erdoberfläche wird dabei durch tektonische Prozesse (Tektonik) deformiert. Äußere Kräfte wirken mit langer Dauer vor allem bei Klimavariationen durch die veränderte atmosphärische Auflast oder durch das Abschmelzen von Eis bzw. Gefrieren von Wasser in den Polargebieten und die damit verbundene Änderung des Meeresspiegels. Globale periodische Deformationen werden in erster Linie durch äußere Kräfte in Form der Erdgezeiten (Anziehungskräfte von Sonne, Mond, Planeten) sowie die jahreszeitliche Variation der atmosphärischen Auflast und des Wasserkreislaufs (ozeanische Zirkulation, Veränderungen des Meeresspiegels durch Schmelz- und Gefrierprozesse des Polareises) erzeugt. Die Ursachen langandauernder regionaler und lokaler Deformationen sind vor allem bei menschlichen Eingriffen zu suchen. Der Abbau von Rohstoffen (Erdöl, Kohle etc.), die Veränderung des Grundwasserspiegels oder die Akkumulation von Massen (Aufstauen von Wasser, Deponieren von abgebautem Material, etc.) führt zu Deformationen der Erdoberfläche und Erdkrustenbewegungen.
Geoid-Gestalt der Erde I
Das Geoid hat auf Grund unterschiedlicher Massenverteilung im Erdmantel Beulen und Dellen. Eine starke Überhöhung in der Darstellung ergibt die „Kartoffel-Figur“ der Erde. Das Geoid stellt die ideale physikalische Höhenbezugsfläche für die Landesvermessung dar. Schwerewerte sind die Voraussetzung für präzise Höhenmessungen. Sie stellen auch eine wichtige Grundlage für die Geowissenschaften bei der Rohstoffsuche und Lagerstättenforschung dar. Lagerstätten heben sich durch unterschiedliche Massenverteilung von ihrer Umgebung im Erdmantel ab. Quelle: http://www.lv-bw.de/lvshop2/produktinfo/.../unsere_aufgaben/grundlagenLV.asp |
Geoid-Gestalt der Erde II
Geoid-Form der Erde, berechnet nach den Messungen Hier klicken zu einem Beitrag aus der FAZ (leicht gekürzt) Auf Abbildung klicken zu Animation Weitere Animationen beim GFZ Potsdam Quelle (Animation): http://www.dlr.de/caf/presse/downloads/animationen/globen/_globen/ |
Periodische regionale Deformationen ergeben sich vor allem durch jahreszeitlich bedingte meteorologische (atmosphärische Auflast) und hydrologische (Grundwasserschwankungen, Schneeauflast etc.) Variationen. Dabei wird die Erdkruste in begrenzten Gebieten radial (vertikal) verformt. Episodische (vorübergehende) Deformationen entstehen hauptsächlich regional und lokal nach Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Bergstürzen etc. Sie verformen die Erdoberfläche und Teile der Erdkruste dauerhaft. Die Deformationen des tieferen Erdinnern (Erdmantel, Erdkern) sind langsame Fließvorgänge, denen ein viskoses (zähflüssiges) Materialverhalten zugrunde liegt. Dagegen können die langandauernden und periodischen Verformungen der Erdkruste im allgemeinen als elastische Prozesse angesehen werden. Bei den episodischen Deformationen der Erdoberfläche muß ein plastisches Materialverhalten unterstellt werden. Betrachtet man also die Erde als Ganzes und will ihre Deformation realistisch beschreiben oder modellieren, so muß eine Kombination des unterschiedlichen Materialverhaltens (elastisch-viskos-plastisch) berücksichtigt werden.
Die Deformationen der Erde und ihre Auswirkungen können mit geodätischen Raumverfahren - häufig gestützt auf Fernerkundungs-methoden - beobachtet und präzise gemessen werden. Der direkte Effekt ist eine geometrische Veränderung der Form der Erdoberfläche (Erdkrustenbewegungen). Die langandauernden tektonischen Prozesse führen über Millionen von Jahren zu horizontalen Verlagerungen der äußeren Erdschichten um Tausende von Kilometern (Plattenkinematik) und zu vertikalen Bewegungen (Hebungen und Senkungen im Rahmen der Gebirgsbildung bis zu einigen tausend Metern. Die daraus resultierenden meßbaren Bewegungen erreichen Geschwindigkeiten von einigen Zentimetern pro Jahr. Periodische Deformationen erreichen bei den Erdgezeiten radiale (vertikale) Bewegungen von maximal 40 cm pro Tag. Die Auflasteffekte (atmosphärisch, ozeanisch, hydrologisch) sind dagegen vergleichsweise gering (wenige Millimeter). Episodische Deformationen nach Erdbeben können horizontale Versetzungen bis zu mehreren Metern entlang der Verwerfungslinie erzeugen. Die vertikalen Veränderungen sind im allgemeinen etwas geringer, erreichen aber teilweise auch Meterbeträge. Indirekte Effekte der Deformationen der Erdkruste sind u.a. Variationen der Rotation der Erde und der Erdanziehungskraft (Schwere) aufgrund der veränderten Massenverteilung innerhalb der Erde. Auch diese Auswirkungen sind mit Methoden der Geodäsie und der Fernerkundung meßbar.
Weitere Informationen: Gravitationsfeld und Erdmodelle (GFZ Potsdam)
Überwachung von Deichen vor und während Hochwasserereignissen. Ziele dabei sind:
Neben konventionellen Beobachtungsmethoden werden verstärkt geophysikalische (u.a. Georadar) Verfahren eingesetzt, aber auch Fernerkundungsverfahren erprobt. Durch die Kombination von geographischem Informationssystem (GIS), Labor- und Naturuntersuchungen sowie Befliegung mit multispektralen Fernerkundungssensoren ist es möglich, potentielle Schwach- und Bruchstellen an Dämmen und Deichen zu lokalisieren. Mit Hilfe der Daten können Gefährdungskarten erstellt und Schwachstellenzonierungen vorgenommen werden.
Weitere Informationen:
Winkelabstand zwischen Äquator und Satellit.
Engl. Akronym für Detection of Electro-Magnetic
Emissions Transmitted from Earthquake Regions;
Mikrosatelliten-Mission der CNES zur Untersuchung
von ionosphärischen Störungen als Folge von natürlichen geophysikalischen
Erscheinungen wie Erdbeben und Vulkanausbrüchen. Man erhofft sich aus den
Messungen verbesserte Vorwarnmöglichkeiten. Demeter befindet sich in 800
km Höhe auf einer sonnensynchronen
Umlaufbahn.
Demeter ist die erste Mission des Vielzweckprogramms Myriade.
Der Start erfolgte im Juni 2004.
Weitere Informationen: Demeter - Startseite (CNES)
In der digitalen Bildverarbeitung der Prozeß der Zusammenfassung von Grauwertintervallen zu jeweils einem einzigen Grauwert. Ein Klassifizierungsansatz mittels Äquidensiten beruht auf der Festlegung von Schwellwerten, die eine optimale Trennbarkeit unterschiedlicher Objektklassen ermöglichen. Bei der Nutzung von Farben zur Darstellung von spezifischen Grauwertintervallen wird von jeweils drei Schwellwertoperationen ausgegangen, die entweder den gesamten Grauwertbereich in die Grundfarben Rot, Grün und Blau aufteilen und darstellen oder im Falle von überlappender Schwellwertbildung auch Mischfarben ermöglichen (Farbcodierung, colour density slicing). In einem weiteren Schritt werden lineare Übertragungsfunktionen gewählt und damit kontinuierliche Farbübergänge erreicht. Äquidensiten werden z.B. zur Darstellung der Bathymetrie oder der Temperatur von Wasserflächen verwendet. Bei der Farbcodierung von Thermalbildern wird eine optimale Lesbarkeit erzielt, wenn einerseits dunklen, kalten Bereichen blaue und andererseits hellen, warmen Bereichen rote Farbtöne zugeordnet werden.
Gütezahl eines Detektors bzw. des Detektormaterials, die eine Funktion der Fläche des Detektors, der Bandbreite (Frequenzbereich der Sensibilität) und der rauschäquivalenten Strahlungsleistung ist. Die Detektivität ist des weiteren abhängig von der Wellenlänge der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung und von der Temperatur des Detektormaterials. Kühlung erhöht die Detektivität.
Engl. detector; im allgemeinen Sprachgebrauch, insbesondere in der Messtechnik, bezeichnet
der Begriff jede Art von Gerät zum Nachweis von Objekten
oder deren physikalischer Eigenschaften, z.T. wird der Begriff nahezu synonym
zur allgemeinen Bedeutung von "Sensor"
verwendet.
Im Sprachgebrauch der Satelliten-Fernerkundung
bezeichnet der Begriff "Detektor" Bauelemente (eines Fernerkundungs-Sensors)
zur Messung jeglicher Art von Strahlung,
beispielsweise von optischer Strahlung oder von Mikrowellen.
DIN 18716-3: "Ein Detektor der Fernerkundung ist ein Strahlungsempfänger, der ein von der auftreffenden Strahlung abhängiges meßbares Signal abgibt und deshalb als Bauteil eines Sensors Verwendung findet."
Detektoren werden heute häufig als Halbleiterbauelemente realisiert, die oft
sogar mit einem Vorverstärker und/oder anderen Teilen der Ausleseelektronik
zusammen auf einem Chip integriert sind (engl.: "solid-state detector").
Dadurch wird die Strahlung auf ein spezifisches, interessierendes Spektralband
beschränkt. Für manche Anwendungen (z.B. abbildende
Spektrometer) werden eine grosse Anzahl von einzelnen Detektor-Elementen
als ein- oder zwei-dimensionale Detektorarrays auf einem Chip angeordnet. Typische
Beispiele sind Diodenzeilen-Detektoren oder CCD-Detektoren.
Je nach Spektralbereich, für den
die Detektoren eingesetzt werden sollen, bestehen sie aus unterschiedlichen
Materialien: für die Spektralbereiche des UV
und des sichtbaren Lichts meist aus Silizium;
im Infraroten werden dagegen oft
Materialien wie Indium-Gallium-Arsenid, Quecksilber-Cadmium-Tellurid, Indiumantimonid,
Bleiantimonid verwendet.
Detektoren werden auch nach ihrer geometrischen Anordnung unterschieden. Es gibt Einzel-Detektoren, Detektoren in Zeilen sowie in flächenhafter Anordnung (array).
Eine teilrechtsfähige Anstalt des öffentlichen Rechts im Geschäftsbereich
des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Der Deutsche
Wetterdienst (DWD) ist für die Erfüllung der meteorologischen Erfordernisse
aller Wirtschafts- und Gesellschaftsbereiche in Deutschland zuständig.
Sein Aufgabengebiet basiert auf einem gesetzlichen Informations-
und Forschungsauftrag, dem DWD-Gesetz.
Zur Erfüllung seiner Aufgaben unterhält der DWD eine eigene Abteilung
'Fernerkundung'.
Weitere Informationen:
Akronym für Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum; eine seit 1992 bestehende Einrichtung des DLR mit den Standorten Oberpfaffenhofen, Köln-Porz und Neustrelitz.
Das DFD entwickelt und betreibt Bodensegmente für satellitengestützte Erderkundungsprogramme mit deutscher und internationaler Beteiligung. Hierzu gehören die daten- und informationstechnischen Empfangs-, Prozessierungs-, Archivierungs- und Zugriffssysteme. Sie sichern den kontinuierlichen Zugang zu den Daten- und Informationsprodukten der wichtigsten Erdbeobachtungssatelliten sowohl für wissenschaftliche als auch für kommerzielle Nutzer.
| DFD in Oberpfaffenhofen mit Empfangsanlagen 
Quelle: http://www.caf.dlr.de/caf/institut/dfd |
Die Bodensegmentaufgaben werden begleitet durch Forschung und Entwicklung im Hinblick auf die Extraktion von geowissenschaftlicher Information aus den Primärdaten und die Entwicklung und Erzeugung von hochwertigen Fernerkundungsprodukten (value adding). In Kooperation mit Partnern aus Wissenschaft, Behörden und Industrie werden praxisnahe Anwendungen und Techniken erprobt, und im Rahmen von Technologietransfer-Projekten in die wirtschaftliche Nutzung überführt.
Weitere Informationen:
Engl. Akronym für Dynamic Global Vegetation Model
Weitere Informationen: Dynamic Global Vegetation Model (PIK Potsdam)
Satellitenmissionen der CNES aus den sechziger Jahren zur geodätischen Vermessungen mittels Laserentfernungsmessung. Die nicht-sonnensynchronen, elliptischen Umlaufbahnen in 1200 km Höhe hatten eine Inklination von 40°.
Weitere Informationen: International Laser Ranging Service - Satellite Missions
Vegetationsindex, der durch die Subtraktion der Reflexion im sichtbaren Rot-Bereich von der Reflexion im Nahen Infrarot ermittelt wird. DVI ist einfacher als NDVI, kann aber Messfehlern im Nahen Infrarot unterliegen.
Syn. Lambertsche Reflexion; die Reflexion elektromagnetischer Energie an einem Objekt, gleichmäßig in alle Richtungen.
Bezieht sich auf Ziffern (digits) oder die Art, wie sie dargestellt werden. Im Zusammenhang mit Computern wird der Begriff digital oft mit dem Begriff binär gleichgesetzt, weil die meisten bekannten Computer Informationen als codierte Kombinationen von binären Ziffern (Bits: binary bigits) verarbeiten. Ein Bit kann höchstens zwei Werte darstellen, zwei Bits können vier Werte repräsentieren, acht Bits 256 Werte usw. Werte zwischen zwei Zahlen werden entweder durch die höhere oder die niedrigere Zahl ausgedrückt. Da in der Digitaldarstellung ein Wert durch eine codierte Zahl repräsentiert wird, kann der darstellbare Zahlenbereich sehr umfangreich sein, wenngleich die Anzahl der möglichen Werte durch die Anzahl der verwendeten Bits begrenzt wird. (s. analog)
Gesamtheit der Verfahren, durch die ein digitales Bild rechnerisch in ein verändertes digitales Bild überführt wird. Die Veränderung kann sich auf die geometrischen und/oder die radiometrischen Bildeigenschaften beziehen oder das Ergebnis einer Klassifizierung sein.
Engl. digital image; regelmäßige, flächenhafte Anordnung (Matrix) von Pixeln. Digitale Bilder werden als Abfolge numerischer
Werte erstellt, wobei jeder Wert die Menge an Energie repräsentiert, die
von einer Flächeneinheit auf der Erdoberfläche ausgestrahlt oder reflektiert
wird. Diese Bilder werden in getrennten Spektralbändern aufgenommen, die sowohl den Spektralbereich üblichen Filmmaterials abdecken,
als auch darüber hinausgehen. Digitale Bilder können auch durch (nachträgliche) Digitalisierung eines analogen Bildes erzeugt werden.
Die Informationen aus jedem Spektralband erzeugen ein diskretes Bild der überstrichenen Bodenspur unterhalb des Raum- oder Luftfahrzeugs.
Jedes Bild setzt sich aus Pixeln zusammen,
das mit den Quadraten auf einem Schachbrett verglichen werden kann. Die individuellen
Pixelwerte (Zahlen, die die relative Helligkeit jedes Punktes repräsentieren)
werden zu einer Empfangsstation auf der Erde übertragen, um dann die Reihen
und Zahlen einer numerischen Matrix zu bilden, aus der jede Szene
besteht. Pixel mit hohen Werten erscheinen hell, solche mit niedrigen Werten
dunkel. Bei SW-Bildern handelt es sich dabei um Grauwerte.
Ein farbiges Kompositbild wird durch
die Kombination von drei Bildern in einem erzeugt. Jedem der drei Bilder einer
Szene, die in unterschiedlichen Wellenbereichen aufgenommen sind, ist eine Grundfarbe
zugeordnet: rot, grün oder blau (RGB). Je heller die Pixel sind, umso intensiver
ist die Farbe. Wenn korrespondierende Pixel (gleiche Reihe und Spalte) von jedem
Bild zusammengefügt werden, ergibt die resultierende Farbe einen Farbton,
der das Verhältnis von RGB von jedem der ursprünglichen Bilder repräsentiert.
Washington D.C.
 |
 |
Quelle: http://www.nasm.si.edu/exhibitions/lae/html/orb_land_eyes.htm |
Das große Bild zeigt eine mit dem Thematic Mapper eines Landsat aufgenommene Szene von Washington D.C., einschließlich der Flüsse Potomac und Anacostia. Der Rahmen markiert das Gebiet um das U.S. Capitol, das unten vergrößert ist. Für dieses Gebiet werden Digitalaufnahmen unterschiedlicher Spektralbänder kombiniert, Ergebnis ist ein Falschfarbenbild . Die Farben werden als "falsch" bezeichnet, weil jede Primärfarbe jedem Band zugeordnet werden kann. So kann Vegetation durch ihre Zuordnung zu einem Nahinfrarot-Band rot dargestellt werden. Vegetation reflektiert im nahen Infrarot sehr stark und hat deshalb hohe Helligkeitswerte in diesem Band.
In der Geodäsie und Kartographie verwendete digitale Informationen, in denen räumliche Koordinaten eines Ausschnitts der Erdoberfläche gespeichert sind. Das digitale Geländemodell findet u. a. Verwendung bei der automatisierten Kartenherstellung (z. B. Schummerungs- und Reliefkarten).
In der Luftbildaufnahmetechnik stellt das digitale Geländemodell als Grundlage zur Erstellung von Orthogonalprojektionen einen deutlichen Fortschritt dar. Einfache Luftbilder entstehen aus der Zentralprojektion, die durch parallaktische Verschiebungen Lagefehler aufweist. Diese Lagefehler entstehen durch stärkere Höhenunterschiede im Gelände und durch größere Abstände zum Bildnadir, dem senkrecht über dem Mittelpunkt des Bildes gelegenen Punkt. Die Orthophototechnik bietet die Möglichkeit, Aufnahmen aus der Zentralprojektion differentiell zu entzerren und in orthogonal projezierte, photogrammetrische Luftbilder umzuwandeln. Durch die Entwicklung dieser Technik um 1960 konnten bereits alle Erdteile mittels der Orthoprojektion auf Luftbildkarten aufgenommen werden.
In den Geowissenschaften wird eine Verknüpfung des digitalen Geländemodells mit anderen Datensystemen, z. B. Geographischen Informationssystemen (GIS), digitalen Fernerkundungsdaten sowie thematischen Karten unterschiedlichster Inhalte praktiziert. Hierbei ist ein einheitliches geometrisches Bezugssystem erforderlich.
Datenerfassung für Digitale Geländemodelle
Quelle: Geoinformatik-Service,
Universität Rostock |
Engl. digital elevation model (DEM); digitale Darstellung
der Topographie, meist in Form eines regelmäßig angeordneten Punktrasters,
in dem die einzelnen Punkte die Höhenwerte repräsentieren. Durch diese
z-Werte sind eine dreidimensionale Darstellung und eine quantitative Analyse
der Erdoberfläche möglich.
DHMs werden in einer Vielzahl von Disziplinen benötigt. Einige Stichworte
sollen das Anwendungsspektrum umreissen: hydrologische Modellierung, Wasserwirtschaft,
GPS-Navigation, Planung terrestrischer Mobilfunknetze,
Rohstoffexploration, Infrastrukturplanung, Planung von Großanlagen wie
Flughäfen und Staudämmen, Militär, Flugführung, Katastrophenschutz,
-vorsorge, Wetter- und Klimamodellierung, Geländekorrektur von Fernerkundungsdaten
durch Geokodierung u.w.
Meist erfolgt die Erstellung von DHM durch Auswertung von Stereoaufnahmen
optischer Systeme. Es ist gewöhnlich eine Luftbild-Photogrammetrie,
die zwar hochwertige DHMs liefern, für globale Anwendungen aber zu langwierig
und aufwändig sind. Satellitengestützte optische Stereoverfahren andererseits
sind auf wolkenlose Sicht angewiesen. Insbesondere gibt es ein Defizit an präzisen
DHMs für Afrika, Asien und Südamerika. Aber auch für höher
entwickelte Länder sind die derzeitigen digitalen Höhendaten häufig
örtlich inhomogen, da aus unterschiedlichen Quellen stammend, mit unterschiedlichen
Verfahren gewonnen oder auch auf unterschiedliche Referenzsysteme bezogen.
| Vulkan Teide (Teneriffa) Ergebnis einer Radar-Mission 
Die farbigen Streifen (Fringes) entsprechen den Höhenschichten des Geländes Quelle: http://www.spaceforum.de/srtm_fs.htm |
Völlig neue Möglichkeiten bieten abbildende Radarsysteme. Die dabei eingesetzte Methode der Radarinterferometrie ermöglicht die weltweite Generierung von Höhenmodellen in hoher und homogener Qualität. Beispiele sind die Ergebnisse, die aus Daten von den ERS-Satelliten und der Shuttle Radar Topography Mission gewonnen wurden. Diese aktiven Mikrowellenabbildungsverfahren sind unabhängig von Tageszeit und Bewölkung.
Kilimandscharo (5.895 m)
Für höhere Auflösung hier klicken! Der Kilimandscharo ist der höchste Berg
Afrikas. Seine Höhe von fast 6 km über NN beschert ihm eine
permanente Schneebedeckung, obwohl er nur 330 km südlich des Äquators
liegt. Er ist der höchste freistehende Berg der irdischen Landfläche,
und er überragt die ihn umgebende Ebene um ca. 4.600 m. Der Kilimandscharo
besitzt drei Vulkankuppen, die vermutlich vor über 100.000 Jahren
zuletzt ausgebrochen sind. Aber noch immer entweichen ihm vulkanische
Gase. Er ist umrahmt von 20 weiteren Vulkanen. Der Mount Meru war zuletzt
vor ca. 100 Jahren ausgebrochen. Die Berghänge mit ihren Böden
aus Vulkangestein sind gewöhnlich fruchtbar und tragen dichte Wälder,
wohingegen die viel trockeneren Ebenen eine Savannenvegetation besitzen. |
Engl. Digital landscape model;
Engl. digitization; syn. Analog-Digital-Wandlung; die Umwandlung von traditionellen,
analogen Medien (gedruckter Text oder gedrucktes
Bild/Karte auf Papier, laufender 35mm-Film, analoge Tonbandaufzeichnung) in
eine digital gespeicherte, d.h. codierte
Form. Dabei geht der Trend dahin, derartige Medien an ihrer Quelle, also möglichst
nahe an ihrer Erzeugung/Entstehung/Produktion, bereits digital codiert vorzuhalten.
Ein analoges Bild stellt eine orts- und wertkontinuierliche Bildfunktion dar. Die Digitalisierung erfolgt in zwei Schritten:
Die in Frage kommenden Grauwerte sind eine Teilmenge der natürlichen Zahlen unter Einschluss der Null. Gewöhnlich wird in 8 bit quantisiert, was 256 Werte (von 0 bis 255) ergibt.
Dt.: Digitalzahl; ein Wert in der Fernerkundung, der für gewöhnlich innerhalb einer Skala zwischen 0 und 255 liegt und der durchschnittlich gemessenen Strahlung zugewiesen wird, die von einem Sensor aufgezeichnet wird.
Einzahl: Diskretum; räumliche Objekte mit klarer Begrenzung zwischen möglichen Ausprägungen, keine Übergänge, meist nominales Datenniveau.
Aus getrennten Einheiten bestehende Daten,
z.B. kategorische Daten wie Vegetationstypen
oder klassifizierte Daten wie Geschwindig-keitsbereiche.
Jeder Block von Informationen wird für sich genommen, "diskret" gespeichert. In geographischer Hinsicht können diskrete Daten von Polygonen repräsentiert
sein. Im Gegensatz dazu stehen kontinuierliche Daten.
Zoomt man weit genug in ein Satellitenbild hinein, entdeckt man viele kleine Quadrate verschiedener Farbe. Dies rührt daher, dass das Bild nicht kontinuierlich aufgebaut ist, sondern ein Gitterraster (Matrix) von Pixeln (quadratischen Bildpunkten) aufweist. Das ist eines der wichtigsten Merkmale von digitalen Formaten.
Räumliche Kontinua (Oberflächen, geschwungene Linien) müssen zur digitalen Handhabung je nach angestrebter Auflösung bzw. Maßstab diskretisiert - in kleine Abschnitte bzw. einzelne Punkte zerlegt - werden.
Schritt bei der Bildverarbeitung.
Einer analogen Szene wird in der Diskretisierungsstufe
ein Raster aufgesetzt, so dass sich quadratische oder rechteckige Bildelemente
ergeben. Räumliche Elementarbereiche werden dabei also in je einem solchen
Bildelement (Pixel) zusammen-gefasst.
Die Diskretisierungsgenauigkeit wird bei Bildern Auflösung
genannt. Es gilt: Je höher die Auflösung, also je kleiner die Pixel,
desto genauer entspricht das digitale Bild dem Original. Der Nachteil bei höherer
Auflösung ist, dass auch mehr Pixel abgespeichert werden müssen, die
Bilddatei also größer wird, was wiederum einen höheren Aufwand
bei der Verarbeitung bedeutet.
Die spektrale Zerlegung einer Strahlung, insbesondere die Farbzerlegung der Lichtstrahlung, beim Übergang zwischen zwei Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex.
Akronym für Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; das DLR
ist das nationale Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt und die Raumfahrtagentur
Deutschlands. Als solche nimmt das DLR die Aufgabe des Raumfahrt-Managements
im Auftrag und nach Maßgabe der zuständigen Bundesressorts wahr. Es besitzt
eine Brückenfunktion zwischen Wissenschaft und Wirtschaft und bündelt seine
Kräfte programmatisch in Netzwerken mit leistungsstarken Partnern im In- und
Ausland.
Das DLR dient wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Zwecken.
Ziel ist es, mit den Mitteln der Luft- und Raumfahrt unser Leben zu bereichern
sowie zur Sicherung und Gestaltung unserer Zukunft beizutragen.
| Lage des DLR, StO Oberpfaffenhofen, im Satellitenbild 
Zu größerer Darstellung auf Abbildung klicken Quelle: http://www.dlr.de |
Weitere Informationen:
Außerschulisches Lernangebot des DLR
an 6 verschiedenen DLR-Standorten mit standortspezifischen Angeboten an wissenschaftsnahen
Experimenten. Die evaluierten DLR-Schülerlabore sind eine innovative Ergänzung
zum Schulunterricht und gleichzeitig Impulsgeber für die Lehrerfortbildung.
Unter Fernerkundungsgesichtspunkten bietet insbesondere das Schülerlabor
in Oberpfaffenhofen relevante Experimente.
Weitere Informationen:
Engl. Akronym für Drought Monitoring Centre
Engl./dt. Akronym für Differential Optical Absorption
Spectroscopy / Differentielle Optische Absorptionsspektroskopie;
ein in der Physik und physikalischen Chemie gebräuchliches Fernerkundungsverfahren,
mit der sich Spuren chemischer Verbindungen qualitativ und quantitativ nachweisen
lassen. Mit DOAS können NO2, O3, SO2,
NH3, NO, HCHO, Benzol, Toluol, NO3, und HNO2
gemessen werden.
Die DOAS basiert auf der von Frequenz bzw. Wellenlänge abhängigen
Absorption von Licht in gasförmiger Materie. Das Licht kann hierbei von
einer künstlichen Quelle wie einer Xenon-Hochdrucklampe oder Halogenlampe
als auch von einer natürlichen, extraterrestrischen Quelle wie der Sonne
stammen. DOAS-Geräte arbeiten mit sichtbarem und UV-Licht. Die Spurengaskonzentrationen
in einem Luftvolumen werden dabei aus den jeweils charakteristischen Absorptionsstrukturen
durch Vergleich mit Absorptionslinien in Referenzspektren bestimmt. Hierauf
geht die Bezeichnung "differentielle Absorptionslinien" zurück.
In der Satellitenfernerkundung ist das DOAS-Prinzip beispielsweise bei den Sensoren GOME auf ERS-2 sowie GOMOS und SCIAMACHY auf ENVISAT realisiert.
Die DOAS-Methode zur Messung atmosphärischer Spurengase wird auch eingesetzt, um den Austausch von Gasen zwischen der Atmosphäre und dem Meer in Laboruntersuchungen zu erforschen und flächenaufgelöst direkt den Wassergehalt und die Konzentration verschiedender Substanzen in Pflanzenblättern zu messen.
Engl. Dobson Unit (DU); Einheit für die Ozon-Säulendichte über einer bestimmten Stelle der Erdoberfläche, benannt nach dem Atmosphären-Wissenschaftler G. M. B. Dobson (1920-1960). 100 Dobson-Einheiten (Dobson-Units, DU) entsprechen einer Ozonschicht von 1 mm Dicke unter Normalbedingungen (Luftdruck 1013 hPa, Temperatur 273 K).
Veränderung der Wellenlänge einer akustischen oder elektromagnetischen Strahlung durch eine (Relativ)Bewegung von Sender und/oder Empfänger. Danach registriert ein Beobachter, der sich relativ zu einem Wellensender bewegt, eine andere Frequenz als die tatsächlich von der Quelle erzeugte. Bewegen sich Sender und Empfänger aufeinander zu, erhöht sich der Ton/die Frequenz (Blauverschiebung), entfernen sich die beiden voneinander, erniedrigt sich die Tonhöhe/Frequenz (Rotverschiebung). Dieses Phänomen ist nach dem österreichischen Physiker Christian Johann Doppler benannt, der 1842 das zugrunde liegende Prinzip formulierte.
Prinzip des Dopplereffektes
Im Punk A wird eine Strahlung ausgesendet. Die Strahlung
wird im Punkt B empfangen und auch reflektiert. |
In der Satellitennavigation wird der Doppler-Effekt dazu genutzt, aus der Frequenzänderung eine Entfernungsdifferenz zwischen einer Beobachterantenne und zwei Satellitenpositionen zu unterschiedlichen Zeitpunkten abzuleiten. Diese Entfernungsdifferenz gilt dann als Beobachtungsgröße für die Standortbestimmung. Das Dopplerprinzip wurde sehr erfolgreich zur Navigation und zur geodätischen Positionsbestimmung mit dem System Transit etwa von 1967 bis 1996 eingesetzt und findet Anwendung beim DORIS. Beim GPS wird die Dopplermessung für die Geschwindigkeitsbestimmung der Empfangsantenne und als zusätzliche Beobachtungsgröße verwendet.
Radarsystem, das zwischen festen und bewegten Objekten unterscheidet, indem es die aufgrund des Dopplereffektes veränderte Frequenzänderung der reflektierten Wellen registriert. In der Atmosphäre sind kleinste Partikel erkennbar. Innerhalb von Gewitterzellen können so Regen, Schnee, Hagel oder Graupel unterschieden werden. Die Reflexion der Teilchen ermöglicht ein farbiges Bild des Wolkeninneren. Mit dem Dopplerradar können auch Messungen der Windgeschwindigkeit innerhalb einer Wolke durchgeführt werden.
Dopplerradar - Prinzip
Quelle: http://www.iac.ethz.ch/en/groups/richner/cd/doc/index_radar.html |
Ein Dopplerradar liefert hervorragende Daten, wenn es um die Untersuchung von Konvektionszellen geht, deren räumliche Struktur ansonsten schwer erfassbar ist. Solche Systeme werden daher auch eingesetzt, um gefährliche Rotationsbewegungen in Superzellen zu identifizieren, da diese Windbewegungen als wesentliche Vorstufe der Bildung von Tornados gelten.
Hagelzellen im Schweizer Mittelland (8.5.2003)
Quelle: http://www.radar.ethz.ch/archiv_030508/ETH_radarloop_20030508_19_20.gif |
Eine Sonderform des Dopplerradars ist das Polarisations-Dopplerradar, das ebenfalls für meteorologische Aufgaben eingesetzt wird. Es vermag Art und Quantität der beobachteten Niederschlagsteilchen noch präziser bestimmen als mit einem konventionellen Radar möglich. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die verschiedenen Niederschlagsteilchen eine unterschiedliche Form und somit ein unterschiedliches Rückstreuverhalten für unterschiedliche polarisierte elektromagnetische Wellen haben.
Weitere Informationen:
Eine Änderung in der beobachteten Frequenz elektromagnetischer Strahlung oder anderer Wellen durch die relative Bewegung zwischen Quelle und Empfänger. Das Prinzip wird vor allem bei der Erstellung von SAR-Bildern angewandt.
Gemeinsames Projekt zwischen der ESA und der
chinesischen Raumfahrtbehörde (CNSA)
zur Untersuchung der Auswirkungen der Sonne auf die irdische Umwelt, insbesondere
die Magnetosphäre. Die Mission umfasst zwei Satelliten,
die in komplementären Bahnen die Erde
umkreisen, einer auf einem polaren Orbit,
der zweite in Äquatornähe. Die Orbitalkonfiguration erlaubt es Wissenschaftlern,
zeitgleich in verschiedenen Gebieten der Magnetosphäre Daten
über Veränderungen im Magnetfeld sammeln zu können.
Die Satelliten wurden von chinesischer Seite entworfen, gebaut und ins All gebracht,
Gleiches gilt für die operationelle Betreuung. Die Hälfte der Experimente
stammt von europäischer Seite.
Das Duo (TC-1/-2) wurde von zwei verschiedenen Startplätzen in China (Xichang
und Taiyuan) im Dezember 2003 und im Juli 2004 ins All transportiert. TC-1 (syn.
DSP-E), der äquatornahe Satellit läuft auf einer elliptischen Bahn
in Höhen zwischen 550 und 66.970 km mit einer Neigung von 28,5 Grad zum
Äquator. Diese Bahn ermöglicht insbesondere auf die Untersuchung des
Magnetschweifes der Erde. In diesem Bereich werden hochenergetische Partikel
erzeugt und in Richtung der irdischen Magnetpole beschleunigt. Wenn diese Partikel
die Erde erreichen, können sie Unterbrechungen der Stromversorgung und
der Kommunikationsstrukturen verursachen und Satelliten beschädigen. Der
polare TC-2 (syn. DSP-P)konzentriert sich auf die über den Magnetpolen
ablaufenden physikalischen Prozesse und die Bildung von Nord- und Südlicht
(Aurora). Seine Bahnhöhe schwankt zwischen 700 und 39.000 km. Für
TC-1 wird mit einer Missionsdauer von wenigstens 18 Monaten, für TC-2 von
wenigstens einem Jahr gerechnet.
Dieser Fahrplan erlaubt die synchrone Arbeit zusammen mit der Cluster-Mission
der ESA, einer seit dem Sommer 2000 im All befindlichen Kleinflotte von vier
identischen Raumflugkörpern auf elliptischen Erdorbits.
TC-2 im Labor
Der Satellit Double Star TC-2 während eines Sonnensimulationstests Quelle: http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=35507 |
Die Orbits der Double Star-Satelliten
Die Mission besteht aus 2 Satelliten, dem äquator-nahen DSP-E (TC-1) auf einem Orbit mit Flughöhen zwischen 550 und 66.970 km und dem polaren DSP-P (TC-2) mit Flughöhen zwischen 700 und 39.000 km. Die Bahnneigung beträgt 28,5° bzw. 90° gegenüber dem Äquator. Quelle: http://sci.esa.int/science-e/www/ object/index.cfm?fobjectid=31584&fapplet=1 |
| Die komplementären Orbits von TC-1 und der vier Cluster-Satelliten 
Für höhere Auflösung auf das jeweilige Bild klicken! Die Cluster-Satelliten befinden sich im Sonnenwind, während TC-1 zeitgleich den bow-shock überquert Quelle: ESA |
Weitere Informationen:
Sammelbegriff für ein Bild, das bei beidäugiger Betrachtung echte Tiefenwahrnehmung und damit räumliche Wirkung vermittelt; s. Anaglyphenbild, Stereobild.
Engl. unmanned aerial vehicle (UAV); unbemanntes, in der Regel wiederverwendbares Flugzeug, das schwerer als Luft ist. Im englischen Sprachgebrauch werden UAVs eingeteilt in drone und remotely piloted vehicle (RPV), wobei eine drone ein UAV ist, das einer vorprogram-mierten Routine folgt, während ein RPV ferngesteuert wird. Drohnen können Spannweiten einer Libelle bis zu der eines Airbus A320 aufweisen. Weitere Klassifikationsmöglichkeiten betreffen Aktionsradius, Flughöhe und -dauer sowie den Einsatzzweck.
Drohnen werden zu militärischen, wie auch zu zivilen Zwecken eingesetzt. Einige Drohnen, etwa der amerikanische RQ-1 Predator, können bewaffnet sein und werden im militärischen Sprachgebrauch als unmanned combat air vehicle (UCAV) bezeichnet. Andere dienen der Aufklärung und Überwachung. Ferner werden ausrangierte Flugzeuge nach Einbau einer Fernsteuereinrichtung als Zieldrohnen zu Übungszwecken und zur Erprobung der Wirkung von Abwehrwaffen verwendet.
Zivile Einsatzbereiche von Drohnen betreffen z.B. Luftbildphotogrammetrie, Grenz- und Küstenschutz, Überwachung von Großveranstaltungen, Fernerkundung für die Landwirtschaft, Brandbekämpfung oder Rettungseinsätze.
Weitere Informationen:
Engl. Akronym für Deep Space Climate
Observatory, frühere Bezeichnung Triana;
das klimabezogene DSCOVR der NASA ist die erste Erdbeobachtungsmission zum Lagrange-1(L1)-Punkt
zwischen Erde und Sonne. Dessen Lage entspricht 1 Prozent der Wegstrecke Erde-Sonne
oder ca. 1,5 Mio km. Dies ist der Ort, an dem die Sonne die gleiche Anziehung
auf ein Raumfahrzeug ausübt wie die Erde. Der Satellit
wird wie die Erde ein Jahr Umlaufzeit um die Sonne benötigen. Von dort
wird DSCOVR einen kontinuierlichen Blick auf die sonnenbeschienene Seite der
Erde mit großer zeitlicher Auflösung haben.
Die Mission erlaubt die Erdbeobachtung gleichzeitig mit den LEO-
und GEO-Satelliten und bietet so die Chance
zu Synergismen und Kalibrierungsvergleichen. Durch diesen Einsatz mehrerer Satelliten
können einzigartige Datensätze erstellt werden.
Zu den Sensoren des Satelliten gehören Radiometer,
ein 10-kanaliges abbildendes Spektroradiometer
und das Plasma-Mag Instrument.
Die Messungen der von der Erde emittierten Infrarotstrahlung werden zum Monitoring
der globalen Erwärmung und der Klimavariabilität herangezogen. Messungen
von Sonnenwinden, Magnetfeldern und Plasma werden neue wissenschaftliche Erkenntnisse
liefern und als Frühwarnsystem fungieren für Gefahren, die von Sonnenereignissen
für erdnahe Satelliten ausgehen (Sonnenwinde erreichen L1 ca. 1 h früher
als die Erde). Weitere Untersuchungsobjekte sind die Dynamik der oberen Atmosphäre
sowie die Wolkendecke mit ihren klimawirksamen Eigenschaften.
Parallel zur DSCOVR-Mission wird umfangreiches Lehrmaterial mit interdisziplinärem
Charakter entwickelt.
Zur Zeit ist der Satellit wegen politischer Kontroversen eingelagert.
Weitere Informationen: DSCOVR - Startseite (Scripps)
Engl. Akronym für Data User Element; ein Element des Earth Observation Envelope Programme (EOEP), seinerseits ein optionales Programm der ESA. DUE versucht die Entwicklung von Demonstrationsdiensten zur Erdbeobachtung zu fördern, die den Bedürfnissen der Endnutzer entsprechen.
Weitere Informationen:
Engl. haze; Trübung der - in der Regel bodennahen - Atmosphäre,
wodurch sich eine horizontale Sichtweite zwischen 1 und 8 km ergibt. Dunst entsteht
durch Partikel wie Wassertröpfchen, Rauch oder Staub. Durch die wellenlängenunabhängige
Mie-Streuung an diesen Partikeln erscheint
die Atmosphäre milchig-weiß bis grau. Dunst entsteht häufig
bei austauscharmen Wetterlagen, wenn in der bodennahen Atmosphäre eine
große Zahl von Aerosolen vorliegt.
Dies ist besonders unterhalb von Inversionen der Fall, welche den Vertikalaustausch
unterbinden. Durch die Ansammlung von Aerosolen und Wassertröpfchen mit
einer scharfen vertikalen Begrenzung spricht man auch von einer Dunstglocke.
Dunst
verringert die atmosphärische Transparenz und reduziert die Objektkontraste vor allem in kurzen Wellenlängen.
Korrektur der durch Atmosphärilieneinfluß erhöhten Grauwerte (Atmosphärenkorrektur). Dunst erzeugt atmosphärische Streuung, welche sich in reduzierten Bildkontrasten widerspiegelt. Der Kontrast eines Bildes wird durch die Korrektur dieses Effektes verbessert. Gerade in Gebirgen mit großen relativen Höhen und Unterschieden in der Luftfeuchtigkeit kommt einer Dunstkorrektur nicht nur für die Herstellung von Satellitenbildern, sondern vor allem bei der digitalen Klassifizierung Bedeutung zu.
Engl. transmittance of the atmosphere; die
gasförmigen Bestandteile der Atmosphäre zeigen jeweils charakteristische Absorptions-eigenschaften. In den oberen Schichten der Atmosphäre ist beispielsweise der Einfluss des Ozons besonders stark.
Das Zusammenwirken aller Bestandteile der Atmosphäre führt zu deren spektraler Durchlässigkkeit und definiert atmosphärische Fenster.
Akronym für Deutscher Wetterdienst
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