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Radaraltimeter auf ENVISAT zur Erfassung der Ozeanoberflächentopographie, der signifikanten Wellenhöhe und der Windstärke an der Meeresoberfläche. Auf diese Weise unterstützt der Sensor die Erforschung der Ozeanzirkulation, der Bathymetrie und die Charakteristik des marinen Anteils des Geoids. Die Bestimmung von Windgeschwindigkeit und Wellenhöhe wird die Wetter- und Seegangsvorhersage unterstützt. Daneben ist RA-2 in der Lage Meereis, Polareis und die meisten Landoberflächen zu beobachten und darzustellen.
Weitere Informationen: RA-2 (ESA)
Engl. Akronym für Radio Detecting/Detection and Ranging; eine Technik, die die Reflexion von ausgestrahlten Radiowellen an Objekten misst und auswertet. In der Fernerkundung ein aktives System, das Mikrowellenstrahlung zur Gewinnung von Bildern benutzt. Verschiedene Satelliten mit Radarsensoren wie ERS-1/2 und RADARSAT befinden sich im Orbit.
Weitere Informationen: Radargrundlagen (Ch. Wolff)
Aktives Mikrowellengerät, das im Gegensatz zum Windscatterometer die Wasseroberfläche nicht unter einem schrägen Einfallswinkel (Winkel zwischen Nadir und Antennenblickrichtung) bestrahlt, sondern unter dem Einfallswinkel Null (in Nadirrichtung). Aus der Zeitdifferenz zwischen Aussendung und Empfang der extrem kurzen Radarimpulse kann der Abstand zur Wasseroberfläche mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich gemessen werden. Aus den Radaraltimeterdaten lassen sich dann globale Karten über die Verformung des Meeresspiegels erstellen. Diese Verformung wird verursacht durch das räumlich-variable Schwerekraftfeld der Erde und durch Ozeanströmungen, die aufgrund der Corioliskraft eine Neigung der Wasseroberfläche verursachen. So fällt der Wasserspiegel z.B. am Puertorikanischen Graben, der mit einer starken Schwerkraftanomalie verbunden ist, auf einer Entfernung von 100 km ungefähr 15 m ab. Der Golfstrom, dessen Geschwindigkeit etwa 1-1,5 m/s beträgt, verursacht am Rand einen Sprung im Wasserspiegel um etwa 1 m. Außerdem kann man aus den Radaraltimeterdaten auch die mittlere Wellenhöhe und den Betrag der Windgeschwindigkeit erhalten. Die Information über die mittlere Wellenhöhe erhält man aus der Verformung des rückgestreuten Radarsignals und die Windgeschwindigkeit aus der Intensität des rückgestreuten Radarpulses.
Weitere Informationen: 15 Years of Progress in Radar Altimetry (Abstracts eines Symposiums von ESA und CNES in Venedig, 2006)
Die von einem Objekt zu einem Radarsystem reflektierte Radarstrahlung, welche ursprünglich von dessen Antenne ausgesandt wurde. Das Radarecho enthält Informationen über die Lage und die Entfernung des reflektierenden Objekts.
Bei herkömmlichen, abbildenden Radarsystemen
wird jedem Punkt des abgebildeten Gebietes entsprechend seinem Abstand zum Sensor
eine Position in der Bildebene zugeordnet. Das Ergebnis ist ein zweidimensionales
Bild des Testgebietes.
Eine Weiterentwicklung stellt die SAR-Interferometrie dar. Hierbei
wird ein Testgebiet von zwei oder mehr unterschiedlichen Sensorposi-tionen aus
abgebildet. Da es sich bei Radarsystemen um kohärente Systeme handelt, enthalten
die Daten nicht nur Informationen über die
Rückstreuintensität sondern auch eine Phaseninformation. Die Aufnahmegeometrie
ist damit ähnlich derjenigen bekannter stereometrischer Verfahren und hat
zur Folge, daß verschiedene Zielpunkte unterschiedliche Weglängendifferenzen
zu den Sensorpositionen besitzen.
Während bei stereoskopischen Auswertesystemen versucht wird, die Parallaxe
durch direkte Messung der Weglängen zu bestimmen, wird beim interferometrischen
SAR die Kohärenz des Signals ausgenutzt sowie die Tatsache, daß sich
die Phase einer mono-chromatischen elektromagnetischen Welle proportional zur
zurückgelegten Weglänge verhält. Eine Phasendifferenzmessung,
wie sie in der SAR-Interferometrie letztendlich durchgeführt wird, ermöglicht
über die Bestimmung des Wegunterschiedes die Ermittlung der gewünschten
Höheninformation. Die Daten können zur Erstellung von digitalen
Höhenmodellen, zur Detektion von Veränderungen im Zentimeterbereich, zur
multitemporalen Klassifikation
oder zur Detektion beweglicher Streuer verwendet werden.
Teilgebiet der Physik der Atmosphäre.
Bei diesem meteorologischen Fernmessverfahren werden mit Radarsystemen
Objekte in der Atmosphäre geortet. Dies geschieht durch das Aussenden kurzer
Impulse elektromagnetischer
Wellen im Zentimeterbereich durch eine rotierende Antenne. Die von den Objekten
reflektierten oder gestreuten Wellen werden durch dieselbe Antenne wieder empfangen,
die aufgenommenen Signale auf dem Radarschirm sichtbar gemacht und elektronisch
weiterverarbeitet.
Radargeräte können stationär oder mobil vom Boden aus operieren,
sowie auf Luftfahrzeugen oder Satelliten
montiert sein.
Die bodengebundene Radarüberwachung der Atmosphäre dient im operationellen
Bereich vorwiegend der Ergänzung der konventionellen meteorologischen Beobachtungen
und damit der Verfeinerung der Wetteranalyse. Radarinformationen bilden mit
die Grundlage für Warnungen vor besonderen Wettererscheinungen wie Hagel,
Sturm, Starkniederschlägen oder auch der für Flugzeuge gefährlichen
Windscherung (Wetterradar).
Eine lange bewährte Radaranwendung im Wetterdienst ist die Höhenwindmessung
in Verbindung mit dem Aufstieg von Radiosonden
(Bahnverfolgung).
Neuere Entwicklungen nutzen den Doppler-Effekt
zur Bestimmung des dreidimensionalen Windfeldes (Windprofiler).
Die gleichzeitige Anwendung von Schallwellen (RASS),
die der Atmosphäre Inhomogenitäten aufprägen, und dem diese Inhomogenitäten
messenden Radar ermöglicht es, aus der spektralen Verteilung der Radarechos
das Vertikalprofil der Schallgeschwindigkeit zu bestimmen. Da die Schallgeschwindigkeit
von der Temperatur abhängt, erfolgt somit eine Messung des vertikalen Temperaturprofils,
was z.Z. bis in eine Höhe von ca. 5 km möglich ist.
Von Satelliten aus können mit Hilfe von Radaraltimetern
die Abweichungen des aktuellen vom idealen Meeresniveau (Geoid)
mit einer Genauigkeit von ca. 10 cm bestimmt werden. Damit ist die kontinuierliche
Erfassung des oberflächennahen Strömungssystems im Ozean prinzipiell
möglich geworden.
Die erste satellitengestützte Mission, die Niederschlagsmessungen mit Hilfe
von Radar und anderen Sensoren durchführt, ist die amerikanisch- japanische
Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM).
Für höhere Auflösung auf die Abbildung klicken! |
Hurrikan Rita im Satellitenbild
Diese Abbildung zeigt die Regenkonzentration im Gefolge des Hurrikans Rita, gemessen über den Zeitraum vom 18. bis zum 25. September 2005. Sie beruht auf den Multisensor-Daten des TRMM-Satelliten. Wolkendaten aus dem GOES-Satelliten der NOAA zum besseren Verständnis darübergelegt. Die Regengebiete sind in Farben dargestellt, die von grün (<30 mm) bis rot (>80 mm) reichen. TRMM ist der einzige Satellit (2005), der Regenradar und andere Mikrowelleninstrumente einsetzt, um die Regenmengen über den tropischen und subtropischen Ozeanen zu messen. Quelle:http://www.nasa.gov/images/content/134837main_ritaPause-still-high.jpg |
Kanadischer Erdbeobachtungssatellit
auf sonnensynchroner, polarer Umlaufbahn
zum Umweltmonitoring, zur physischen
Ozeanographie, zur Eis- und Schneebedeckung, zur Beobachtung von Landflächen
und zur Unterstützung des nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen. Radarsat
arbeitet mit einem aktiven Mikrowelleninstrument, einem C-Band
SAR. Dieses schickt gepulste Signale mit Einfallswinkeln
zwischen 20 und 60° zur Erde und verarbeitet die reflektierten und dann
empfangenen Signale. Die Verarbeitung der Daten
erzielt Auflösungen zwischen 30
und 600 m.
Der Satellit bewegt sich auf einer sonnensynchronen
Umlaufbahn in 798 km Höhe um die Erde bei einer Inklination
von 98,6°. Die Umlaufzeit beträgt
100,7 min, der Wiederholzyklus 24 Tage.
Quelle: http://www.crisp.nus.edu.sg/rsat/rsat.html
|
Das Haupteinsatzgebiet liegt in den Polarregionen. Die Anwendungsbereiche umfassen Meereis-Monitoring (tägliche Eiskarten, Schutz der Ölplattformen vor Neufundland), Kartographie, Hochwasserkartierung und Katastrophenmonitoring allgemein, Gletschermonitoring, Waldflächenkartierung, Ölfleckenüberwachung, Aufspüren von möglichen Rohstofflagerstätten, Stadtplanung, Erntevorhersagen, Überwachung von Küstenerosion, Aufspüren von seismologisch oder vulkanologisch bedingten Oberflächendeformationen.
Quelle: http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/rd/apps/agri/crop_id/demo5_e.jpg
|
Die Datenkontinuität wird durch den Start von RADARSAT-2 auf einer Sojus-Rakete im Dezember 2006 gewährleistet.
Weitere Informationen:
Mikrowellenimpulse aussendendes und empfangendes Instrument, welches bei der Radarerkundung eingesetzt wird. Man unterscheidet bildformende/-gebende und profilschreibende Sensoren.
Bei Radarsystemen handelt es sich um aktive Fernerkundungsverfahren, d.h. die verwendete elektromagnetische Strahlung wird vom Aufnahme-System selbst erzeugt. Dabei handelt es sich stets um Mikrowellenstrahlung einer bestimmten Frequenz im Bereich zwischen etwa 1 und 100 cm Wellenlänge. Die Daten-Aufnahme ist deshalb unabhängig von den naturgegebenen Strahlungsverhältnissen und - da die Mikrowellen Wolken, Dunst und Rauch durchdringen - auch unabhängig von der jeweiligen Wetterlage.
Beistehende Abbildung skizziert die Funktionsweise eines einfachen Radarsystems. Im Flugzeug wird ein kombinierter Sender/Empfänger mitgeführt, dessen Antenne schräg nach unten gerichtet ist. Sie ist so konstruiert, dass sich die in einem Bruchteil einer Sekunde ausgestrahlten Mikrowellen in einen sehr schmalen, aber langen Raumwinkel hinaus senkrecht zur Flugrichtung ausbreiten. Zu einem bestimmten Zeitpunkt erreicht die Front der ausgesandten Wellen ein bestimmtes Flächenelement F des Geländes. Von diesem wird die auftreffende Mikrowellenstrahlung teilweise reflektiert; ein mehr oder weniger großer Anteil der reflektierten Strahlung kehrt zurück zur Antenne und wird dort als Signal empfangen und registriert. Da die von den Mikrowellen bestrahlte Fläche über das Gelände hinwegwandert, können die Reflexionssignale von einem schmalen Geländestreifen nacheinander erfasst und als Bildzeile aufgezeichnet werden. Durch die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs entsteht dann - wenn die Folge von Senden und Empfangen systematisch wiederholt wird eine vollständige zeilenweise Bildaufzeichnung eines neben dem Flugzeug verlaufenden Geländestreifens. Ein nach diesem Prinzip arbeitendes System wird Seitensicht-Radar (engl. Sidelooking Airborne Radar oder SLAR) genannt.
Schematische Darstellung der Radar-Aufnahme
Die durch Aussendung einer einzelnen Wellenfront
und den Empfang der |
Solche Systeme (auch als Systeme mit Realer Apertur genannt) sind nur für geringe Flughöhen geeignet, bei denen die Entfernung zwischen Antenne und Gelände nicht zu groß ist.
Um in Flugrichtung eine höhere Auflösung zu erreichen und insbesondere die Aufnahme von Radarbildern auch von Satelliten aus möglich zu machen, müssen Radar-Systeme mit Synthetischer Apertur (engl. Synthetic Aperture oder SAR) eingesetzt werden. Dabei wird nur eine kurze Antenne verwendet, welche die Mikrowellenimpulse in einer breiten Keule mit dem Öffnungswinkel γ abstrahlt. Während des Fluges werden die einzelnen Geländepunkte aber wiederholt bestrahlt. Dementsprechend tragen sie mehrfach zu den empfangenen Reflexionssignalen bei, welche dadurch in komplexer Weise miteinander korreliert werden. Bei der Verarbeitung können die Daten jedoch so behandelt werden, als würden sie von einzelnen Elementen eines sehr langen Antennenarmes stammen. Dadurch lassen sich Bilddaten mit hoher geometrischer Auflösung ableiten. Je weiter die Geländepunkte von der Antenne entfernt sind, desto häufiger werden sie abgebildet und desto länger ist die scheinbare (synthetische) Antenne. Dies führt dazu, dass die Auflösung Δx in der Flugrichtung entfernungsunabhängig wird.
| Zur Wirkungsweise von Radar-Systemen mit synthetischer Apertur 
Die nahe gelegenen Geländepunkte werden nur wenige |
Die Art und Weise, wie die Erdoberfläche in Radar-Bildern wiedergegeben wird, hängt vom Zusammenwirken vieler Einzelfaktoren ab. Dabei handelt es sich um
Die Wellenlänge bzw. Frequenz der verwendeten Mikrowellenstrahlung wird durch die technischen Einzelheiten des Systems definiert. Üblich, aber ohne einheitliche Festlegung ist die Kennzeichnung einzelner Wellenbereiche durch Buchstaben. Die in der FE am häufigsten verwendeten Frequenzbereiche sind:
| Ka-Band | λ ≈ 0,7 - 1 cm | f ≈ 30 - 40 GHz |
|---|---|---|
| X-Band | λ ≈ 2,4 - 4,5 cm | f ≈ 7 - 12 GHz |
| C-Band | λ ≈ 4,5 - 7,5 cm | f ≈ 4 - 7 GHz |
| L-Band | λ ≈ 15 - 30 cm | f ≈ 1 - 2 GHz |
| P-Band | λ ≈ 60 - 300 cm | f ≈ 0,2 - 0,5 GHz |
Die Unterschiede sind deshalb wichtig, weil die Wechselwirkung zwischen der Strahlung und den Materialien an der Erdoberfläche in den einzelnen Wellenlängenbereichen sehr unterschiedlich ist.
Von Polarisation spricht man, wenn elektromagnetische Wellen nur in einer ausgezeichneten Richtung schwingen. Die von der Antenne abgestrahlten Mikrowellen können horizontal (H) oder vertikal (V) polarisiert sein. Beim Empfang kann das System wiederum auf horizontale oder vertikale Polarisation eingestellt sein. Dadurch sind vier Kombinationen der Polarisation ausgesandter und empfangener Mikrowellen möglich, nämlich HH, VV, HV und VH.
Aufnahme-Parameter in der Radartechnik
Von zwei parallelen Flugbahnen aus kann ein
Geländestreifen |
Als Depressionswinkel bezeichnet man in der Radartechnik den Winkel
zwischen der Horizontebene des Aufnahmesystems und dem Strahl zum beobachteten
Objekt. Der auch Einfallswinkel (incidence
angle) genannte Winkel wirkt sich unmittelbar auf die Auflösung
des Systems quer zur Flugrichtung aus und bestimmt die Bestrahlungsstärke der
Geländeoberfläche. Außerdem steht er in engem Zusammenhang mit der Geometrie
der Abbildung und der Möglichkeit, Stereobildstreifen aufzunehmen.
Die Oberflächenrauhigkeit hat großen Einfluss auf die Reflexionscharakteristik
einer Fläche. Ist sie im Vergleich zur Wellenlänge der Strahlung gering, dann
werden die Mikrowellen gespiegelt; zum System kehrt dann praktisch kein Signal
zurück, so dass solche Flächen im Radarbild dunkel erscheinen.
Reflexion von Mikrowellen an Oberflächen verschiedener Rauhigkeit
Links: Spiegelnde Reflexion an einer im Verhältnis
zur Wellenlänge glatten Fläche (z.B. Sand) |
Liegt die Rauhigkeit dagegen in der Größenordnung
der Wellenlänge, so wirkt die Fläche als diffuser Reflektor. Mischformen der
Reflexion sind häufig.
Die jeweilige Oberflächenform führt dazu, dass manche Flächen der schräg
einfallenden Mikrowellenstrahlung zugewandt sind und deshalb stärker bestrahlt
werden, während die abgewandten Flächen nur geringe Bestrahlung erfahren. Im
Bild erscheint deshalb die Geländefläche je nach ihrer Exposition in bezug auf
das Radarsystem heller oder dunkler. Wenn eine systemabgewandte Fläche steiler
geneigt ist als der Depressionswinkel, dann erhält sie überhaupt keine Bestrahlung.
Das Radarbild zeigt dann völlig informationslose tiefe Schlagschatten, sog.
Radarschatten.
Als Besonderheit der Radar-Aufnahme treten Rückstrahl-Effekte auf, und zwar wenn benachbarte horizontale und vertikale Flächen zum Sensor hin orientiert sind und spiegelnd reflektieren.
Rückstrahl-Effekt bei der Aufnahme von Radarbildern
Durch zweimalige Spiegelung wird die Mikrowellenstrahlung |
Von großem Einfluss auf die Ausbreitung der Mikrowellen und damit auf das Reflexionsvermögen sind die elektrischen Eigenschaften der Materialien an der Erdoberfläche. Besonders starke Reflexion tritt an metallischen Strukturen (z.B. Zäune, Masten von Hochspannungsleitungen u.ä.) auf. Andere Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante (z.B. feuchte Böden) reflektieren stark, und die Strahlung dringt nur wenig in das Material ein. Mit abnehmender Dielektrizitätskonstante (z.B. mit abnehmender Bodenfeuchte) wird auch das Reflexionsvermögen geringer, die Eindringtiefe nimmt jedoch zu. Das zu beobachtende Reflexionssignal hängt demnach von einer mehr oder weniger dicken Oberflächenschicht ab und mag deshalb auch Informationen zu vermitteln, die z.B. mit optischen Sensoren nicht erfassbar sind.
Die Wechselwirkung zwischen der Mikrowellenstrahlung und den Materialien an der Erdoberfläche ist kompliziert, die Interpretation von mit Radar-Systemen gewonnenen Bildwiedergaben entsprechend schwierig.
Für den Satelliteneinsatz kam von Beginn an nur das SAR-Verfahren in Frage.
Experimentellen Charakter hatte noch sein Einsatz im Satelliten SEASAT-1 (1978)
und ab 1981 in mehreren Space-Shuttle-Flügen
mit dem Shuttle Imaging Radar (SIR). Kontinuität setzte mit den europäischen
FE-Satelliten ERS (1991/5), ENVISAT
(2002) und dem kanadischen RADARSAT ein.
Die ERS sind mit den SAR-Systemen AMI ausgestattet,
ENVISAT mit der Weiterentwicklung ASAR und
RADARSAT trägt ein SAR-System, das in verschiedener Weise betrieben werden kann.
Der Einsatz des INSAR während der Shuttle Radar
Topography Mission erlaubte die Erstellung eines weltweiten digitalen Geländemodells.
Radarsatelliten wie der ERS-1 werden auch zur Eisbergwarnung eingesetzt. Eine
Beschränkung stellt allerdings die Wiederholrate der Überflüge
dar, die etwa bei 1 Woche liegt. Das deutsche Bundesamt für Seeschiffahrt
und Hydrographie verwendet z.Z. SAR-Daten des ERS-2 aus der Quicklookkette operationell
zur Eiswarnung. Der dänische Eisdienst verwendet RADARSAT-Daten. Eine Schwadbreite
von ca. 500 km ermöglicht eine tägliche Abdeckung.
Weitere Informationen:
Engl. radiance; syn. Flächenhelligkeit, Bezeichnung für die Strahlungsflussdichte pro Raumwinkeleinheit.
Ein passives Instrument, das elektromagnetische Strahlung mengenmäßig erfasst, gewöhnlich im Mikrowellen-, Infrarot- und Nah-Infrarot-Bereich. Wettersatelliten tragen Radiometer um die Strahlung von Schnee, Eis, Wolken, Wasserkörpern, der Erdoberfläche und der Sonne zu messen. Damit wird der Flüssigwasser- und Wasserdampfgehalt der Atmosphäre ermittelt. Auch werden die Messungen dazu verwendet, Altimeterdaten zu korrigieren, beispielsweise durch die Messung der reflektierten Strahlung von der Meeresoberfläche. Abbildende Radiometer vermögen ihre gescannten Informationen in einem zweidimensionalen Pixelmuster anzuordnen, das dann für eine bildhafte Darstellung verwendet wird. Es werden unterschieden:
Sammelbegriff für alle das Rückstrahlungsverhalten von Objekten betreffenden Aspekte, im Unterschied zu den geometrischen Eigenschaften von Fernerkundungsdaten.
Maß für die kleinste mit einem Fernerkundungssystem
noch unterscheidbare elektromagnetische
Strahlung. Übertragen auf die Alltagserfahrung und eingeschränkt
auf das sichtbare Licht heißt dies: Der kleinste messbare Helligkeitsunterschied.
Die radiometrische Auflösung ist abhängig von der betrachteten Wellenlänge
und vom Detektorsystem. Ältere Systeme können lediglich 64 Helligkeitsstufen
bzw. Grauwertabstufungen (entspricht 6 bit) unterscheiden, wobei mit neueren
Systemen 2048 Helligkeitsstufen (z.B. 11 Bit bei IKONOS)
erreicht werden.
Beseitigung von radiometrischen Bildfehlern durch Atmosphärenkorrektur bzw. Beleuchtungskorrektur. Radiometrische Korrekturen verbessern die Bildqualität und gleichen Farbübergänge zwischen benachbarten Bildausschnitten aus.
Verfahren der Navigation, die auf dem Empfang von Radiosignalen beruhen. Zu unterscheiden sind satellitengestützte und bodengebundene Verfahren. Wichtigste Verfahren der Satellitennavigation sind das Global Positioning System und GLONASS. Die bodengebundenen Verfahren haben mit dem Aufkommen der Satellitennavigation weitgehend an Bedeutung verloren, da sie hinsichtlich Reichweite und Genauigkeit beschränkt sind.
Ein Ballon-getragenes Instrumentenset aus der Aerologie, zur direkten Meßwertnahme meteorologischer Parameter von der Erdoberfläche bis in eine Höhe von ca. 30 km und unmittelbare Datenübermittlung. Entsprechend setzt sich auch der Name aus zwei Teilen zusammen, 'Radio-' (engl. für Funkgerät) und '-sonde', der Bezeichnung für die Meßfühler.
Die Radiosonde wurde 1927 von Moltschanoff erfunden. Schon in den folgenden Dekade entstand vor allem in Europa und den USA ein Radiosondenmeßnetz, mit dessen Meßwerten Höhenwetterkarten erstellt wurden.
Die Bedeutung von Radiosonden liegt in der direkten Art der Datengewinnung,
ein Vorteil gegenüber anderen Verfahren, die überwiegend aus der Ferne,
z.B. von Wettersatelliten aus arbeiten.
Nur mit einer Radiosonde kann die Atmosphäre
mit ausreichender Höhenauflösung und Genauigkeit vermessen werden,
um ein genaues Bild über deren aktuellen Zustand zu erhalten.
Radiosondenaufstiege werden i.a. zweimal täglich weltweit durchgeführt (üblicherweise
0000 und 1200 UTC). Global bestehen ca. 1.500 Stationen, die sich am diesbezüglichen
Programm Integrated Global Radiosonde Archive (IGRA)
beteiligen, das vom National
Climatic Data Center der NOAA
betrieben wird. IGRA verfügt über 28 Mio qualitätsüberprüfte
Radiosondenbeobachtungen über einen Zeitraum von 1938 bis 2005.
Die Standorte der IGRA-Stationen
Quelle: http://www.ncdc.noaa.gov/oa/cab/igra/index.php
|
Der mit 4 m3 Wasserstoff gefüllte Gummi-Ballon (800 g) trägt die 30 m unter dem Ballon angebrachte Instrumentenkapsel (650 g) mit einer definierten Steiggeschwindigkeit von ca. 300 m pro Minute. Die Instrumente messen Temperatur (Bimetallthermometer), Luftfeuchte (Haarhygrometer) und Luftdruck (Aneroidbarometer). Durch Verfolgung der Sonde mit Theodoliten, mittels Radar oder mit Hilfe von GPS kann auch der Wind bestimmt werden. Für die Radar-Verfolgung wird ein zusätzlicher Reflektor an der Sonde angebracht. Die Datenübertragung erfolgt per Funk.
Mit dem Aufstieg dehnt sich der Ballon wegen des abnehmenden Luftdrucks aus. Bei Erreichen der maximalen Höhe platzt der Ballon (Rekord im Bereich des DWD bei ca. 39 km bzw. 2,5 hPa), und die Instrumentenschachtel aus Styropor schwebt an einem Fallschirm zur Erde zurück. Etwa 25 % der Instrumente werden gefunden (Vergütung für die Finder) und erneut eingesetzt.
Ballone, die keine Instrumente, sondern lediglich einen Radar-Reflektor tragen, nennt man Pilotballone. Sie dienen zur Erfassung des vertikalen Windprofils. Die Wolkenuntergrenze kann man bestimmen, indem man das Verschwinden des Ballons in der Wolke beobachtet.
Ferner kommen Spezialradiosonden zum Einsatz, zu denen Ozonsonden mit optischen oder elektrochemischen Sensoren sowie Strahlungssonden zählen.
| Radiosonden | ||
 |
1 Gehäuse |
Die Radiosonde hängt unter dem Wetterballon, am Ende einer 30m langen Kordel. Diese ist üblicher-weise am Radarreflektor unter dem Ballon befestigt. Der Radarreflektor dient der Verfolgung der Flugbahn. |
| Quelle: http://www.bom.gov.au/lam/Students_Teachers/blntrck.shtml | ||
Der Einsatz von Radiosonden wird zwar den in situ-Methoden zugerechnet, mit ihrer Funktion der bodengestützten Bahnverfolgung zur Bestimmung des Höhenwindfeldes besitzt sie aber auch eine Fernerkundungskomponente. Ein weiterer Bezug zur Fernerkundung besteht in der Nutzung der Radiosondendaten zur unerläßlichen Kalibrierung und Validierung von z.B. Satellitendaten.
Weitere Informationen: Intergrated Global Radiosonde Archive (NOAA, NESDIS)
Frequenzen unterhalb von 3 GHz (entsprechend einer Wellenlänge von 10 cm); aufgrund der Transparenz der Atmosphäre in diesem Bereich wird dies auch als Radiofenster bezeichnet, was eine Beobachtung der Erdoberfäche aus dem Weltraum ermöglicht. Dies gilt natürlich auch für andere Fensterbereiche. Die Frequenzbänder P, L, S, C, X, K bezeichnen für Radargeräte genutzte Frequenzbereiche, deren kryptische Bezeichnung aus dem 2. Weltkrieg stammt. Neben aktiven Systemen wie Radar und Altimeter werden auch passive Radiometer (z.B. zur Messung der Bodenfeuchte oder Salinität) in diesem Frequenzbereich genutzt.
Im Ultrakurzwellenbereich (Wellenlängenintervall 0,1-1 m) hängt die Ausbreitung der Radiowellen von den physikalischen Eigenschaften der unteren Atmosphäre ab. Die Refraktion dieser Wellen wird von der vertikalen Temperatur- und Feuchteverteilung bestimmt. Wenn man diese Zusammenhänge nutzt, kann man aus den Empfangsbedingungen eines definierten Senders auf Elemente des Aufbaus der Atmosphärische Grenzschicht und zum Teil auch der Troposphäre schließen.
Radiowellen im Kurz-, Mittel- und Langwellenbereich (Wellenlängenintervalle 10-30.000 m) werden zur Sondierung der Ionosphäre eingesetzt. Neben speziellen Impulssendern, die die Bestimmung der Höhe der ionisierten Schichten gestatten, werden auch Radiowellen genutzt, die von kommerziellen Radiosendern ausgestrahlt werden. Damit kann man mit drei geeignet angeordneten Empfängern die Phasenverschiebungen der an einer ionosphärischen Schicht reflektierten Radiowellen messen und so unter bestimmten Voraussetzungen auf die Windverhältnisse in der Höhe der erfassten Schichten schließen.
Gewittertätigkeit kann global aus der Registrierung von Atmospherics (kurz auch Sferics) überwacht werden. Darunter versteht man die im Langwellenbereich bemerkbare Impulsstrahlung, die von elektrischen Entladungen in der Atmosphäre ausgeht.
In der meteorologischen Fernerkundung hat die Nutzung von Radiowellen gegenüber neueren Methoden an Bedeutung verloren.
Engl. spatial resolution; Maß der kleinsten identifizierbaren
Fläche auf einem Bild als diskrete
unabhängige Einheit. Bei Rasterdaten
wird sie oft ausgedrückt als die Größe der Rasterzelle. In der
Fernerkundung ist sie definiert bezüglich
des Durchmessers der Grundfläche, die erkannt/unterschieden werden kann
und ist häufig vergleichbar mit der Größe der Erdoberfläche,
die von einem einzigen Pixel bedeckt wird.
Die Erkennbarkeit von Details in FE-Aufnahmen hängt direkt von der räumlichen
Auflösung ab.
Die grob auflösenden, aber global aufgezeichneten Daten
werden vorwiegend für klimarelevante Untersuchungen verwendet (Strahlungshaushalt
der Erde, Wetterbeobachtung, Meereisbedeckung, Oberflächentemperatur),
die hochauflösenden Daten hingegen zur topographischen und thematischen
Kartierung (Bildkarten, Landnutzung, Ernteprognosen, Vegetation, Waldschäden,
mineralogische Prospektion) sowie als Planungsgrundlage.
Die Fernerkundungssysteme an Bord der METEOSAT-Satellitenserie
haben eine räumliche Auflösung von ungefähr 900 m, während
die auf der SPOT-Serie bis hinunter auf 2,5
m, jene auf Ikonos II bis 1 m, die auf QuickBird
II bis 61 cm (jeweils panchromatisch) auflösen kann.
Es wird vermutet, dass die Auflösung militärischer Aufklärungssatelliten
10 cm erreichen können.
Moderne Systeme erlauben die gleichzeitige Aufnahme von panchromatischen und
multispektralen Daten. Durch Datenfusion ist es dann mit Einschränkungen
möglich, multispektrale Bilder mit einer Auflösung zu generieren,
die an jene der panchromatischen Aufnahme heranreicht.
Die hohe Auflösung wird durch eine verringerte Aufnahmebreite erkauft.
Während die indischen Satelliten IRS-1C und IRS-1D
mit einer Bodenauflösung von 5 Metern mit einem Überflug noch einen
Streifen von 70 km abdecken, reduziert sich die Streifenbreite bei den 1m-Satelliten
auf 4-20 km. Diese technisch bedingte Limitierung zieht eine herabgesetzte Überflugwiederholrate
nach sich. Diese Einschränkung wird aufgehoben, indem die Sensoren verschwenkbar
sind und zwei oder mehrere Satelliten der selben Serien in Umlauf gebracht werden
sollen. Dadurch wird es möglich, idente Gebiete auch innerhalb kurzer Zeit
wiederholt abzudecken, eine Tatsache, die für ein zuverlässiges Monitoring
von Bedeutung ist.
Die eigentlich wünschenswerte hohe räumliche Auflösung bei möglichst
vielen Systemen findet ihre Grenzen in den Datenmengen, die zu den Empfangsstationen
am Boden übertragen werden müssen. Diese werden durch die Übertragungsfrequenz
(X-Band) beschränkt, da an Bord keine oder nur minimale Speichermöglichkeiten
gegeben sind. Eine Verbesserung der Pixelgröße um den Faktor 2 bedeutet
eine 4-fache Datenmenge pro aufgezeichnetem Spektralkanal. Bei Landsat TM würde
der Schritt von 30m-Pixeln zu 15m-Pixeln bei 7 Kanälen die 28-fache Datenmenge
ergeben, d.h ein Bild würde anstatt 250 Byte dann 7 GByte groß werden.
Aus diesem Grund bedingen sich Streifenbreite und Pixelgröße wechselseitig.
Weitere Informationen:
Einrichtung zum Start von Raketen stellt eine oder mehrere Abschußrampen und Startleitstände zur Kontrolle der Startprozedur zur Verfügung. Für Flüssigkeitsraketen sind auch Anlagen zur Lagerung und ggf. Erzeugung des flüssigen Treibstoffes nötig.
Ein Raketenstartplatz wird möglichst weit entfernt von menschlichen Siedlungen errichtet, um Gefahren für die Bevölkerung bei einer Explosion möglichst gering zu halten. Meist wird ein Standort am Meer gewählt, da das Meer eine exzellente leicht zu überblickende Sicherheitsfläche für den gefahrlosen Niedergang von Raketenteilen darstellt.
Raketenstartplätze von denen auch Satelliten und interplanetare Raumflugkörper gestartet werden, werden auch als Weltraumbahnhof bezeichnet. Die bekanntesten Raketenstartplätze sind Cape Canaveral in den USA, Baikonur in Rußland und Kourou in Französisch-Guyana. Daneben gibt es noch zahlreiche weniger bekannte Raketenstartplätze.
In Europa sind Esrange bei Kiruna in Schweden und Salto di Quirra auf Sardinien die wichtigsten Raketenstartplätze. Deutschland hat zur Zeit keinen Raketenstartplatz, besaß aber seit 1936 dreimal einen und zwar von 1936 bis 1945 in Peenemünde, der hauptsächlich zur Erprobung (nicht zum militärischen Einsatz!) der A4/V2 diente, von 1957 bis 1964 im Wattengebiet von Cuxhaven, von den Ernst Mohr, die "Herrmann-Oberth-Gesellschaft e.V." und die "Berthold-Seliger-Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH" diverse Raketen, wie die Kumulus und die Cirrus starteten und auf der Halbinsel Zingst an der Ostseeküste, wo sich von 1988 bis 1992 ein Startplatz für russische MMR06-M Raketen befand. Polen startete in den 70er Höhenforschungsraketen vom Typ Meteor von Truppenübungsplätzen in der Nähe von Leba und Ustka.
Weitere Informationen:
1. In Brandenburg a.d. Havel ansässiger Anbieter von hochwertigen Fernerkundungsdaten, Projektleiter der gleichnamigen Satellitenmission in nationaler und internationaler Kooperation.
2. Bezeichnung für eine für 2007 geplante kanadisch-deutsche Mission mit Aufgaben zu Kartographie, Landoberflächen (z.B. Ermittlung von Ernteschäden), digitalen Geländemodellen, Katastrophenmanagement, Umweltmonitoring, 3D-Visualisierung. Die in privat-öffentlicher Partnerschaft konzipierte Mission soll aus 5 Satelliten bestehen, die sonnensynchron in 600 km Höhe die Erde umlaufen.
Weitere Informationen:
Engl. Akronym für Radio-Acoustic Sounding System, dt. Radio-Akustisches Sondierungs-System; Kombination von Windprofiler-Radargeräten mit auf Schallquellenbasis arbeitenden SODAR-Geräten zur Messung der Temperatur.
Die ausgesandten akustischen Wellen erzeugen Wellenfronten, die sich mit Schallgeschwindigkeit
ausbreiten und die elektromagnetische Brechungsindexschwankungen in der Luft
erzeugen, an denen die Radarwellen gestreut werden. Durch das Windprofiler-Radar
lässt sich nun, analog zur Messung des Radialwindes, die Schallgeschwindigkeit
bestimmen. Sie hängt direkt von der Temperatur ab, so dass daraus das vertikale
Temperaturprofil abgeleitet werden kann.
Die vertikale Reichweite ist hierbei auf Grund der starken Schwächung der
akustischen Signale jedoch deutlich geringer als bei der Windmessung. Je nach
System werden im allgemeinen Messhöhen von 0,2 - 1 km (Grenzschichtwindprofiler)
bzw. 0,5 - 4 km (Troposhärenwindprofiler) erreicht.
RASS-Kombination der Fa. Metek aus SODAR-Gerät und Erweiterung (Parabolantennen) zur Erstellung von Temperaturprofilen. |
RASS-Kombination der Fa. Metek aus Drei-Komponenten-SODAR und Erweiterung zur Erstellung von Temperaturprofilen. |
| Quelle: http://www.metek.de/produkte.htm | |
Weitere Informationen:
Rasterdaten, die einen bildhaften Informationsgehalt (Bildinformation) haben. Das sind z.B. Satellitenbilder, gescannte Luftbilder, Karten oder Pläne, aber auch Ergebnisse einer Klassifizierung. Derartige Bilder besitzen eine Pixelmatrix.
Datenart eines speziellen Datenmodells (Rasterdatenmodell) zur Verwaltung von Geometrie- und Sachdaten. Die dem Modell zugrunde liegende Rasterung beruht auf der Unterteilung einer Ausgangsfläche in Elemente bestimmter Größe. Es entsteht eine Matrix, ein Raster von Bildpunkten (Pixel) . Dabei handelt es sich meist um Quadrate oder Rechtecke, aber bei Verwendung geographischer Koordinaten als Bezugssystem auch um Trapeze. Sie haben eine bestimmte Position im Bild und weisen eine einheitliche Flächenfüllung (Farb- oder Grauwert) auf. Die Rasterzelle wird als Träger der geometrischen (Transformation von Lagekoordinaten) aber auch thematischen Information (Attribute eines Objektes) benutzt.
| Regelmäßige Raster als Dreiecks-, Vierecks- und Hexagonalraster 
Quelle: Geoinformatik-Service,
Universität Rostock
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Da Rasterdaten für jedes Pixel einen bestimmten Wert wiedergeben, eignen sie sich im Gegensatz zu Vektordaten zur Darstellung von kontinuierlichen Daten, wie z.B. der Konzentration von Schadstoffen oder der Abhängigkeit einzelner Werte im Raum von der Entfernung einer emittierenden Quelle (Ausbreitungsberechnungen). So gehört die Modellierung von unscharfen Phänomenen zu ihren Stärken.
| Darstellung von Geländehöhen in einer Rasterdatenmatrix
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Darstellung der Schallausbreitung in einer Rasterdatenmatrix
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Prinzip der Überführung von Vektordaten in die Matrixstruktur von Rasterdaten
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| Quelle: http://www.geologie.uni-freiburg.de/root/blackboard/grass/Datenstruktur.html | ||
In der Kartographie spielen Rasterdaten gegenüber den Vektordaten eher eine untergeordnete Rolle. In den meisten Fälle werden Rasterdaten durch Scannen analoger Vorlagen (Karten, Luftbilder) gewonnen oder in Form von digitalen Aufnahmen sowie von Satellitenbilddaten übernommen. Ebenso finden Rasterdaten in der GRID-Datenstruktur im Digitalen Geländemodell Anwendung.
| Darstellung von Objekten im Raster- und Vektorformat | |
Darstellung von Polygonen im Vektorformat |
Darstellung von Polygonen Im Matrixmuster des Rasterformats |
Darstellung von Linien im Vektorformat |
Darstellung von Linien im Matrixmuster des Rasterformats |
| Quelle: http://www.geologie.uni-freiburg.de/root/blackboard/grass/Datenstruktur.html | |
Mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung können die Bildpunkte klassifiziert werden. Es bilden sich dann Flächen gleicher Klassen. Die Zuordnung zu bestimmten Sachdaten muss über eine Legende erkennbar gemacht werden.
Als Raumfahrt bezeichnet man Reisen oder Transporte in oder durch den Weltraum,
nicht zu verwechseln mit der Luftfahrt, also dem Reisen durch die Erdatmosphäre.
Man unterscheidet zwischen der bemannten Raumfahrt, bei der Menschen
die Reise in den Weltraum antreten, und der unbemannten Raumfahrt,
die lediglich Satelliten und Sonden
in den Weltraum befördert.
In Deutschland wird Raumfahrt unter politischen Gesichtspunkten als infrastrukturelle
Dienstleistung zur Erreichung gesellschaftlicher, wirtschaftlicher und wissenschaftlicher
Ziele begriffen. Erderkundungsmissionen müssen entweder in eine definierte
Wertschöpfungskette eingebettet sein oder auf die Beantwortung grundsätzlicher
wissenschaftlicher Fragestellungen abzielen.
Weitere Informationen:
Raumfahrt und damit auch Fernerkundung
besitzen vielfältige Verknüpfungen mit unterschiedlichsten Fachbereichen.
Lehrstühle im In- und Ausland bieten auf ihren Webseiten profunde, frei
zugängliche Tutorials an, nationale und internationale
Raumfahrtagenturen haben für ihren Internetauftritt hervorragende Bildungsangebote
entwickelt.
Ideen für einen Zugang zur Thematik bietet z.B. die ESA
mit ihrer Mindmap zu den Verflechtungen
von Technologien und Themen und mit ihrer Brainstorming-Zusammenstellung.
Syn. Raumfahrtorganisation; üblicherweise eine unter staatlicher oder halbstaatlicher nationaler wie auch transnationaler Kontrolle stehende Organisation zur Förderung und Nutzung der bemannten und unbemannten Raumfahrt.
Übliche Ziele von Raumfahrtagenturen sind:
Weitere Informationen: Links zu Firmen und Organisationen
Im engeren Sinne eine Sammelbezeichnung für Satelliten, Kapseln, Raumstationen oder ähnliches in einer Erdumlaufbahn. Genaugenommen fallen aber auch Raumsonden auf interplanetaren Bahnen oder auf Umlaufbahnen um andere Himmelskörper unter den Überbegriff Raumsegment. Ein sogenanntes "end-to-end Satellitensystem" besteht aus Raum- und Bodensegment.
Engl. probe, unbemanntes Raumschiff, das zu Erkundungszwecken ins Weltall geschickt wird. Im Gegensatz zu einem (Erd)Satelliten verlässt sie die Umlaufbahn der Erde und fliegt ein entferntes Ziel im Weltraum an, um dieses zu untersuchen (z. B. Mars, Kometen, Jupitermonde). Um der Erdanziehung zu entkommen muss die Geschwindigkeit der Sonde 11 km/s und mehr betragen. Manchmal wird eine Raumsonde später zu einem Satelliten eines anderen Himmelskörpers. Daneben werden auch Raumfahrzeuge - ohne Rücksicht auf die Missionsspezifikationen - in einem Halo-Orbit um einen der Lagrange-Punkte (auch: Librationspunkte) L 1 und L 2 zu den Raumsonden gezählt, da diese Fahrzeuge sich nicht mehr in einer Umlaufbahn um die Erde befinden.
Bekannte Raumsonden sind:
Unerwünschte, zufällige oder periodische Schwankungen eines Sensorsignals, die die Grundform des Signals unklar lassen und damit die Analyse und Interpretation erschweren können. Diese Überlagerungen sind wellenlängenspezifisch. Zufällige Schwankungen können auf die Leistung des Fernerkundungssystems während Aufnahme, Speicherung, Übertragung und besonders Empfang der Daten zurückgeführt werden. Dagegen wird periodisches Rauschen durch Interferenzen bzw. verschiedene Bestandteile des Systems der Fernerkundung hervorgerufen. Das Rauschen spielt bei Fernerkundungsanwendungen eine große Rolle, wenn es eine Überdeckung geringer Reflexionsdifferenzen, die jedoch objekttypisch sind, bewirkt. Eine Verringerung bzw. sogar Unterdrückung dieser Störungen kann im Rahmen der digitalen Bildverarbeitung mit Hilfe digitaler Filter erfolgen. Im eigentlichen Sinne ist Rauschen lediglich ein Maß für die Qualität eines Signals. Es wird dargestellt in Form des Signal-Rausch-Verhältnisses, das durch den Vergleich mit dem korrespondierenden Sensorsignal zu gewinnen ist.
Nach Lord Rayleigh (1842-1919) benannte Streuung
von elektromagnetischer
Strahlung an kugelförmigen Teilchen, deren Radius sehr klein ist gegenüber
der Wellenlänge der gestreuten Strahlen.
In der Atmosphäre bedeutet dies in erster Linie die Streuung von Lichtstrahlen
an den Luftmolekülen, deren Abmessungen (10-10 m) deutlich kleiner
als die Lichtwellenlänge sind.
Im Gegensatz zur Mie-Streuung ist die
Rayleigh-Streuung stark wellenlängenabhängig. Die Rayleigh-Streuung
ist umgekehrt proportional zur 4. Potenz der Wellenlänge, das heißt,
kürzere Wellenlängen werden stärker gestreut als große
Wellenlängen. Die kurzwelligen violetten und blauen Anteile des Sonnenlichts
(Wellenlängen L= 0,38 bis 0,45 µm) werden
stärker gestreut als das langwellige Licht (Orange und Rot, L=0,65 bis
0,75 µm). Bei hohem Sonnenstand ist die Strecke, die das Licht durch die
Atmosphäre zurücklegen muss zu kurz, um nennenswerte Lichtanteile
im langwelligen Spektralbereich
zu streuen, während im kurzwelligen Bereich eine wesentliche Streuung stattfindet.
Daher erscheint das Streulicht (und damit der Himmel) blau.
Bei niedrigem Sonnenstand ist die Strecke des Sonnenlichts
durch die Erdatmosphäre groß genug, um auch nennenswerte Anteile
des roten Lichts zu streuen. Während die blaue Intensität durch die
stärkere Streuung über den gesamten Himmel verteilt wird, überwiegt
der Rotanteil in der „Umgebung ” um die Sonne.
Engl. für dt. Jetztzeit, Echtzeit
Daten, die erhoben und unmittelbar an die Bodenstation übermittelt werden, im Unterschied zu gespeicherten oder playback-Daten. Ein Verzögerungseffekt ist auf die Dauer der Übermittlung beschränkt.
Willkürliche Bezugsoberfläche, die eine grobe Annäherung an die Gestalt der Erde darstellt und die als Bezugsfläche für eine Landesvermessung dient. Den klassischen Landesvermessungen liegt zumeist ein konventionelles Ellipsoid oder ein lokal bestanschließendes Ellipsoid zugrunde. Für globale Aufgaben ist ein mittleres Erdellipsoid bzw. ein Niveauellipsoid vorzuziehen.
Vereinfacht ist die Erde eine an den Polen abgeplattete Kugel. Die Länge einer der Achsen am Äquator wird so gewählt, dass das Ellipsoid auf dieser Breite mit dem mittleren Meeresspiegel zusammenfällt. Beispielsweise hat das für die TOPEX/POSEIDON-Mission gewählte Ellipsoid einen Radius von 6378,1363 km und eine Abplattung von 1/298,257.
Verhältnis zwischen der von einem beleuchteten Körper zurückgestrahlten Lichtmenge und der Intensität der Quelle.
Die Rückkehr von Licht- oder Schallwellen von einer Oberfläche. Nach der Richtung der reflektierten Strahlung unterscheidet man gerichtete und/oder diffuse Reflexion. Reflexion an glatten Flächen ist gerichtete Reflexion, der Ausfallswinkel ist dabei gleich dem Einfallswinkel. Reflexion an rauhen Oberflächen ist diffus, je rauher eine Oberfläche, desto größer ist der Anteil diffuser Reflexion. Das Reflexionsvermögen (Reflexionsgrad) entspricht dem Verhältnis des reflektierten zum auftreffenden elektromagnetischen Strahlungsfluss.
Reflexion ist von der Wellenlänge der betrachteten Strahlungsanteile abhängig. Wasserflächen, Sandflächen oder Schotterflächen, die im Mikrowellenspektrum glatt erscheinen, reflektieren im Bereich des sichtbaren Lichtes diffus. Intensität und spektrale Verteilung diffuser Reflexion beruhen auf Materialeigenschaften sowie der äußeren und inneren Struktur der reflektierenden Oberflächen (z.B. Blattwerk). Weiter besteht eine gewisse Richtungsabhängigkeit sowohl in Bezug auf die einfallende als auch die reflektierte Strahlung.
Die Gegenüberstellung von spektralen Reflexionsgraden unterschiedlicher Wellenlängenbereiche ermöglicht weitreichende Charakterisierung von Boden- und Vegetationsarten der Erdoberfläche (Vegetationsindex). Im Spektralbereich des sichtbaren Lichtes und des nahen Infrarots werden die spektralen Signaturen unterschiedlicher Gesteinsarten durch charakteristische Absorptionsbanden geprägt, die in Zusammenhang mit der Energie der Elektronen spezifischer Atome (Ionen von Metallen wie Fe, Ni, Cr, Co) und der Vibrationsenergie der Atome spezifischer Moleküle (Wassermolekül, Hydroxyl-Gruppe) stehen. Geeignete spektrale Ratios gestatten die teilweise Extraktion dieser Informationen. Schmale Absorptionsbanden in den spektralen Reflexionssignaturen können durch Nutzung von hyperspektralen Sensoren (hyperspektraler Scanner) exakter erkannt und analysiert werden.
Die Aufzeichnung objektrelevanter Reflexionswerte durch photographische oder digitale Sensorsysteme ist wichtigste Grundlage der Informationsgewinnung, der visuellen Bildinterpretation und der digitalen Bildklassifikation in der Fernerkundung (Ausnahme: Systeme, die die Thermalstrahlung erfassen). Von Sensoren gemessene Strahlungsintensitäten sind somit von Wellenlänge und Richtung (Sonnenstand und Beobachtungsrichtung, spektrale und angulare Signatur), von der Lage des Objektes (räumliche Signatur), vom Zeitpunkt der Beobachtung (zeitliche Signatur) und - im Mikrowellenbereich - vom Polarisationsgrad (Polarisationssignatur) abhängig.
Maß, welches aussagt, zu welchem Anteil einfallende elektromagnetische Strahlung an einer Oberfläche reflektiert wird.
Syn. Rektifizierung, engl. rectification; Entzerrung und Georeferenzierung räumlicher Datenbestände durch Korrektur von Bildverzeichnungen bei Fernerkundungsaufnahmen bzw. diversen geometrischen Fehlern bei digitalisierten Geodaten.
Die diffuse Reflexion an rauhen Oberflächen; gerichtet auffallende Strahlen werden in viele Richtungen zerstreut zurückgestrahlt.
Dt. Umrechnung; in Photogrammetrie und Fernerkundung Verfahren zur Ableitung der Grauwertmatrix bei einer geometrischen Transformation digitaler Bilder. Wesentlicher Bestandteil des Resampling ist die Interpolation der diskreten Grauwerte der Matrix des transformierten Bildes zwischen benachbarten Pixeln des Ausgangsbildes. Die neue Matrix ist geometrisch durch das gewählte Bezugssystem definiert. Ihre Bildelemente sind - wie meist die des Eingabebildes - quadratisch, decken sich aber nicht vollständig mit diesen. Die neuen Bildelemente setzen sich aus Teilstücken von Bildelementen der Matrix des Eingabebildes zusammen. Es muß daher eine Regel eingeführt werden, nach der die Grauwertzuweisung erfolgen soll. Dazu sind drei Resamplingverfahren allgemein verbreitet, die der indirekten Methode zugerechnet werden:
Lücken oder Doppelbelegungen, wie sie bei der direkten, umgekehrten Methode
auftreten können (aus diesem Grund wird diese inzwischen nicht mehr verwendet),
werden hierdurch vermieden.
Resampling wird notwendig im Zuge der Umrechnung eines Rasterdatensatzes auf
ein Raster anderer Orientierung bzw. Auflösung.
2003 gestartete Mission der ISRO zu Aufgaben im Ressourcenmanagement, im Agrar- und Forstbereich. Der Satellit mit seiner sonnensynchronen Umlaufbahn in 817 km Höhe (Inklination 98,72°) besitzt eine Umlaufzeit von 102 min und einen Wiederholzyklus von 26 Tagen. 2006 soll Resourcesat-2 ins All folgen.
Weitere Informationen: Indian Space Research Organisation - Startseite
Serie von russischen Fernerkundungssatelliten, von denen sich z.Z. (2005) zwei Exemplare im Orbit befinden, Resurs-01-N3, seit 1994, Resurs-01-N4 seit 1998. Beide Satelliten operieren in polaren, sonnensynchronen Umlaufbahnen mit einer mittleren Orbithöhe von 678 km (01-N3) und 835 km (01-N4). Die wesentlichen Erdbeobachtungsinformationen werden mit Hilfe zweier Radiometer ermittelt: Der MSU-E-Sensor ist ein multispektraler optoelektronischer Radiometer mit hoher Auflösung, der etwa mit den Sensoren auf Landsat vergleichbar ist. Der MSU-SK-Sensor ist ein multispektraler optomechanischer Radiometer mittlerer Auflösung, der die große Lücke hinsichtlich Geländeerfassung und Detailgenauigkeit zwischen SPOT/Landsat TM und NOAA AVHRR schließt.
Resurs-O1
Quelle: http://www.scanex.ru/ |
Weitere Informationen:
Russischer, hochauflösender Erdbeobachtungssatellit mit geplantem Start für 2005. Seine Arbeitsschwerpunkte liegen in den Bereichen Land- und Forstwirtschaft, Hydrologie, Umweltmonitoring, (Hydro-)meteorologie, Eis- und Schneebedeckung. Der Satellit wird die Erde auf einer kreisnahen, nicht-sonnensynchronen Bahn (Inklination 70,4°) in einer Höhe von 480 km umlaufen.
Weitere Informationen: Sputnik Server
Reflektor, der Licht wieder in die Richtung zum Ausgangsort zurückleitet. Drei zueinander orthogonal stehende optische Flächen, realisiert durch Spiegel- oder Prismenflächen, lenken das Licht in die gleiche Richtung zurück. Satelliten, deren Entfernung mit Laserentfernungs-meßsystemen gemessen werden kann, müssen mit Retroreflektoren ausgestattet sein.
Engl. für Wiederholrate, d.h. das Aufnahmeintervall von Satellitenbildern für gleiche Aufnahmepunkte, das sich aufgrund der Bewegung von umlaufenden Satelliten zwangsläufig ergibt, bzw. aufgrund technischer Zwänge bei geostationären Satelliten. Es beträgt z.B. bei den polarumlaufenden Wettersatelliten NOAA-15 bis -17 einen halben Tag, beim geostationären Meteosat-8 15 Minuten.
Additives Farbsystem aufgebaut
aus den Grundfarben Rot, Grün, Blau. Es ist heute das weit verbreitetste
Farbmodell, da es für die Bildschirmdarstellung
verwendet wird. Gängige Farbbildschirme kombinieren diese drei Farbanteile
(Kanäle) z.B. in 8 Bit, so dass 255 Farbabstufungen
in der Grundfarbe entstehen. Jede Farbe wird durch einen 3-dimensionalen Vektor
(z.B. 255/030/215) charakterisiert. Visualisiert wird die so charakterisierte
Farbe durch eine additive Mischung der Grundfarben Rot, Grün und Blau (Lichtmischung).
Beispielsweise entsteht durch Mischen von Rot und Grün die Farbe Gelb.
Addiert man die Grundfarben in ihrer vollen Intensität, so ergeben sie
Weiß.
Auf einem 32Bit-Rechner lassen sich die Farbinformationen so in 3x8 Bit, also
24 Bit ablegen. Aus der Kombination dieser Farbkanäle entstehen über
16 Mio Farben.
Nach dem gleichen Prinzip werden Falschfarbenkomposite von multispektralen Fernerkundungsdaten mit Hilfe des RGB-Farbmodells erzeugt.
Das Komplementärsystem zum RGB-Modell arbeitet mit CMY, es wird für Ausgabegeräte wie Plotter verwendet.
RGB-Farbmodell
Quelle: Geoinformatik-Service,
Universität Rostock
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Kurze elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen von 0,00001 bis 3.000 Ångström.
Russische Trägerrakete für kleinere und mittelgroße Satelliten, entstanden durch die technisch hervorragende Konversion der ehemaligen Interkontinentalrakete SS-19 für die zivile, kommerzielle Nutzung.
Die Gründung des deutsch-russischen Gemeinschaftsunternehmens Eurockot basiert auf dem russisch-amerikanischen START-Abkommen, das die Anzahl der Raketen und Atomsprengköpfe beider Seiten limitiert. Zu den zur Vernichtung bestimmten atomaren Mittelstreckenraketen gehören auf russischer Seite auch die Interkontinentalraketen des Typs UR-100NUTTCh (NATO-Kürzel SS-19). Alternativ zur Verschrottung wurde seinerzeit die Möglichkeit der zivilen oder kommerziellen Nutzung eingeräumt.
Da Verschrotten Geld kostet, das Verschießen der Raketen mit Satelliten-Nutzlasten hingegen Geld einspielen kann, lag die Alternative auf der Hand. So gründeten die damalige DaimlerChrysler Aerospace AG (Dasa) und das russische Raumfahrtunternehmen Chrunitschew 1995 die Eurockot Launch Services GmbH mit Sitz in Bremen, um Startdienstleistungen mit der Rockot zu vermarkten.
Hinter der Rockot verbirgt sich die Nutzung der bewährten ersten und zweiten Antriebsstufe der Konversionsrakete SS-19, die mit einer erprobten russischen Oberstufe kombiniert wird. Die Oberstufe ist notwendig, um Satelliten in die gewünschte Umlaufbahn zu bringen. Die hohe Leistungsfähigkeit des Trägersystems von nahezu 2 Tonnen Nutzlast basiert wesentlich auf der von Chrunitschew entwickelten Oberstufe Breeze-KM, die mit einem mehrfach wiederzündbaren Haupttriebwerk ausgestattet ist. Die genaue Manövrierbarkeit erlaubt, Satelliten in unterschiedlichen Umlaufbahnen zu platzieren. Nach erfolgter Satellitentrennung wird die Breeze-KM gezielt zum Wiedereintritt in die Erdatmosphäre manövriert, um dort zu verglühen.
Die Startrampe für die Rockot-Rakete erfuhr in den letzten Jahren mehrere Umbauten und Modernisierungen.
Die kommerzielle Ära von Rockot begann mit dem Start des deutsch-amerikanischen Satellitenduos GRACE. Im Jahre 2003 entstand durch die Fusion von EADS Launch Vehicles und Astrium die EADS SPACE Transportation, die nunmehr 51 Prozent Anteile an Eurockot hält. Die restlichen 49 Prozent liegen unverändert bei Chrunitschew. Aus einem deutsch-russischen ist nunmehr ein europäisch-russisches Unternehmen geworden.
Bis 2007 liegen Eurockot insgesamt fünf Startverträge vor, davon vier mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA für die Umwelt- und Klimasatelliten CryoSat (fehlgeschlagen), GOCE, SMOS und Proba-2 sowie mit dem Koreanischen Luft- und Raumfahrtinstitut KARI für den Erdbeobachtungssatelliten Kompsat-2.
Zahlenwerte, die die direkten Beobachtungsergebnisse eines Messinstruments repräsentieren, und die in digitaler Form in der Reihenfolge, in der sie aufgenommen wurden, übermittelt werden.
Deutscher Röntgensatellit, dem 1990 die zu diesem Zeitpunkt besten Röntgenbilder des Universums gelangen. Als "Spin off" dieser Technik entwickelten Forscher ein Verfahren, mit dem Hautkrebs mit einer Verläßlichkeit von 90 % erkannt werden kann.
Russische Raumfahrtbehörde mit Sitz in Moskau im sogenannten Sternenstädtchen.
Weitere Informationen:
Am 2. März 2004 mit einer Ariane 5 G+ von Kourou gestartete Mission der ESA zur Erforschung des Kometen 67 P/Churyumov- Gerasimenko, insbesondere seines Kerns und seiner Umwelt. Es wird erwartet, dass Rosetta auf der 10-jährigen Reise wenigstens einen Asteroiden passieren wird. Rosetta wird in einen Orbit um 67 P eintreten, den Kometen auf seinem Weg zur Sonne begleiten und - erstmalig - einen Lander absetzen. Die Mission soll die Entstehung von Kometen, wie auch des Sonnensystems erklären helfen.
Die Sonde ist nach dem Rosetta-Stein benannt, jenem Stein, der 1799 von einem französischen Soldaten aus Napoleons Armee nahe der Stadt Rashid am Nil entdeckt wurde, und der eine Schlüsselrolle bei der Entzifferung der ägyptischen Hieroglyphen spielte. Entsprechend könnte die Rosetta-Mission der Schlüssel zur Aufdeckung der Rätsel um die Entstehung des irdischen Lebens sein.
Rosetta beim Absetzen des Landers
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Rosetta Lander verankert sich auf dem Kometenkern 
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| Quelle: http://www.esa.int/export/esaSC/120389_index_1_m.html#subhead14 | |
Weitere Informationen: Rosetta (ESA)
Engl. "spheroid"; Ellipsoid, das durch die Drehung einer Ellipse um eine ihrer Achsen entsteht. Im Gegensatz zu einem allgemeinen Ellipsoid sind zwei Achsen gleich lang. Man unterscheidet dabei je nach Länge der Drehachse das
Die meisten größeren Himmelskörper sind angenähert abgeplattete Rotationsellipsoide. Sie entstehen durch die Fliehkraft, die bewirkt, dass ein kugelförmiger Körper verformt wird. An den Polen, also den Durchstoßpunkten der Rotationsachse, werden diese Körper abgeplattet, am Äquator entsteht eine Ausbauchung. Besonders deutlich ist die Abplattung bei der Sonne und den großen Gasplaneten Jupiter und Saturn ausgeprägt, weil sie besonders schnell rotieren und nicht verfestigt sind. Aber auch die Erde und die anderen terrestrischen Planeten werden durch die bei der Rotation entstehenden Fliehkräfte zu Rotationsellipsoiden verformt. Der in zehn Stunden rotierende Jupiter ist um etwa 1/16 abgeplattet, die Erdabplattung beträgt 1/298.
Rotationsellipsoid und Massenverlagerung (rot) |
oblates Rotationsellipsoid |
prolates Rotationsellipsoid |
| Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Rotationsellipsoid | ||
In der Geodäsie, Kartographie und den anderen Geowissenschaften werden Rotationsellipsoide als geometrische Annäherung an das (physikalische) Geoid benutzt. Diese Rotationsellipsoide dienen dann als Referenzfläche, um die Lage bzw. Höhe von Objekten der Erdoberfläche anzugeben. Man spricht dann von einem Referenzellipsoid. Die Abweichungen zwischen Geoid und Rotationsellipsoid werden als Geoidundulationen bezeichnet. Beide dienen in der Geophysik als Grundlage für Berechnungen des Schwerefeld der Erde.
Engl. backscatter coefficient, radar cross section; ein Maß für die Eigenschaft eines Radarziels, Energie zu reflektieren.
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