Geokodierung

Engl. geocoding; die geometrische Rektifizierung (Verortung) eines digitalen Bildes in bezug auf ein projekt-spezifisch gewähltes geodätisches Bezugssystem, das meist dem Landeskoordinatensystem entspricht, bzw. in bezug auf eine vorgegebene Kartenprojektion. Geokodierung ist Bestandteil der Georeferenzierung. Die mittels Fernerkundungssensoren aufgenommenen Bildelemente von Rasterdaten müssen so umgeordnet werden, dass die Bildelemente der rektifizierten Bilder im Landeskoordinatensystem angeordnet sind (Resampling).

Die Geokodierung ist ein grundlegender Aufbereitungsschritt bei Satellitendaten zur Beseitigung von aufnahmebedingten Verzerrungen, die aus der Erdkrümmung, der Sensortechnik, der Aufzeichnungsplattform etc. herrühren. Das Material wird dabei in eine einheitliche Projektion transformiert, so dass es sich mosaikartig zu flächendeckenden Karten zusammensetzen lässt. Erst nach der Geokodierung können die Datensätze verschiedener Typen von Sensoren untereinander korreliert werden.

Die Methoden der geometrischen Rektifizierung hängen davon ab, ob photographische oder digitale Bilder, von Flugzeug- oder Satellitenplattformen aufgenommen, vorliegen und welche mathematischen Ansätze zur Anwendung kommen. Die Rektifizierung der durch Digitalisierung von Photographien gewonnenen digitalen Bilder erfolgt durch Definition einer Bildmatrix im Landeskoordinatensystem und durch Transformation der Mittelpunkte der Bildelemente im Landeskoordinatensystem in das Bildkoordinatensystem. Die Zuordnung von Grauwerten zu den i.d.R. zwischen den Bildelementmittelpunkten des digitalisierten Bildes liegenden transformierten Mittelpunkten erfolgt über Algorithmen nach dem "Prinizp der nächsten Nachbarschaft" (Nearest-Neighbour-Verfahren), durch bilineare Interpolation oder Interpolation höherer Ordnung. Die Methodenwahl der Rektifizierung von originären Scannerbildern hängt davon ab, ob die Datengewinnung vom Flugzeug oder vom Satelliten aus erfolgt.

Nach der Korrektur der Panoramaverzerrung und Elimination des Einflusses der Zeilenschiefe ist für jede Bildzeile des optomechanischen Scanners exakte Zentralprojektion hergestellt. Diese Bedingung ist bei zeilenweiser Datengewinnung mit optoelektronischen Scannern erfüllt. Die nichtparametrische Rektifizierung stellt die Beziehung zwischen dem Scannerbild und dem rektifizierten Bild im Landeskoordinatensystem durch einen zweidimensionalen Interpolationsansatz her, dessen Koeffizienten aus Passpunkten ermittelt werden. In einer ersten Stufe wird durch ebene Ähnlichkeitstransformation oder Affintransformation ein näherungsweiser Zusammenhang zwischen Bildkoordinaten und (zweidimensionalen) Landeskoordinaten hergestellt. In einer zweiten Stufe werden die an den Passpunkten auftretenden Residuen durch Polynominterpolation (Polynomentzerrung) für jede Koordinatenrichtung oder durch Interpolation nach kleinsten Quadraten weitgehend minimiert. Die nichtparametrische Rektifizierung wird v.a. für die Geocodierung von Scannerbildern, die von Satellitenplattformen aus aufgenommen werden, benutzt.

Die geometrische Rektifizierung von Radaraufnahmen wird im Falle geringer Höhenunterschiede nach Umwandlung von Schrägentfernungen in Grundrißentfernungen mittels nichtparametrischer Rektifizierung durchgeführt. Geringe Höhenunterschiede verursachen jedoch im Radarbild bereits große Bildversetzungen, so dass auch in diesem Fall die Nutzung eines digitalen Geländemodelles unerläßlich ist. Im allgemeinen erfolgt die Geocodierung von Radarbildern nach der Methode der parametrischen Rektifizierung, die in etwas abgewandelter Form dem Ansatz bei der geometrischen Rektifizierung von Scannerbildern entspricht.