optoelektronischer Scanner
Engl. optoelectronic scanner, syn. Zeilen-Scanner, Pushbroom-Scanner; digitale Zeilenkamera, bei der man die Bildaufnahme mit Hilfe zeilenweise angeordneter Halbleiter-Bildsensoren erzielt. Die Kamera besitzt eine oder mehrere Sensorzeilen, die aus zahlreichen Einzeldetektoren bestehen und gleichzeitig einen Geländestreifen quer zur Flugrichtung abtasten. Diese sind in der Brennebene der Empfangsoptik quer zur Flugrichtung angeordnet. Die Sensoren sind hochintegrierte Schaltungen auf Siliziumchips. Sie enthalten für jeden Bildpunkt einen Photosensor sowie das zum Auslesen der Messwerte erforderliche Leitungsnetzwerk. Am wichtigsten sind die Charge Coupled Devices (CCD), die aus Ketten von Kondensatoren bestehen, in welchen durch Belichtung Ladungen erzeugt werden. Diese Ladungen werden zum Ausgang des Chips verschoben und ergeben dadurch eine Bildzeile in Form eines Videosignals. Die elektrischen Signale aller Detektoren werden in kurzen Zeitabständen ausgelesen und nachrichtentechnisch übermittelt oder gespeichert. Moderne CCD-Kameras verfügen darüber hinaus über eine flächenhafte CCD-Anordnung.
 | Optoelektronische Scanner Optoelektronische Aufnahme mit einem CCD-Sensor. Optoelektronische Scanner verzichten auf das mechanische Element und enthalten für jeden Bildpunkt einer Zeile einen Photosensor. Alle Bildelemente einer Zeile werden gleichzeitig aufgenommen. Die Strahlung wird durch Gitter oder Prismen in ihre Bestandteile zerlegt und durch Halbleiter-Bildsensoren aufgenommen. Bei der Belichtung wird über CCDs (Charge Coupled Devices) Ladung freigesetzt, dessen Impuls für jede Zeile gespeichert wird. Durch die Wahl der Brennweite und der Flughöhe können der Öffnungswinkel und die Pixelgröße am Boden variiert werden. Quelle: Geovlex |
Zur Bildaufnahme von Flugzeugen und Satelliten aus werden Zeilen von CCD-Sensoren in der Bildebene eines Objektives angeordnet. Damit ist es möglich, alle Pixel einer quer zur Flugrichtung orientierten Bildzeile gleichzeitig zu erfassen. Durch die Eigenbewegung des Sensorträgers (Plattform) wird bei entsprechender Aufnahmefrequenz ein Geländestreifen zeilenweise abgebildet, so dass allmählich ein komplettes digitales Bild entsteht.
Ein besonderer Vorteil dieser Technik ist es, dass der Aufnahmevorgang keine mechanischen Bewegungen erfordert. Außerdem führt die Tatsache, dass eine ganze Zeile simultan aufgenommen wird, zu - im Vergleich mit optisch-mechanischen Scannern - günstigeren geometrischen Eigenschaften der Bilddaten. Zudem erlaubt die Anordnung mehrerer CCD-Zeilen in der Bildebene eines Objektives sowohl die Gewinnung von Stereobilddaten, wie auch von multispektralen Daten. Die Technologie wird z.B. von SPOT (HRV) oder IRS verwendet.
Vorteile gegenüber der mechanischen Aufnahmevariante sind vor allem Unabhängigkeit von mechanischen Bewegungen, bessere geometrische Eigenschaften der Bilddaten zufolge direkter Zentralprojektion, variierbare geometrische Auflösung durch entsprechende Objektive und ein günstiges Signal-Rausch-Verhältnis bei der Signalaufzeichnung durch die Detektorzeilen.
Die spektrale Empfindlichkeit der zur Zeit verfügbaren CCD-Sensoren liegt jedoch nur im Bereich zwischen 0,4 und 1,0 µm. Einer Aufzeichnung der Thermalstrahlung mit einer Wellenlänge von ca. 10 µm verhindert zudem das nötige Objektiv der Kamera. Die digitale Zeilenkamera kann also gegenwärtig nur für die Strahlungsmessung im sichtbaren und im nahen infraroten Bereich eingesetzt werden.
 | Optoelektronischer Scanner - Funktionsprinzip Spiegel des optischen Systems schräggestellt, teils starr, teils neigbar |
optischer Spektralbereich
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