Scanner

Engl. scanner, franz. scanneur; Abtast-System zur Aufnahme von Bilddaten. Zusammen mit photographischen Systemen und Radarsystemen stellen Scanner die wichtigsten Verfahren dar. Die gewonnenen Daten werden in digitale Form umgewandelt, aufgezeichnet und weiter verarbeitet.

DIN 18716 versteht unter dem Begriff einen "Fernerkundungssensor, der eine Abbildung durch Empfangen und Registrieren elektromagnetischer Strahlung erzeugt, indem die Objektoberfläche systematisch abgetastet wird und dabei die Eigenbewegung des Sensorträgers (Flugzeug, Satellit) nutzt und mit einem systeminternen Abtastvorgang kombiniert" und macht folgende Anmerkung:
"Nach konstruktiven Gesichtspunkten werden unterschieden:

• opto-mechanische Scanner (engl.: opto-mechanical scanner, whiskbroom scanner), wenn die Abtastung durch die mechanische Bewegung eines optischen Bauelementes erzielt wird. [ISO/TS 19130:2010, 4.87: whiskbroom sensor: sensor that sweeps a detector forming cross-track image line(s) and constructs a larger image from a set of adjacent lines using the along-track motion of the sensor's collection platform];
• opto-elektronische Scanner (engl.: opto-electronic scanner, pushbroom scanner), der die Eigenbewegung des Sensorträgers für die Bildaufnahme mittels einer CCD-Zeile nutzt. [ISO/TS 19130:2010, 4.68: pushbroom sensor: sensor that collects a single cross-track image line at one time and constructs a larger image from a set of adjacent lines resulting from the along-track motion of the sensor]."

Im Gegensatz zur Photographie, mit der gleichzeitig ein Gesamtbild einer größeren Geländefläche gewonnen wird, beobachtet man mit einem Scanner oder Abtaster zeilenweise oder bildelementweise nur die von kleinen Flächenelementen des Geländes ausgehende elektromagnetische Strahlung. Um ein größeres Gebiet bildhaft aufzunehmen, müssen viele derartige Einzelbeobachtungen zusammengefügt werden. Dabei wird die Eigenbewegung des Sensorträgers (Flugzeug, Satellit) genutzt und mit einem Abtastvorgang kombiniert.

Man unterscheidet einerseits zwischen den erwähnten optisch-mechanischen (z.B. die Sensoren der LANDSAT) und optoelektronischen Scannern, andererseits zwischen den nur in einem Spektralbereich aufnehmenden einkanaligen und den mehrkanaligen oder Multispektral-Scannern. Beide Arten von Abtastern besitzen dem anderen gegenüber Vor- und Nachteile. Sie werden anhand folgender Tabelle gegenübergestellt.

Zur Beobachtung der Erde von bewegten Plattformen werden meist drei Scan-Muster eingesetzt:

• Quer- oder Whiskbroom-Scannen: Diese optisch-mechanischen Scanner erfassen in jedem Moment ein Bodenelement. Eine Bildzeile entsteht beim Scannen durch eine mechanische Bewegung quer zur Flugrichtung. Jede neue Bildzeile entsteht durch eine Bewegung der Plattform.
• Längs- oder Pushbroom-Scannen: Diese zeilenweise arbeitenden Sensoren nehmen ein Bild Zeile für Zeile auf und nutzen dabei die Vorwärtsbewegung der Plattform.
• Kreisförmiges oder Konisches Scannen: Ein Scanspiegel ist mit vertikaler Drehachse montiert und erfasst ein kreisförmiges Bodenmuster. Vorteilig dabei ist, dass der Abstand vom Sensor zum Boden konstant und die Messzeile am Boden immer gleich groß ist.

Zur Erfassung von Objekten in räumlichen Punktwolken werden 3D-Scanner benutzt. Dazu wird der Scan-Prozess mit Laser-Entfernungsmessungen kombiniert. Der Prozess wird daher Laserscanning genannt und macht von der Technik des Lidar Gebrauch. Die Technik kann von bewegten als auch von unbewegten Plattformen aus eingesetzt werden.

Quelle: Universität Potsdam (Hartmut Asche)

Whiskbroom-Scannen

Quelle: ResearchGate

Pushbroom-Scannen

Quelle: UCAR

Konisches Scannen