aktives (Fernerkundungs)System

Engl. active remote sensing system, franz. système de télédétection active; ein Fernerkundungssystem, das seine eigene elektromagnetische Strahlung oder Schallwellen (SONAR, SODAR) aussendet, um ein Objekt aufzuspüren, um ein Gebiet zu beobachten oder die Atmosphäre bzw. Gewässer(böden) zu untersuchen. Das Signal wird am beobachteten Objekt bzw. in der Atmosphäre verändert, und das System empfängt die von dort reflektierte Strahlung bzw. Schallwellen. Aus dem Unterschied zwischen gesendetem und empfangenem Signal können geophysikalische Größen abgeleitet werden.

DIN 18716 definiert den Begriff als "Gesamtheit der Komponenten, die für die Aufnahme von Fernerkundungsdaten die Quelle der elektromagnetischen Strahlung mitführt und nutzt".

Elektrooptische Systeme strahlen mit Wellenlängen im nm- bis µm-Bereich, Mikrowellensysteme hingegen mit Wellenlängen im mm- bis m-Bereich. Elektro-optische Systeme (aktive optische Sensoren) sind beispielsweise Laserscanner, auch als Lidarsysteme bezeichnet. Für aktive Mikrowellensensoren wird der Begriff Radar-Systeme verwendet. Wie aktive optische Sensoren können auch Radar-Systeme stationäre oder auf mobilen Plattformen eingesetzt werden. Aus Gründen der Auflösungssteigerung wird in Photogrammetrie und Fernerkundung häufig das Synthetische Apertur Radar (SAR) eingesetzt.

SONAR basiert auf der Aussendung von Schallwellen durch eine Wassersäule und der anschließenden Registrierung von rückgestreuten Signalen vom Gewässerboden oder von Objekten in der Wassersäule.

Beim SODAR werden hörbare Schallimpulse gebündelt in die Atmosphäre abgestrahlt. Ein Teil der Schallenergie wird von der Atmosphäre zurückgestreut und wieder empfangen. Aus der gemessenen Laufzeit, der wieder empfangenen Intensität sowie der Frequenzverschiebung des zurückgestreuten Schallsignals lassen sich die Windrichtung und Windgeschwindigkeit berechnen.

Zwei Arten von Fernerkundung: Passiv und Aktiv Passive Sensoren erfassen Strahlung, die vom Objekt oder der Umgebung emittiert oder reflektiert wird. Reflektiertes Sonnenlicht ist die häufigste Strahlungsquelle, die von passiven Sensoren gemessen wird. Beispiele für passive Fernsensoren sind Filmfotografie, Infrarot, ladungsgekoppelte Geräte und Radiometer. Bei der aktiven Erfassung hingegen wird Energie ausgesandt, um Objekte und Bereiche abzutasten, woraufhin ein Sensor die vom Ziel reflektierte oder zurückgestreute Strahlung erfasst und misst. RADAR und LiDAR sind Beispiele für die aktive Fernerkundung, bei der die Zeitverzögerung zwischen Emission und Rückkehr gemessen wird, um den Standort, die Geschwindigkeit und die Richtung eines Objekts zu bestimmen. Quelle: Wikipedia (e.)

Aktive Fernerkundungsverfahren unterscheiden sich in der Aufnahmetechnik sowie in der Geometrie und im Informationsgehalt des von ihnen gelieferten Bildes. Bei aktiven Fernerkundungsverfahren wird die Intensität der zurückgestreuten elektromagnetischen Strahlung zu deren Erkennung und Unterscheidung gemessen. Hierbei wird das zu erkundende Objekt oder die Oberfläche von einem Sender aus mit Mikrowellen oder Strahlung anderer Wellenlängenbereiche bestrahlt und deren Rückstreuung über eine Antenne empfangen. Die Strahlungsbedingungen sind gut definiert und reproduzierbar. Es können auch Wellenlängenbereiche genutzt werden, die in der Solarstrahlung nur geringe Intensitäten haben (z.B. Mikrowellenbereich).

Aktive Fernerkundungsverfahren operieren im Gegensatz zu passiven (Fernerkundungs)Systemen unabhängig von den natürlichen Bestrahlungsverhältnissen und sind zum größten Teil wetterunabhängig und daher besonders für die Anwendung in tropischen Bereichen geeignet. Aktive Fernerkundungsverfahren können flugzeug- und satellitengetragen operieren. Häufige Anwendungsgebiete sind z.B. Ozeanographie (Wellenmuster, Meereisbedeckung, Ölverschmutzungen), Glaziologie, Geologie (Tektonik), Hydrologie (Bodenfeuchte, Hochwasser, Schneebedeckung) und die Meteorologie. Für Landnutzungs- und Vegetationsklassifikationen gewinnen sie vor allem in Gebieten mit hoher Bewölkung an Bedeutung. In jüngerer Zeit werden neben den Radarsystemen vor allem Lasersysteme zur Erzeugung hochauflösender digitaler Geländemodelle immer wichtiger.