Fernerkundung in der Meteorologie


Hausarbeit, 2010
11 Seiten, Note: 2,3

Leseprobe

INHALTSVERZEICHNIS

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Physikalische Grundlagen

3 Fernerkundungssysteme

4 Probleme der operationellen Nutzung

5 Fazit

6 Literaturverzeichnis

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abb. 1: Schema des Strahlungsflusses bei passiven und aktiven FE-Systemen

Abb. 2: Mobiles Wetter-RADAR

Abb. 3: Wetterballon

Abb. 4: Typische Umlaufbahnen operationeller Wettersatelliten

Abb. 5: METEOSAT-Satellit

Abb. 6: METEOSAT-Datensätze

1 EINLEITUNG

Bis zur Erfindung von Heißluftballons 1792 war es den Menschen nicht möglich, die Erde aus der Vogelperspektive zu betrachten. Erst mit dem technischen Fortschritt (Kameras, Flugzeuge und später Satelliten) wurden neue Möglichkeiten eröffnet, die Erdoberfläche und die Erde insgesamt aus anderen Perspektiven zu betrachten. Heutzutage werden diese rele- vanten Daten zumeist elektronisch durch aktive oder passive Sensoren erfasst. Grundlage ist die elektromagnetische Strahlung, welche mit Objekten interagiert und somit Informationen an den Sensor liefert.

Die Fernerkundung trägt in erheblichem Maße zur meteorologischen Forschung bei. Dabei wird je nach Zielstellung auf die entsprechenden Sensorsysteme und Daten zurückgegriffen. Mit der zunehmenden Genauigkeit und vielseitigen Einsetzbarkeit entsprechender Sensoren, eröffnen sich auch neue Forschungsfelder, welche der Meteorologie Daten zuarbeiten. Wichtigster Teil der Fernerkundung in der Meteorologie ist die Satellitenmeteorologie, wel- che mithilfe der auf Satelliten installierten Messinstrumente meteorologische Beobachtung und Forschung unterstützt. Auf sie soll nachfolgend besonders eingegangen werden.

2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN

Satellitenbilder, wie sie durch Satelliten aufgenommen werden können, sind das Ergebnis eines Abbildungsprozesses. Dieser Prozess ist von geometrischen und radiometrische Aspekten abhängig:

- Strahlungsquelle (z.B. Sonne)
- Strahlungsweg (z.B. Atmosphäre)
- Objekt (z.B. Erdoberflächen)
- Sensor (z.B. Scanner, Kamera)

Zur Aufnahme von Luft- und Satellitenbildern müssen die Systeme so ausgelegt sein, dass sie sowohl die Richtung als auch die Intensität der Strahlung ermitteln. Die durch den Sensor aufgefangene, von der Erdoberfläche reflektierte elektromagnetische Strahlung wird dann entweder direkt in ein photographisches Bild umgewandelt oder in Messimpulse überführt und gespeichert. Letztere werden später in digitale Bilder zurückgerechnet (DE LANGE 2002).

Hinsichtlich der Fernerkundungssysteme unterscheidet man passive und aktive Systeme (s. Abb. 1). Bei passiven Systemen geht die Strahlung von einer natürlichen Quelle aus (z.B. Sonne), erreicht dann ein Geo-Objekt und wird von diesem reflektiert und/oder absorbiert. Absorbierte Strahlung führt zur Erwärmung von Objekten, welche dann selbst thermale Strahlung emittieren (thermales IR). Die von dem Objekt ausgehende reflektierte bzw. emit- tierte Strahlung wird dann vom passiven Sensor in Abhängigkeit seiner spektralen Empfind- lichkeit aufgezeichnet (Kamera, TM-Scanner, Wärmesensor). Bei aktiven Systemen sendet der Sensor selbst elektromagnetische Strahlung aus und empfängt diese nachdem sie mit dem Geo-Objekt wechselgewirkt hat. Das System ist somit gleichzeitig künstliche Quelle der Strahlung (Sender) und ihr Empfänger (z.B. RADAR) (ALBERTZ 2001, DE LANGE 2002).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Schema des Strahlungsflusses bei passiven und aktiven Fernerkundungssystemen (Quelle: ALBERTZ 2001)

Die Sensibilität eines Fernerkundungssystems ist durch die spektrale Empfindlichkeit der Sensoren definiert. Wenn gleichzeitig mehrere Wellenlängenbereiche getrennt erfasst werden, spricht man von einem multispektralen System (sind sehr viele, nahezu kontinuierliche Spektren vorhanden wird das System als hyperspektral bezeichnet). Die multispektrale Erfassung von Strahlung ist deshalb sinnvoll, weil verschiedene Geo-Objekte (z.B. Vegetation, Wasser, Böden, Gesteine…) in unterschiedlichen Wellenlängenbändern auch unterschiedlich stark reflektieren und sind damit differenzierbar! Eine bei der Betrachtung eines Fernerkundungssystems oft unterschätzte Komponente ist der Strahlungsweg. Die Strahlungsenergie wird bei ihrem Weg durch die Erdatmosphäre verschiedenen Prozessen unterworfen. Sie kann teilweise absorbiert, reflektiert und gestreut werden.

[...]

Ende der Leseprobe aus 11 Seiten

Details

Titel
Fernerkundung in der Meteorologie
Hochschule
Technische Universität Dresden  (Lehrstuhl für Raumentwicklung)
Veranstaltung
Grundlagen der Fernerkundung
Note
2,3
Autor
Jahr
2010
Seiten
11
Katalognummer
V163867
ISBN (eBook)
9783640790555
ISBN (Buch)
9783640790234
Dateigröße
593 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Fernerkundung, TUD, Technische Universität Dresden, Dresden Universität, Meteorologie, Karrasch, piekar, sensoren, modul 1.5, strahlungsfluss, aktive systeme, passive systeme, fernerkundungssysteme, radar, wetter, wetterballon, umlaufbahn, wettersatelliten, meteosat, geos, geostationäre, satelliten, physikalische grundlagen, sonne, strahlungsquelle, sensor, scanner, kamera, atmosphäre, sonnenstrahlung, multispektral, hyperspektral, noaa, goes, orbit, polarorbit, zuk, iör
Arbeit zitieren
B.Sc. David Zuk (Autor), 2010, Fernerkundung in der Meteorologie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/163867

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