[...] Das Höhenlinienbild ist die alleinige geometrisch einwandfreie Form der Reliefwiedergabe,
während Luftbilder die Erdoberfläche durch eine Zentralprojektion in der Bildebene
abzeichnen; Radarbilder zeigen dagegen eine gemischte Projektion an: in der Flugrichtung ist
es eine Parallelprojektion, senkrecht dazu definiert die Laufzeit der Wellenfronten sowie die
Bestrahlung eines Punktes von Sensoren die Schrägaufnahme.
a) Verzerrungen im Luftbild
In einem Luftbild gibt es bei tischebenen Gelände fast keine Verzerrungen; diese entstehen
primär bei reliefartigen Gelände. Bei Schrägbildern, aufgenommen schräg nach unten aus
dem Flugzeug ist die Erdoberfläche trapezförmig abgegrenzt, der Maßstab nimmt vom
Vordergrund zum Hintergrund stark ab. Bei Senkrechtbildern handelt es sich um eine
Aufnahme die senkrecht aus einer Flugzeugluke nach unten aufgenommen wird und die ein
quadratisch begrenztes Bild abzeichnet, mit demselben Bildmaßstab über die ganze Fläche. [...] Eine senkrechte Projektion auf die horizontale Bezugsfläche in einer Karte benötigt fiktive
Schichtlinien (Abb. 02., links); bei einer Zentralprojektion der Erdoberfläche (Abb. 02., rechts) aus
einer Luftaufnahme werden höher liegende Gelände- und Objektpunkte von dem Bildnadir
radial nach außen und die tiefer liegende nach innen verschoben. Zur Bildmitte hin verlaufen
vertikale Objektlinien als konvergierende Linien, wobei eine radiale Versetzung in den Ecken
von Weitwinkelbildern am größten ist und in der Bildmitte am kleinsten (Abb. 03. ). [...]
Inhaltsverzeichnis
1. Erläutern Sie bitte anhand einer Skizze, wodurch - im Gegensatz zum Höhenlinienbild - in der Karte Verzerrungen a) im Luftbild und b) in einem Radarbild zustande kommen.
2. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Brennweite, Flughöhe und Maßstab?
3. Warum hat in einem Stereobildpaar ein Punkt, der höher liegt als ein anderer, eine größere Parallaxe?
4. Was sind die Eigenschaften der Luftbildkarte (Orthophotokarte) 1:5000? In welche Projektion ist sie eingepasst; mit welchem Koordinatensystem ist sie versehen? Erläutern Sie am Beispiel des Aachener Raumes, was in Luftbildkarten erkennbar ist und wie sie für planerische Zwecke eingesetzt werden können.
5. Erläutern Sie an Beispielen, wie unterschiedliche phänologische Zustände den Tonwert in Luftbildern beeinflussen. Erklären Sie bitte, in welcher Weise Luftbilder bei der Analyse von Agrarräumen eingesetzt werden können.
6. Welche Wellenlängenbereiche des elektromagnetischen Spektrums sind für die Fernerkundung von Belang?
7. Welches ist der Nutzen von Aufnahmen im nahen Infrarot? Erläutern Sie dies bitte an zwei Beispielen.
8. Wie können Aufnahmen im Bereich des thermischen Infrarotes bei der Planung in industriellen Ballungsräumen verwendet werden?
9. Wie funktioniert der multispektrale Scanner in Landsat-Satelliten, wie die CCD - Systeme in SPOT - Satelliten?
10. Was bedeutet IKONOS? Für welche Zwecke eignet sich das System?
11. Was ist ein Pixel? Weiche Pixelgrößen gelten für Landsat 1-3, Landsat 4, 5 und 7, für SPOT und für IKONOS?
12. Welche geographischen Elemente können in einer mit dem Thematic Mapper - erstellten Landsataufnahme der Euregio Maas Rhein erkannt werden?
13. Was ist bei Fernerkundungssatelliten ein fast polarer Umlauf, was ein geostationäres System? Was ist ein sonnensynchroner Umlauf?
14. Welche Lehrbücher der Fernerkundung sind Ihnen bekannt?
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Interpretation von wirtschaftsgeographischen Karten und Luftbildern unter besonderer Berücksichtigung moderner Fernerkundungstechnologien. Ziel ist es, die Funktionsweise sowie die Anwendungsmöglichkeiten verschiedener Aufnahmesysteme und Bilddaten für planerische und analytische Zwecke in Geographie und Raumplanung zu erläutern.
- Grundlagen der Bildgeometrie und Verzerrungen bei verschiedenen Aufnahmetechniken
- Physikalische Grundlagen und Spektralbereiche der Fernerkundung
- Einsatzmöglichkeiten von Luftbildern und Satellitendaten in der Planung
- Vergleich und technische Spezifikationen gängiger Satellitensysteme (Landsat, SPOT, IKONOS)
- Anwendungsbeispiele in Agrar- und Stadtplanung sowie beim Monitoring
Auszug aus dem Buch
b) Verzerrungen im Radarbild
Bei Radarbildern wird eine Parallelprojektion in Flugrichtung entstehen, in der Zeilenrichtung jedoch können wegen der Funktionsweise der Radar Systeme keine Richtungen beobachtet werden. Reflexionssignale die entsprechend ihrer Laufzeit in Bilddaten umgesetzt werden ergeben ein verzerrtes Bild. So wird eine nahegelegene Geländestrecke von der Wellenfront schneller durchlaufen als eine ferne. Dementsprechend wird sie beim ebenen Gelände im Schrägentfernungsbild verkürzt wiedergegeben (Abb. 4. ).
Bei unebenen Gelände gibt es mehrere Verzerrungsmöglichkeiten (Abb. 05.); so werden Geländepunkte die in der Bezugsebene liegen grundrißtreu abgebildet. Diejenigen die höher liegen werden zum Radarsystem hin versetzt, wodurch eine Verkürzung auftritt. Ist der Depressionswinkel, der Winkel zwischen der Horizontebene des Aufnahmesystems und dem Strahl zum beobachteten Objekt, größer als die Hangneigung so geht die Verkürzung in eine Überlagerung über.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Erläutern Sie bitte anhand einer Skizze, wodurch - im Gegensatz zum Höhenlinienbild - in der Karte Verzerrungen a) im Luftbild und b) in einem Radarbild zustande kommen.: Das Kapitel analysiert die geometrischen Abbildungsfehler von Luftbildern und Radarbildern im Vergleich zu idealen höhenliniengestützten Kartenwerken.
2. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Brennweite, Flughöhe und Maßstab?: Hier werden die optischen und technischen Parameter definiert, die den Maßstab einer Luftbildaufnahme bestimmen.
3. Warum hat in einem Stereobildpaar ein Punkt, der höher liegt als ein anderer, eine größere Parallaxe?: Es wird der Zusammenhang zwischen der Bildparallaxen-Differenz und der räumlichen Höhe von Objekten bei stereoskopischen Aufnahmen erläutert.
4. Was sind die Eigenschaften der Luftbildkarte (Orthophotokarte) 1:5000? In welche Projektion ist sie eingepasst; mit welchem Koordinatensystem ist sie versehen? Erläutern Sie am Beispiel des Aachener Raumes, was in Luftbildkarten erkennbar ist und wie sie für planerische Zwecke eingesetzt werden können.: Das Kapitel widmet sich der Bedeutung von Orthophotokarten für die lokale Stadt- und Landschaftsplanung sowie deren technischer Aufbereitung.
5. Erläutern Sie an Beispielen, wie unterschiedliche phänologische Zustände den Tonwert in Luftbildern beeinflussen. Erklären Sie bitte, in welcher Weise Luftbilder bei der Analyse von Agrarräumen eingesetzt werden können.: Der Fokus liegt auf der phänologisch bedingten spektralen Reflektion und der Nutzung dieser Informationen für die Agraranalyse.
6. Welche Wellenlängenbereiche des elektromagnetischen Spektrums sind für die Fernerkundung von Belang?: Es erfolgt eine Übersicht über die für die Fernerkundung relevanten elektromagnetischen Wellenbereiche vom Ultraviolett bis zum Mikrowellenspektrum.
7. Welches ist der Nutzen von Aufnahmen im nahen Infrarot? Erläutern Sie dies bitte an zwei Beispielen.: Die Bedeutung der Infrarot-Reflexionseigenschaften von Vegetation für die Identifikation von Vitalitätszuständen, beispielsweise bei Waldschäden, wird dargestellt.
8. Wie können Aufnahmen im Bereich des thermischen Infrarotes bei der Planung in industriellen Ballungsräumen verwendet werden?: Das Kapitel erläutert, wie thermische Strahlungsdaten helfen können, Wärmeinseln und ökologische Belastungen in industriellen Zentren zu analysieren.
9. Wie funktioniert der multispektrale Scanner in Landsat-Satelliten, wie die CCD - Systeme in SPOT - Satelliten?: Hier werden die Funktionsprinzipien der opto-mechanischen Scanner (MSS) und der Solid-Line-Scanner (CCD-Systeme) gegenübergestellt.
10. Was bedeutet IKONOS? Für welche Zwecke eignet sich das System?: Dieses Kapitel beschreibt das hochauflösende kommerzielle Satellitensystem IKONOS und seine Einsatzbereiche in der hochpräzisen Detailplanung.
11. Was ist ein Pixel? Weiche Pixelgrößen gelten für Landsat 1-3, Landsat 4, 5 und 7, für SPOT und für IKONOS?: Es erfolgt eine Definition des Pixels und ein tabellarischer Vergleich der geometrischen Auflösung unterschiedlicher Satellitensysteme.
12. Welche geographischen Elemente können in einer mit dem Thematic Mapper - erstellten Landsataufnahme der Euregio Maas Rhein erkannt werden?: Eine Fallstudie zur Nutzung des Thematic Mappers für die Analyse urbaner und industrieller Strukturen in der Grenzregion Euregio Maas-Rhein.
13. Was ist bei Fernerkundungssatelliten ein fast polarer Umlauf, was ein geostationäres System? Was ist ein sonnensynchroner Umlauf?: Dieses Kapitel erklärt die orbitalen Parameter von Satelliten und deren Auswirkungen auf die zeitliche Verfügbarkeit von Aufnahmen.
14. Welche Lehrbücher der Fernerkundung sind Ihnen bekannt?: Auflistung weiterführender Standardwerke und Literatur zur wissenschaftlichen Vertiefung der Fernerkundung.
Schlüsselwörter
Fernerkundung, Luftbildinterpretation, Satellitenbilder, Landsat, SPOT, IKONOS, Photogrammetrie, Raumplanung, Phänologie, Infrarot, Multispektralscanner, Geoinformation, Bildauflösung, Landnutzung, Euregio Maas-Rhein.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen der Fernerkundung mittels Karten, Luftbildern und Satellitendaten sowie deren praktische Anwendung in geographischen und planerischen Disziplinen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Bildgeometrie, verschiedene Aufnahmesysteme (Radar, optisch-mechanisch, CCD), orbitale Bahntypen von Satelliten sowie spezifische Analysemethoden für Waldzustand, Agrarwirtschaft und Stadtplanung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist die Vermittlung eines fundierten Verständnisses darüber, wie unterschiedliche Fernerkundungssysteme funktionieren und wie ihre Daten zur Lösung konkreter wirtschaftsgeographischer Fragestellungen genutzt werden können.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Die Arbeit basiert auf der Auswertung und Zusammenstellung fachwissenschaftlicher Literatur, technischer Spezifikationen und der Anwendung von Interpretationsprinzipien der Photogrammetrie und Fernerkundung.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in einen Katalog von 14 fachspezifischen Fragen und Antworten, die von den geometrischen Verzerrungen bei der Abbildung bis hin zur technischen Konfiguration moderner Erdbeobachtungssatelliten reichen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich maßgeblich über Begriffe wie Fernerkundung, Bildinterpretation, Satellitentechnik, Raumplanung und geographische Raumanalyse definieren.
Wie unterscheiden sich Landsat und SPOT technisch in der Datenaufnahme?
Während Landsat traditionell opto-mechanische Scanner mit oszillierenden Spiegeln verwendet, nutzt SPOT CCD-Sensorenzeilen im sogenannten "Push-Broom-Verfahren", was zu anderen geometrischen Abbildungseigenschaften führt.
Warum ist die Unterscheidung zwischen sonnensynchronen und geostationären Umlaufbahnen für die Planung wichtig?
Sonnensynchrone Bahnen sind für die Erderkundung entscheidend, da sie Aufnahmen unter gleichbleibenden Beleuchtungsverhältnissen ermöglichen, während geostationäre Satelliten eine kontinuierliche Beobachtung eines festen Gebiets für meteorologische Zwecke erlauben.
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- Robert Mihelli (Author), 2003, Interpretation wirtschaftgeographischer Karten und Luftbilder, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/19224
