Dissertationen - DGK

16 2. Radar mit synthetischer Apertur
(CD) auf denselben Bereich im Bild zusammen. Eine Unterscheidung dieser Bereiche ist damit nicht
mehr möglich. Bei Bergen führt der Layover dazu, dass die Lage des Gipfels zum Radar hin verschoben
wird. Im Extremfall, bei steilen Bergen wie in Abbildung 2.5(b), wird der Berggipfel vor dem Bergfuß
abgebildet. Radiometrisch erscheinen Layoverbereiche durch den dreifachen Rückstreubeitrag extrem
hell im Bild. Diese Effekte spielen insbesondere in urbanen Räumen eine wichtige Rolle (Stilla et al.,
2003).
Radarschatten: Vom Sensor weggeneigte Flächen werden nicht mehr vom Radar beleuchtet, wenn
ihre Steigung größer als der Depressionswinkel (β = 90 − θ) ist (Abbildung 2.5(c)). Von diesen im
Radarschatten liegenden Bereichen gibt es keine Rückstreuung. Radiometrisch erscheinen sie im Bild
dunkel. Abweichungen in der Intensität können in sehr bewegten oder bebauten Gebieten zustande
kommen, wenn eine Überlagerung des Schattenbereichs mit Layover stattfindet.
Foreshortening
A’
B’
A B C
(a) Foreshortening
2.2.2 Spezielle geometrische Effekte
C’
Layover
A B C
(b) Layover
C’
C’
A’
D’
B’
B’
Abbildung2.5. Geometrisch bedingte Abbildungseffekte
D
Schatten
(c) Schatten
Neben den durch die Höhenunterschiede des Geländes verursachten, geometrischen Effekten gibt es
noch weitere, aufnahmebedingte Effekte, die sich auf die Geometrie der Daten auswirken. Hier werden
kurz einige Effekte angesprochen, die bei der Interpretation von Radardaten eine Rolle spielen.
Versetzung und Verschmierung bewegter Objekte: Bewegte Objekte werden in SAR-Bilddaten
je nach Bewegungsrichtung versetzt und/oder verschmiert abgebildet. Zur richtigen Positionierung der
Rückstreuwerte geht bei der Bildgenerierung die relative Geschwindigkeit zwischen der Erde und dem
Radar mit ein. Wenn Objekte eine davon abweichende Geschwindigkeit aufweisen, werden sie nicht
korrekt abgebildet. Eine Bewegung in Entfernungsrichtung führt zu einer Versetzung des Objektes in
Flugrichtung. Diese Azimutversetzung ∆az ergibt sich aus dem Abstand des Radars zum Ziel R, der
zusätzlichen relativen Geschwindigkeit eines Objektes im Verhältnis zu seiner Umgebung vObj und der
Geschwindigkeit des Radarsensors vSAR (Schreier, 1993)
∆az =
A’
A B
R · vObj
. (2.9)
In den Bilddaten sind vor allem Versetzungen von bewegten Objekten wie Zügen, Schiffen oder Autos zu
beobachten. Bei einer Bewegung in Azimutrichtung kann das Objekt nicht richtig fokussiert werden und
es kommt zu einer Verschmierung in Azimut. Bei einer Bewegung mit beiden Richtungskomponenten
kommt es zu einer Kombination aus Versetzung und Verschmierung. Für die Betrachtung von Straßen
bedeutet dies, dass nur Fahrzeuge, die sich genau in Flugrichtung bewegen, auf der Straße abgebildet
werden und zwar verschmiert in Azimut.
Räumliche Korrelation: Bei der Umsetzung der SAR-Daten in eine Bildmatrix werden die Daten
meistens überabgetastet, d.h. die geometrische Auflösung ist besser als die verwendete Bodenpixelgröße,
z.B. wird bei ERS-1 Daten eine geometrische Auflösung von rund 12,5m erreicht, aber nur eine
Bodenpixelgröße von 25m verwendet. Dies führt zu einer Korrelation benachbarter Pixel. Die Korrelationen
sind zudem nicht zirkular symmetrisch wie bei optischen Systemen, sondern aufgrund der
vSAR
B’