Diplomarbeit Körth - Fakultät VI Planen Bauen Umwelt - TU Berlin

Grundlagen der hyperspektralen Fernerkundung
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„Atmosphärische Fenster“ bezeichnet. Die wichtigsten „Fenster“ liegen im sichtbaren Licht
und im nahen Infrarot (ca. 0,3 µm bis 2,5 µm), im mittleren Infrarot (ca. 3 µm bis 5 µm) und
im thermalen Infrarot (ca. 8 µm bis 13 µm) (siehe Abbildung 3-1).
Durch die Streuung der elektromagnetischen Strahlung im atmosphärischen Raum entsteht
die sog. indirekte Himmelsstrahlung. Demnach fällt neben der direkten Sonnenstrahlung die
indirekte Himmelstrahlung auf die Erdoberfläche (siehe Abbildung 3-2).
Abbildung 3-2 Strahlungsverhältnisse bei der Aufnahme (schematisch);
Absorption und Streuung in der Atmosphäre beeinflussen sowohl die
Geländebeleuchtung (Himmelslicht) als auch die Aufnahme von Bilddaten durch
den Sensor (Luftlicht) (nach ALBERTZ 2007)
Die Gesamtheit der Strahlung, die auf eine Geländefläche fällt, wird als Globalstrahlung
bezeichnet.
Bisher wurden die Beeinflussungen durch die Atmosphäre auf dem Weg von der
Strahlungsquelle zur Erdoberfläche beschrieben. Der von der Erdoberfläche reflektierte
Strahlungsanteil, der den Sensor erreicht, unterliegt denselben physikalischen
Gesetzmäßigkeiten. Die hier beschriebenen Einflüsse der Atmosphäre können durch eine
Atmosphärenkorrektur minimiert werden (vgl. Kapitel 6.1.1).
3.2 Abbildende Spektroskopie von Pflanzen und Pflanzengesellschaften
Pflanzen und Pflanzengesellschaften besitzen ein typisches Reflexionsspektrum, das in drei
Teilstücke eingeteilt werden kann (siehe Abbildung 3-3).
Das erste Teilstück befindet sich im Bereich des sichtbaren Lichts und wird besonders von
den Blattpigmenten beeinflusst. Das Reflexionsmaximum liegt dabei im Bereich des grünen
Lichts, was auch der Grund dafür ist, dass Pflanzen vom Menschen als Grün
wahrgenommen werden.
Der Infrarotbereich wird hauptsächlich vom Zellaufbau der Blätter beeinflusst und bildet das
zweite Teilstück. Bei 0,7 µm befindet sich der sogenannte „Red Edge“ (COLLINS 1978).
Dieser Bereich zeigt einen starken Anstieg der Reflexion zwischen einer starken Absorption,
verursacht durch das Chlorophyll, im roten Bereich und einem sehr hohen Anstieg der
Reflexion im Nahen Infrarot zwischen 0,7 µm bis 1,3 µm. Abbildung 3-3 zeigt in diesem
Wellenlängenbereich ein breites Maximum der grünen Vegetation. Diese Reflexionsmaxima
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