Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

3.3. PASSIVE INSTRUMENTE IM NICHT-SICHTBAREN 131
§ 419 Ein Beispiel für eine moderne Luftbildkamera ist die digitale Leica ADS40 [302, 396]
von Leica-Geosystems [395]. Die Sensorkonstruktion erlaubt die gleichzeitige Aufzeichnung
von sieben Bildstreifen: Drei panchromatische CCD-Zeilen erfassen vom Flugzeug aus Informationen
in Vorwärts-, Nadir- und Rückwärtsrichtung, während vier spektrale Zeilen
Daten im Blau-, Grün-, Rot- und im nahen Infrarotband erfassen. Damit lassen sich panchromatische,
Farb- und Falschfarbenaufnahmen erzeugen – im Gegensatz zu den meisten
Satelliteninstrumenten liegen hier auch Informationen im blauen Kanal vor. Das räumliche
Auflösungsvermögen beträgt bei den Schwarz–Weiß-Stereobildern 5 cm. Beispiele und weitere
Erläuterungen zum Messprinzip finden sich unter [63] und [301]. Da die Kamera auch über
einen Kanal im nahen IR verfügt, ist ihre Anwendung nicht auf die Kartographie beschränkt
sondern kann natürlich auf die Umweltbeurteilung ausgedehnt werden; für Beispiele siehe
[70].
3.2.11 Zusammenfassung
§ 420 Wir haben in diesem Abschnitt verschiedene Instrumente kennen gelernt, die das von
der Erde reflektierte Licht im sichtbaren und nahen infraroten Bereich aufzeichnen. Da die
Instrumente reflektiertes Licht detektieren, handelt es sich um passive Instrumente. Und da
sie, auf welche Weise auch immer, die räumliche Information als 2D-Abbildung darstellen,
handelt es sich um Imaging Instrumente.
§ 421 Die wichtigsten passiven Imager waren lange Zeit konventionelle photographische Systeme,
die außer bei bemannten und vielleicht auch militärischen Missionen immer mehr an
Bedeutung verlieren, und durch Scanner und opto-elektronische Detektoren ersetzt werden
– heute allerdings mit der Verwendung von CCD-Arrays wieder teilweise an ihre Ursprünge
zurück kehren. Wichtigste Kenngrößen dieser Instrumente sind das räumliche und das spektrale
Auflösungsvermögen. Insbesondere die Kombination verschiedener Spektralkanäle und
die Verwendung des nahen Infrarot sind bei der Interpretation der Bilder (z.B. Identifikation
und Bewertung von Vegetation) wichtig.
3.3 Passive Instrumente im nicht-sichtbaren
§ 422 Passive Instrumente im nicht-sichtbaren Bereich detektieren die von den Untersuchungsobjekten
emittierte Strahlung. Für terrestrische Objekte ist dies im wesentlichen die
thermische Infrarot-Strahlung. Bei der Sonne und anderen astrophysikalischen Objekten wird
vom Satelliten auch die harte elektromagnetische Strahlung vom Ultraviolett über Röntgenbis
hin zur γ-Strahlung untersucht, da diese auf Grund der atmosphärischen Absorption vom
Boden aus nicht gemessen werden kann – und umgekehrt natürlich mögliche terrestrische
Strahlenquellen in diesem Bereich vom Satelliten nicht detektiert werden können.
§ 423 Weitere Instrumente detektieren die von terrestrischen Objekten emittierte Mikrowellenstrahlung
(passive Mikrowelleninstrumente) oder den über das gesamte Spektrum integrierten
Strahlungsstrom (Solarkonstante bzw. deren reflektierter Anteil).
3.3.1 Thermisches Infrarot
§ 424 Instrumente, die im thermischen Infrarot arbeiten, messen die Temperaturstrahlung
von Objekten. Auch einige der in Abschn. 3.2.7 erwähnten Scanner haben mindestens einen
Kanal, der im thermischen IR misst – und benötigen daher einen entsprechenden Detektor.
Die untersuchten Objekte können die Oberflächen der Ozeane, Vegetation, Landoberflächen
aber auch Wolken sein. Will man die Daten dieser Instrumente auswerten, so benötigt man
eine Umrechnung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung über einen gewissen Wellenlängenbereich
im Infraroten auf eine Temperatur. Die physikalische Grundlage hierfür
sind die Strahlungsgesetze, insbesondere das Stefan–Boltzmann-Gesetz und das Wien’sche
Verschiebungsgesetz.
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008