Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

INHALTSVERZEICHNIS 3
5.4.1 Das Planetensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.4.2 Die Instrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.4.3 Die Missionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.5 CAWSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.5.1 Modeling Individual Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
5.5.2 Monte Carlo Simulation of Atmospheric Ionization . . . . . . . . . . . 264
5.5.3 Applications of the Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
6 Kommunikation 277
6.1 Historisches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
6.1.1 Rückführung des Filmmaterials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
6.1.2 Onboard-Scans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
6.1.3 Technische Anmerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
6.2 Kommunikation und Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
6.2.1 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
6.2.2 Was ist Information? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.2.3 Informationsgehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.2.4 Shannon-Funktion und Entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
6.2.5 Redundanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
6.2.6 Abtasttheorem (Signal als kontinuierliche Funktion der Zeit) . . . . . 294
6.2.7 Menschliche Informationsverarbeitung: Verwendung von Hyperzeichen
im Erkennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6.2.8 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.3 Codierung I: Quellencodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.3.1 Präfix-Code und Decodierbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.3.2 Redundanzsparende Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6.3.3 Fundamentalsatz der Quellencodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
6.3.4 Lempel-Ziv-Quellencodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
6.3.5 Historisches Beispiel: Redundanzreduktion beim Fernkopieren . . . . . 307
6.4 Kanalcodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
6.4.1 Informationsübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.4.2 Kanalkapazität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.4.3 Kanalcodierung: Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
6.4.4 Kanalcodierung: Fehlererkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
6.4.5 Kanalcodierung: Fehlererkennung und -korrektur . . . . . . . . . . . . 315
6.4.6 Kanalcodierung: Hamming(7,4) Codierung . . . . . . . . . . . . . . . . 317
6.4.7 Kanalcodierung: Einfache Blockcodierung in Matrixform . . . . . . . . 320
6.4.8 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.5 Anhang: Technische Anmerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.5.1 Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
6.5.2 Lösungsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
6.5.3 Kommunikation über Satelliten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
7 Datenaufbereitung 327
7.1 Korrekturverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
7.1.1 Fehlende Pixel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
7.1.2 Periodisch fehlende Streifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
7.1.3 Periodische Streifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
7.1.4 Random Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
7.1.5 Glätten und Schärfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
7.1.6 Dunstkorrektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
7.2 Bildverbesserung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
7.2.1 Kontrastanreicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
7.2.2 Kantenanreicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
7.3 Automatische Klassifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008