Darstellung von Fernerkundungsdaten

Satellitenbilder sind keine Fotos, sondern bildliche Darstellungen gemessener Daten. Satellitensysteme messen elektromagnetische Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums (z.B. die drei Bereiche des sichtbaren Lichts).

Welche Wellenlängenbereiche werden erfasst?↓ ↑

Sechs der 8 Kanäle des LANDSAT 7 Satelliten (in grau) und drei spekrale Reflektionskurven.
Eigene Darstellung, verändert nach: Siegmund, Menz 2005

Das Aufteilen des elektromagnetischen Spektrums in unterschiedliche Spektralbereiche bzw. -kanäle hat den Vorteil, dass diese Bereiche unterschiedlich miteinander kombiniert werden können und so mehr Informationen bieten im Vergleich zu panchromatischen Bilder (d.h. Bilder aus nur einem Kanal).

In jedem Kanal werden entsprechend der Stärke der elektromagnetischen Strahlung unterschiedliche Grauwerte ausgegeben, die dann digital als Pixel gespeichert werden. Durch Zuordnen der drei Elementarfarben (rot, grün und blau) zu drei verschiedenen gemessenen Wellenlängenbereichen können Satellitenbilder farbig dargestellt werden.

Der US-amerikanische Satellit LANDSAT 7 besitzt bespielsweise 8 Kanäle. Durch Kombination der Kanäle 3, 2, 1 kann ein naturgetreues Bild oder ein Echtfarben-Satellitenbild generiert werden.

Source: satimagingcorp.com.

Das Landsat-Programm wird gemeinsam von NASA und dem U.S. Geological Survey verwaltet und koordiniert eine Reihe von Satellitenmissionen zur Erdbeobachtung. Seit 1972 sammelt Landsat Daten über die Erde aus dem All.
Landsat 7, ein Satellit der amerikanischen Regierung, wurde am 15. April 1999 erfolgreich gestartet. Das Messgerät zur Beobachtung an Bord von Landsat 7, ein so genanntes Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), ist eine modernere Version der extrem erfolgreichen Thematic Mapper Messgeräte an Bord von Landsat 4 und 5.

Offizielle Homepage [EN]: http://landsat.gsfc.nasa.gov/

Echtfarbensatellitenbild, aufgenommen durch LANDSAT im Jahre 1999 der Region Karlsruhe.
Quelle: Landsat

Mit der Hilfe anderer Wellenlängenbereiche oder deren Kombinationen können weitere Eigenschaften oder Strukturen auf der Erdoberfläche, wie z.B. Wassermassen, unterschiedliche Vegetationsarten und Bodennutzungsklassen erfasst werden. Unterschiedliche Temperaturen der Erdoberfläche können mit thermischen Wellenlängenbereichen bestimmt werden.

Die Kombinationen aus anderen Wellenlängenbereichen liefern so genannte Falschfarbenbilder. Sie zeigen Landbedeckungen in "falschen" Farben im Vergleich zu dem, was das menschliche Auge sieht (siehe Beispiele für LANDSAT Falschfarbenbilder unten) (Naumann 2008).

Falsch - 543 Falsch - 215 Falsch - 342 Falsch - 341

Falschfarbensatellitenbild von LANDSAT 7 der Rhein-Neckar Region (Kanalkombination 543).
Quelle: Landsat

Zusätzlich zu der Zuordnung der drei Elementarfarben zu unterschiedlichen Wellenlängenbereichen können durch mathematische Berechungen weitere Informationen gewonnen werden. Künstliche Kanäle wie z.B. Vegetationsindices, die die Lebenskraft einer Pflanze wie NDVI ("Normalized Difference Vegetation Index" oder normalisierter differenzierter Vegetationsindex) aufzeigen, können abgeleitet werden.