Geoinformatik und Fernerkundung at Universität Augsburg

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Wie funktioniert SAR?

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Vorteile und Nachteile von SAR

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Die Reflexion hängt ab von:

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Welche Bedingungen müssen Flugzeuge erfüllen um als stabile Beobachtungsplattformen zu gelten?

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Vor- und Nachteile von Flugzeugplattformen

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LEO Orbit

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GEO Orbit

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Was machen RADAR und SAR-Systeme

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Scatterometer

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radar altimeter

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Probleme SAR

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Aktive Fernerkundungsverfahren und ihre Anwendung

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Geoinformatik und Fernerkundung

Wie funktioniert SAR?

SAR ist ein fliegender Sender/Empfänger, dessen Antennengröße sich aus der Fluggeschwindigkeit und der Anzahl der per Software zusammengerechneteten Sequenzen ergibt

Geoinformatik und Fernerkundung

Vorteile und Nachteile von SAR

  • Vorteile:
    1. unbeeinflusst vom Atmosphärenzustand
    2. Unbeeinflusst durch Tag/Nacht-Bedingungen
    3. Hohe räumliche Auflösung bis in den Bereich 1-10m
    4. Kaum Störung durch Wolken und NS

 

  • Nachteile:
    1. höhere Hardware- und Softwareaufwand

Geoinformatik und Fernerkundung

Die Reflexion hängt ab von:

  1. Der Oberfläche der Objekte und deren Lage in Bezug auf die einfallende Strahlung, d.h. von Beleuchtungsrichtung und Beobachterstandpunkt,
  2. Den spektralen Merkmalen (Farbe im sichtbaren Bereich) der Objekte
  3. Und der Art der Beleuchtung (direkt, indirekt)

Geoinformatik und Fernerkundung

Welche Bedingungen müssen Flugzeuge erfüllen um als stabile Beobachtungsplattformen zu gelten?

  • stabile Fluglage
  • variable Fluggeschwindigkeiten
  • gute Steigleistung
  • lange Flugdauer
  • gute Sichtmöglichkeit nach unten und zur Seite
  • eine geringe Beeinträchtigung des Blickwinkels

Geoinformatik und Fernerkundung

Vor- und Nachteile von Flugzeugplattformen

Vorteile:

  • Näher am Objekt (als Satelliten), dadurch typischerweise höhere räumliche Auflösung
  • Flexible Planung zur Befliegung von interessanten Gebieten
  • In-situ Messungen möglich (Aerosole, Spurengase)
  • Beispiel: Vermessung der Aschewolke des Eyjafjallajökulls

Nachteile:

  • Teuer (relativ zur Messzeit)
  • Nur ca. 120 Flugtage pro Jahr möglich (Wartung etc.)
  • Aufwendige Zulassungsverfahren für Messgeräte außenbords)
  • Kein längeres „Monitoring“ von Größen möglich

Geoinformatik und Fernerkundung

LEO Orbit

  • 500km-850km
  • Umlaufzeit: 100m
  • Ground speed: 7km/s
  • Überflug DE in 2min
  • revisit time: 6 bis 36 Tage (Landsat 18)
  • Polare Bahnen mit geringer Inklination ( Landsat) und großer Inklination (ERS 1/2 und ENVISAT)
  • typischerweise auf sonnensynchrone Bahnen: Sentinels -> jeder Ort wird jeden Tag zu gleichen Zeit überflogen
  • nicht sonnensynchrone Bahnen: NOAA-TIROS: AVHRR -> zeitliche Drift der Überflugszeit
  • gute Bildqualität
  • Erdbeobachtung/Spionage
  • Wettersatelliten
  • kurze Lebenszeit

Geoinformatik und Fernerkundung

GEO Orbit

Bahngeschwindigkeit: 0,5 km/s

Umlaufdauer: 24h

Höhe: 36.000km

keine Nutzung über den Polen

Kommunikations- und Fernsehsatelitten

Kräftgleichgewicht aus Fliehkraft und Anziehungskraft, bei scheinbar stationärer Position des Satelitten über dem Äquator



Geoinformatik und Fernerkundung

Was machen RADAR und SAR-Systeme

 Generierung von Bildern der Geländeoberfläche, geometrische Auswertungen, qualitative Interpretationen

Geoinformatik und Fernerkundung

Scatterometer


  • Scatterometer liefern Information über das Reflexionsvermögen der Geländeoberfläche (und daraus ableitbare Größe)


Geoinformatik und Fernerkundung

radar altimeter


  • RADAR-Altimeter messen die Entfernung zu den rückstreuenden Objekten und damit die Höhe des Sensors über der Erd- oder Wasseroberfläche mit hoher Genauigkeit


Geoinformatik und Fernerkundung

Probleme SAR

  • foreshorting (Berge): Berge neigen sich scheinbar zum Sensor hin -> Korrektur mit Geländemodell
  • layover:  Starke Neigungen (zB Berghänge) wirken verkürzt, während Gelände im Tal verlängert wirkt. Führt zur Umkehr der geometrischen Ordnung in Radarbildern! Oben wird unten und umgekehrt. Im RAdar Bild erscheinen diese Bereiche heller
  • shadowing: Problem für aktive und passive Fernerkundung. Aus dem Schatten kommen keine Informationen


Geoinformatik und Fernerkundung

Aktive Fernerkundungsverfahren und ihre Anwendung

SAR: Bilder der EOF

Scatterometer: Reflexionsvermögen der EOF

Radar-Altimeter: Höhe über der EOF

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