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Lernmaterialien für Anwendungen der Fernerkundung an der Universität Würzburg

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Anwendungen der Fernerkundung Kurs an der Universität Würzburg zu.

TESTE DEIN WISSEN
Beschreiben Sie die allgemeine Vorgehenesweise bei einer Change Detection 
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TESTE DEIN WISSEN
1) Problemstellung
2) Auswahl der Fernerkundungsdaten
3) Vorprozessierung der Daten
4) Auswahl geeigneter Variablen
5) Auswahl geeigneter Algorithmen
6) Evaluation der Ergebnisse


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TESTE DEIN WISSEN
Warum braucht man die Histogrammanpassung?
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TESTE DEIN WISSEN
Je Szene kommt nur ein gewisser Teil des Intensitätsspektrums der Strahlung an

Wenn man Pixelwerte 1:1 auf Graustufen Überträgt, entsteht häufig eine schwer lesbare Ansicht im viewer

Histogrammanpassungen verbessern den Kontrast der Daten und erleichtern die Interpretierbarkeit 
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist Georeferenzierung und welche arten der Georeferenzierung gibt es?
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TESTE DEIN WISSEN
Georeferenzierung ist die Zuweisung zur Lage der Daten in der Realen Welt

Geocodierung: den Daten muss ein Koordinatensystem zugewiesen werden "Define Projection"

Umcodierung: Die Daten liegen in Unterschiedlichen KoSys vor und müssen in dasselbe übertragen werden "Reproject"

Geokorrektur: Die Daten enthalten einen Fehler "Georeferencing" 
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TESTE DEIN WISSEN
Woher kommen die Geometrischen Fehler in der Fernerkundung? 
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TESTE DEIN WISSEN
Interne Fehler -> vom Aufnahmesystem = systematische Fehler (vorhersehbar, parametrisch)
- "Earth Rotation Skew"
- "Scan Time Skew"
- "Scan Mirror Velocity"

Externe Fehler = bicht-systematische Fehler (zufällig, nicht-parametrisch)
- Änderung der Flughöhe = änderung des Maßstabs
- Änderung der Flugzeuglage = Roll, Pitch, Yaw
- Änderung der Fluggeschwindigkeit
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TESTE DEIN WISSEN
Welche Internen Fehler gibt es?
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TESTE DEIN WISSEN
"Earth Rotation Skew": Versatz aufgrund der Erdrotation -> Verschiebung nach Westen

"Scan Time Skew": Nicht nur die Erde dreht sich nach Osten, auch der Satelit bewegt sich auf seinem Orbit -> Zeilen am Ende des Scans sind im Vergleich zu den ersten Zeilen versetzt

"Scan Mirror Velocity": Variation der Sensor-Abtastgeschwindigkeit

Erdkrümmung: Pixel werden gestaucht
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TESTE DEIN WISSEN
Was sind Ground Control Points?
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TESTE DEIN WISSEN
Markants Punkte an der Erdoberfläche, die Sowohl im zu referenzierenden Bild, als auch in der zugrunde-liegenden Karte/Bild eindeutig zu identifizieren sind

Bsp. Brücken, Kreuzungen, Einzelfelsen


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TESTE DEIN WISSEN
Welche Strahlungswege, die das Signal verfälschen können unterschieden werden?
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TESTE DEIN WISSEN
1. Zurückhaltung von eingehender Strahlung in der Atmosphäre 
2. Diffuse Himmelsstrahlung
3. Abwärtsreflexion direkt in der Atmosphäre 
4. Strahlung, die von Nachbarpixeln reflektiert und Anschließend zum Sensor gestreut wurde
5. Strahlung, die von Nachbarpixeln reflektiert und Anschließend zum Messobjekt gestreut wurden
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TESTE DEIN WISSEN
Welche Typen der Atmosphärenkorrektur gibt es und Nennen sie Je ein Beispiel für Verfahren?
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TESTE DEIN WISSEN
Absolut -> Oberflächenreflektanzen
Verfahren: Empirical Line Calibration:
- Ausgewählten Bildbereichen werden Laborspektren zugewiesen, durch Regression Annäherung der Bildspektren an Referenzspektren

Relativ -> Normalisierung der Intensitäten zwischen den Bändern 
Verfahren:
- Dark Objects Subtraction: 
* Dark Objects = Objekte mit einem Albedo unter 5% (Schatten, Wolken, Seen)
*DOS-Modell nimmt an, dass dunkle Objekte keine Strahlung reflektieren
* Im DOS gemessene Strahlung wird von jedem Bildpunkt subtrahiert

- Pseudo-invariant Features
* Annahme, dass Oberflächen aus unveränderlichem Material zu jedem Zeitpunkt die gleichen Werte aufweisen, und Unterschiede demzufolge nur auf Unterschiedliche Atmosphärenbedingungen zurückzuführen sind
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TESTE DEIN WISSEN
Welche Aussage bezüglich der Auswirkungen einer Histogrammanpassung sind richtig?
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TESTE DEIN WISSEN
Es kommt bei den Pixeln zu Veränderungen und zu Informationsverlust
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TESTE DEIN WISSEN
Welche Indizes können, außer den Vegetationsindizes, noch berechnet werden?
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TESTE DEIN WISSEN
Indize dür Feuer und Brandflächen:
NBR(Normalized Burn Ratio)= (NIR-SWIR)/(NIR+SWIR)

Schneeindizes
Normalized Difference Snow Index: NDSI=(GREEN-SWIR1)/(GREEN+SWIR1)

Wasserindizes
Normalized Difference Water Index:
NDWI=(NIR-SWIR)/(NIR+SWIR)

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TESTE DEIN WISSEN
Wozu dient die Transformation eines oder mehrerer Raster/Kanäle in der Verarbeitung fernerkundungsbezogener Daten?
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TESTE DEIN WISSEN
Der verbindung mehrerer Raster/Kanäle
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist die Motivation hinter Klassifikationen und wofür braucht man sie?
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TESTE DEIN WISSEN
Klassifikationen dienen dem Gewinn Raumbezogener Daten für:
-Oberflächenmonitoring
-Landschaftsanalyse
-Bilanzierung und Modellierung (Klimamodelle)
- Veränderungsanalysen
...

Klassifikation ist der Prozess der Kategorisierung aller Pixel in einem fernerkundlichen Datensatz, um einen bestimmten Satz von Bezeichnungen zu erhalten
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Q:
Beschreiben Sie die allgemeine Vorgehenesweise bei einer Change Detection 
A:
1) Problemstellung
2) Auswahl der Fernerkundungsdaten
3) Vorprozessierung der Daten
4) Auswahl geeigneter Variablen
5) Auswahl geeigneter Algorithmen
6) Evaluation der Ergebnisse


Q:
Warum braucht man die Histogrammanpassung?
A:
Je Szene kommt nur ein gewisser Teil des Intensitätsspektrums der Strahlung an

Wenn man Pixelwerte 1:1 auf Graustufen Überträgt, entsteht häufig eine schwer lesbare Ansicht im viewer

Histogrammanpassungen verbessern den Kontrast der Daten und erleichtern die Interpretierbarkeit 
Q:
Was ist Georeferenzierung und welche arten der Georeferenzierung gibt es?
A:
Georeferenzierung ist die Zuweisung zur Lage der Daten in der Realen Welt

Geocodierung: den Daten muss ein Koordinatensystem zugewiesen werden "Define Projection"

Umcodierung: Die Daten liegen in Unterschiedlichen KoSys vor und müssen in dasselbe übertragen werden "Reproject"

Geokorrektur: Die Daten enthalten einen Fehler "Georeferencing" 
Q:
Woher kommen die Geometrischen Fehler in der Fernerkundung? 
A:
Interne Fehler -> vom Aufnahmesystem = systematische Fehler (vorhersehbar, parametrisch)
- "Earth Rotation Skew"
- "Scan Time Skew"
- "Scan Mirror Velocity"

Externe Fehler = bicht-systematische Fehler (zufällig, nicht-parametrisch)
- Änderung der Flughöhe = änderung des Maßstabs
- Änderung der Flugzeuglage = Roll, Pitch, Yaw
- Änderung der Fluggeschwindigkeit
Q:
Welche Internen Fehler gibt es?
A:
"Earth Rotation Skew": Versatz aufgrund der Erdrotation -> Verschiebung nach Westen

"Scan Time Skew": Nicht nur die Erde dreht sich nach Osten, auch der Satelit bewegt sich auf seinem Orbit -> Zeilen am Ende des Scans sind im Vergleich zu den ersten Zeilen versetzt

"Scan Mirror Velocity": Variation der Sensor-Abtastgeschwindigkeit

Erdkrümmung: Pixel werden gestaucht
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Q:
Was sind Ground Control Points?
A:
Markants Punkte an der Erdoberfläche, die Sowohl im zu referenzierenden Bild, als auch in der zugrunde-liegenden Karte/Bild eindeutig zu identifizieren sind

Bsp. Brücken, Kreuzungen, Einzelfelsen


Q:
Welche Strahlungswege, die das Signal verfälschen können unterschieden werden?
A:
1. Zurückhaltung von eingehender Strahlung in der Atmosphäre 
2. Diffuse Himmelsstrahlung
3. Abwärtsreflexion direkt in der Atmosphäre 
4. Strahlung, die von Nachbarpixeln reflektiert und Anschließend zum Sensor gestreut wurde
5. Strahlung, die von Nachbarpixeln reflektiert und Anschließend zum Messobjekt gestreut wurden
Q:
Welche Typen der Atmosphärenkorrektur gibt es und Nennen sie Je ein Beispiel für Verfahren?
A:
Absolut -> Oberflächenreflektanzen
Verfahren: Empirical Line Calibration:
- Ausgewählten Bildbereichen werden Laborspektren zugewiesen, durch Regression Annäherung der Bildspektren an Referenzspektren

Relativ -> Normalisierung der Intensitäten zwischen den Bändern 
Verfahren:
- Dark Objects Subtraction: 
* Dark Objects = Objekte mit einem Albedo unter 5% (Schatten, Wolken, Seen)
*DOS-Modell nimmt an, dass dunkle Objekte keine Strahlung reflektieren
* Im DOS gemessene Strahlung wird von jedem Bildpunkt subtrahiert

- Pseudo-invariant Features
* Annahme, dass Oberflächen aus unveränderlichem Material zu jedem Zeitpunkt die gleichen Werte aufweisen, und Unterschiede demzufolge nur auf Unterschiedliche Atmosphärenbedingungen zurückzuführen sind
Q:
Welche Aussage bezüglich der Auswirkungen einer Histogrammanpassung sind richtig?
A:
Es kommt bei den Pixeln zu Veränderungen und zu Informationsverlust
Q:
Welche Indizes können, außer den Vegetationsindizes, noch berechnet werden?
A:
Indize dür Feuer und Brandflächen:
NBR(Normalized Burn Ratio)= (NIR-SWIR)/(NIR+SWIR)

Schneeindizes
Normalized Difference Snow Index: NDSI=(GREEN-SWIR1)/(GREEN+SWIR1)

Wasserindizes
Normalized Difference Water Index:
NDWI=(NIR-SWIR)/(NIR+SWIR)

Q:
Wozu dient die Transformation eines oder mehrerer Raster/Kanäle in der Verarbeitung fernerkundungsbezogener Daten?
A:
Der verbindung mehrerer Raster/Kanäle
Q:
Was ist die Motivation hinter Klassifikationen und wofür braucht man sie?
A:
Klassifikationen dienen dem Gewinn Raumbezogener Daten für:
-Oberflächenmonitoring
-Landschaftsanalyse
-Bilanzierung und Modellierung (Klimamodelle)
- Veränderungsanalysen
...

Klassifikation ist der Prozess der Kategorisierung aller Pixel in einem fernerkundlichen Datensatz, um einen bestimmten Satz von Bezeichnungen zu erhalten
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