Neue hochauflösende Satellitenbilder

Präsentation zum Thema: "Neue hochauflösende Satellitenbilder"—  Präsentation transkript:

1 Neue hochauflösende Satellitenbilder
Seminar Geoinformation (WS 00/01) Thema: Fernerkundung IKONOS und SRTM Neue hochauflösende Satellitenbilder Ein Vortrag von Andreas Wizesarsky im Rahmen des Seminars „Geoinformation“ des Instituts für Kartographie und Geoinformation der Universität Bonn am

2 IKONOS Satellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder Kommentar

3 SRTM „Shuttle Radar Topography Mission“

4 IKONOS und SRTM Echte Alternativen zur klassischen Photogrammetrie?
Neue hochauflösende Satellitenbilder Echte Alternativen zur klassischen Photogrammetrie?

5 IKONOS Satellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder

6 Allgemeine Informationen
IKONOS Allgemeine Informationen Betreiber: Firmenkonsortium unter der Leitung von Space Imaging (Denver, USA) Kontrukteure: Lockheed Martin Corp (Satellit, Trägerrakete) Raytheon Company (Kommunikation) Eastman Kodak Company (Aufnahmetechnik)

7 Allgemeine Informationen
IKONOS Allgemeine Informationen - der Name: „IKONOS“ leitet sich vom griechischen „EIKONA“ (Bild) ab - ursprüngliche Konstellation: 2 Satelliten zur Erdbeobachtung - IKONOS-1 stürzte beim Start am 27. April 1999 in den Pazifik IKONOS-2 startet am 24. September 1999 ohne Probleme

8 IKONOS Daten: Satellit - Höhe der Umlaufbahn: 681 km
- Inklination: 98,1° - nahezu polare, kreisförmige und sonnen-synchonen Umlaufbahn - Geschwindigkeit: ca. 7 km/s Umlaufzeit: 98 Minuten Überfluge einer bestimmten Region: 2x pro Tag Steuerung: längs und quer zur Flugbahn voraussichtliche Lebensdauer: 5 – 7 Jahre

9 Daten: digitales Kamerasystem
IKONOS Daten: digitales Kamerasystem Entwicklung durch Eastman Kodak Company Entwicklungsdauer: 3 Jahre 4 Hauptkomponenten: 1. Optisches Teleskop (für Bildgröße 11km x 11km) 2. „Focal Plane Unit“ (Aufnahme-Arrays) 3. Bildverarbeitungseinheit (Bildkompression) 4. Stromversorgung (Verbrauch = 350 W vgl. PC)

10 Daten: Optisches Teleskop
IKONOS Daten: Optisches Teleskop

11 IKONOS Länge: ca. 2 m - Brennweite: ca. 10 m Aufbau aus 5 Spiegeln
- davon 1 Hauptspiegel nicht-axiales asphärisches Paraboloid - Durchmesser: 0,7 m - Durchlassöffnung in der Mitte von 152 mm - Strahlengang (s. Animation) Strahl endet in „Focal Plane Unit“

12 Fotos: Teleskop & Hauptspiegel
IKONOS Fotos: Teleskop & Hauptspiegel

13 Daten: „Focal Plane Unit“
IKONOS Daten: „Focal Plane Unit“ Montageplattform für Bildsensoren und Verarbeitungselektronik Größe: 25 cm x 23 cm x 23 cm Inhalt: CCD-Arrays für die Bildaufnahme „1-Meter-Sensor“ für panchromatische Bilder (CCD-Zeile mit Pixel, je 12 µm groß) „4-Meter-Sensor“ für multispektrale Bilder (CCD-Zeile mit Pixel, je 48 µm groß) Bilder besitzen eine Farbtiefe von 11 Bit pro Pixel; durch verlustfreie Komprimierung auf 2,6 Bit pro Pixel Verarbeitungsgeschwindigkeit beträgt 115 Mio. Pixel pro Sekunde; entspricht einer Datenmenge von einer CD alle 17 Sekunden

14 Foto: „Focal Plane Unit“
IKONOS Foto: „Focal Plane Unit“

15 IKONOS Daten: Bilder Produktpalette: Einzelbild (Szene), 11 km x 11 km
Streifen(-bild) , bis 11 km x 1000 km Flächen(-bild; Mosaik), km² - Genauigkeit der Bilder: 1 Überflug ohne Passpunkte: 10,0 m (horizontal) 12,0 m (vertikal) 3 Überflüge mit Passpunkte: 1,5 m 6 Überflüge mit Passpunkte: 1,0 m

16 IKONOS Daten: Bilder - Preis pro Bild
einfache Aufnahme, geringe Auflösung Produkt „CANTERRA GEO“ 18 $ / km² Aufnahme mit Paßpunkten, Auflösung von ca. 4 m Produkt „CANTERRA PRECISION“ 99 $ / km² Aufnahme mit Paßpunkten, Auflösung von 1 m Produkt „CANTERRA 1m-MSI“ 99 $ $ / km² - Bezug der Bilder über autorisierte Büros auf der gesamten Welt - Auslieferungsdauer: ca. 10 Wochen

17 IKONOS Beispiel: San Diego

18 IKONOS Satellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder Kommentar

19 SRTM „Shuttle Radar Topography Mission“

20 Allgemeine Informationen
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Allgemeine Informationen Gemeinschaftsprojekt: - NASA (National Aeronautics and Space Administration) - NIMA (National Imagery and Mapping Agency) - DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) - ASI (Agenzia Spaziale Italiana)

21 Daten: Space Shuttle Mission
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Space Shuttle Mission - Dauer: 11 Tage (vom bis ) - Höhe der Umlaufbahn: 233 km Geschwindigkeit: 7,5 km/s 16 Erdumrundungen pro Tag Inklination: 57° Fläche zwischen 60° nördl. bis 58° südl. Breite - 80% der Landfläche  90% der bevölkerten Fläche

22 Daten: Space Shuttle Mission
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Space Shuttle Mission

23 Daten: Aufnahmetechnik
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Aufnahmetechnik - Aufnahme per Radarsystem: Synthetic Aperture Radar (SAR) Komponenten: Inboard-Antenne (Hauptradar im Laderaum) Outboard-Antenne (am Mast außerhalb des Shuttles) - 2 Radarsysteme: C-Band-Radar (C-SAR; entwickelt durch die NASA) - Breite der gescannten Oberfläche: 225 km - Wellenlänge: 6 cm - Frequenz: 5,3 GHz X-Band-Radar (X-SAR; entwickelt durch DLR & ASI) - Breite der gescannten Oberfläche: 50 km - Wellenlänge: 3,1 cm - Frequenz: 9,6 GHz Vergleich: X-SAR / C-SAR X-SAR: höhere Auflösung C-SAR: breiteren Scannbereich

24 Daten: Aufnahmetechnik
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Aufnahmetechnik C-Band-Antenne (Sender & Empfänger) (Empfänger) Hauptantenne im Laderaum Seiten-Detailansicht X-Band-Antenne (Sender & Empfänger) (Empfänger) Empfänger-antenne am Mast

25 Daten: Aufnahmetechnik
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Aufnahmetechnik Sender und Empfänger (Inboard-Antenne) Empfänger (Outboard-Antenne)

26 Filmeinblendung

27 Daten: Auswertung / Verarbeitung
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Auswertung / Verarbeitung - aufgenommene Datenmenge pro Sekunde: 270 MB - insgesamt aufgenommene Datenmenge: ca. 3 TB = 3·106 MB Korrektur von Abweichungen z.B. Temperatur und Mastbewegungen Registrierung, Filterung Überlagerung von Signalen=> Interferogramm (Bild) - voraussichtliche Dauer der Auswertung: 2 Jahre Einrechnung von Referenzpunkten Bildung von Mosaiken 3 (Haupt-) Auswerteschritte: Kalibrierung und Korrektur der Daten Signalverarbeitung geometrische Verarbeitung Auflösung der bearbeiteten Bildern: horizontal: 30 m vertikal: m

28 Beispielbilder (White Sands / USA)
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Beispielbilder (White Sands / USA) Interferogramm (Rohdaten) Zwischenprodukt (Graubild)

29 Beispielbilder (Vulkan Teide auf Teneriffa)
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Beispielbilder (Vulkan Teide auf Teneriffa) Interferogramm (Rohdaten) Endprodukt (DGM)

30 Beispielbilder (Neuseeland – Vergleich alt - neu)
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Beispielbilder (Neuseeland – Vergleich alt - neu)

31 Beispielbilder (Bonn und Umgebung)
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Beispielbilder (Bonn und Umgebung)

32 Neue hochauflösende Satellitenbilder
Seminar Geoinformation (WS 00/01) Thema: Fernerkundung IKONOS und SRTM Neue hochauflösende Satellitenbilder Ein Vortrag von Andreas Wizesarsky im Rahmen des Seminars „Geoinformation“ des Instituts für Kartographie und Geoinformation der Universität Bonn am