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 23.10.2000

IKONOS Satellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder Kommentar

SRTM „Shuttle Radar Topography Mission“

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

IKONOS Satellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder

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)

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

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

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)

Daten: Optisches Teleskop IKONOS Daten: Optisches Teleskop

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“

Fotos: Teleskop & Hauptspiegel IKONOS Fotos: Teleskop & Hauptspiegel

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 13.200 Pixel, je 12 µm groß) „4-Meter-Sensor“ für multispektrale Bilder (CCD-Zeile mit 3.375 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

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

IKONOS Daten: Bilder Produktpalette: Einzelbild (Szene), 11 km x 11 km Streifen(-bild) , bis 11 km x 1000 km Flächen(-bild; Mosaik), 12.000 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

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 $ - 150 $ / km² - Bezug der Bilder über autorisierte Büros auf der gesamten Welt - Auslieferungsdauer: ca. 10 Wochen

IKONOS Beispiel: San Diego

IKONOS Satellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder Kommentar

SRTM „Shuttle Radar Topography Mission“

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)

Daten: Space Shuttle Mission SRTM - Shuttle Radar Topography Mission Daten: Space Shuttle Mission - Dauer: 11 Tage (vom 11. 02. bis 22. 02. 2000) - 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

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

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

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

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

Filmeinblendung

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: 6 m

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

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

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

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

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 23.10.2000