1. Lidar

Was ist ein Lidar?

In der Einführung kam bereits der Begriff Lidar als Teil des LITE-Experiments im Space Shuttle vor. Geläufiger als Lidar ist der Begriff Radar. Beide sind eng miteinander verwandt.

Die Abkürzungen bedeuten:

• Radio detection and ranging
• Light detection and ranging

Im Grunde sind Radar und Lidar sehr ähnliche Verfahren, mit denen aktive Fernerkundung mit elektromagnetischen Wellen betrieben wird, welche vom Instrument ausgesandt werden. Beide unterscheiden sich im genutzten Wellenlängenbereich: Lidar nutzt den Bereich des sichtbaren Lichts, Radar den Bereich der Mikrowellen.

Da das Lidar ein aktives Fernerkundungsverfahren ist, wird eine Lichtquelle benötigt, welche mit Licht oder Strahlung im Ultraviolett oder Infrarot das Untersuchungsobjekt beleuchtet. Hierzu dient ein Laser: seine Strahlung lässt sich sehr gebündelt auch über größere Entfernungen übertragen. Da das zu untersuchende Objekt meist weit entfernt ist, wird ein Teleskop benutzt, um das zurückkommende Licht möglichst lichtstark bündeln und analysieren zu können. Das Lichtbündel wird dann von einem Spektrographen spektral zerlegt. Ein Strahlungsdetektor - meist ein Photoelektronenvervielfacher - liefert ein elektrisches Ausgangssignal, das mit einem Oszilloskop oder mit Messkarten an Computern verarbeitet werden kann.

Lidar kann genutzt werden, um die Zusammensetzung der Atmosphäre und des Ozeans oder auch die Beschaffenheit Landoberfläche zu untersuchen. Neben der Analyse von Substanzen wird gleichzeitig durch die Nutzung kurzer Laserpulse auch die Entfernung zu diesen Substanzen bestimmt. Man kann mit Lidar also zum Beispiel die Höhenverteilung der Landoberfläche oder auch die Höhe von Wolken in der Atmosphäre messen; es gibt sehr viele Anwendungen, und einige werden in dieser Lerneinheit ausführlich vorgestellt.