Arbeitsblatt Kapitel 5 - Lehrerkommentar

Bildverarbeitung
Georeferenzierung - Verbesserung und Mosaikierung

Inhalte:

Sollen ausdruckstarke und inhaltlich gehaltvolle Satellitenbilder erstellt werden wie wir sie aus dem Alltag kennen oder ein Bildmosaik wie in Arbeitsblatt 4 (über die visuelle Bildinterpretation von Europa), müssen die rohen Satellitendaten erst verarbeitet, verbessert und mosaikiert werden. Sollen die Daten mit anderen Quellen wie z.B. Karten usw. verglichen werden, müssen sie zuerst georeferenziert werden. D.h. es muss eine Beziehung zwischen den Pixeln und der Position der entsprechenden Punkte auf der Erdoberfläche hergestellt werden.

Didaktischer Kommentar:

• Das Arbeitsblatt "Bildverarbeitung" macht deutlich, dass Satellitendaten erst bearbeitet werden müssen, bevor sie zu unterschiedlichen Zwecken einsetzbar sind.
• Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass negative Einflüsse auf den Aufnahmen wie Wolken oder Sonnenstrahlenreflektionen erst entfernt werden müssen, bevor man eine "klares" Bild der Erdoberfläche erhält.
• Die verschiedenen Arbeitsschritte sollen von den Schülerinnen und Schülern rekonstruiert und beschrieben werden.

Lösung des Arbeitsblattes 'Bildverarbeitung'

1. Erklären Sie, warum die Daten von Satellitenbildern aufgearbeitet werden müssen.
   • Nicht nachgearbeitete Satellitenbilder sind abhängig von den Verhältnissen in der Atmosphäre und der Witterung.
   • Geometrische und radiometrische Korrekturen ermöglichen es, die Datensätze in verschiedenen Anwendungsbereichen erfolgreicher zu verwenden.
   • Eine atmosphärische Korrektur beinhaltet Informationen (aus anderen Quellen) über Interferenzen in der Atmosphäre zwischen Satellit und Erdoberfläche, wie z.B. Aerosole. Diese zusätzlichen Informationen erlauben es, diese Störfaktoren zu entfernen.
2. Überlegen Sie sich, was mit den oben abgebildeten Satellitenaufnahmen passiert sein könnte? Wie wurden diese Aufnahmen bearbeitet?
   • Die Aufnahmen wurden zuerst radiometrisch und spektral korrigiert, d.h. die atmosphärischen Einflüsse (Schleier) wurden reduziert und die Farbe optimiert.
   • Als nächstes wurden die Aufnahmen geometrisch korrigiert, wodurch eine Beziehung zwischen den Bildpixeln und der Position der entsprechenden Punkte auf der Erdoberfläche hergestellt wurde. So können verschiedene Bilder, die zu unterschiedlichen Zeiten produziert wurden, in einem Mosaik verschmolzen werden.
3. Beschreiben und interpretieren Sie die unterschiedlichen Farben in den verschiedenen Szenen.
   • Das Meer hat in den Satellitenbildern unterschiedliche Farben. Sie reichen von mittelblau bis schwarz.
   • Einige Bilder auf dem Gebiet des ehemaligen Jugoslawien zeigen ein dunkleres Grün als die übrigen Bilder in Europa.
     
     
   • Bilder von Nordafrika zeigen vollkommen andere Farben aufgrund von Wüsten, anderen geologischen Formen usw.

   a. Wofür stehen die weißen Flecken über Island?

   • Sie repräsentieren Wolken über der Insel.
   • MERIS ist ein optischer Sensor, der Wolken und Regen nicht durchdringen kann. Aktive Radarsysteme können dies jedoch und so werden Wolken weiß dargestellt.

   b. Wofür stehen die weißen Flecken im südlichen Mittelmeer?

   • Diese weißen Flecken sind Reflektionen der Sonne im Mittelmeer.
4. Überlegen Sie sich, was mit den oben abgebildeten Satellitenaufnahmen weiter geschehen muss um ein einheitliches Satellitebildmosaik zu erstellen? Wie müssen die Aufnahmen weiter verarbeitet werden?
   • Die Satellitenszenen müssen spektral an die benachbarten Bilder angepasst werden, um eine gleichmäßige Farbverteilung zu erreichen.

• Fehlende Bilder müssen in das Mosaik eingefügt werden.