Die vorliegende Arbeit befasst sich mit passiven Landerkundungssatelliten. Dazu wird zunächst auf die Gruppe der meteorologischen Satelliten eingegangen, wobei einige ausgewählte Satellitenmodelle bzw. -serien beispielhaft herausgegriffen werden. Anschließend sollen zukünftige Entwicklungen im Bereich der passiven Satellitenaufnahmesysteme am Beispiel der Hyperspektralscanner aufgezeigt werden. Abschließend werden Möglichkeiten diskutiert, wie die bisher behandelten passiven Landerkundungssatelliten sinnvoll klassifiziert werden können, um letztendlich einen einprägsamen Überblick über die verschiedenen Systeme zu erhalten.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
1 Meteorologische Satelliten
1.1 Allgemeines
1.2 METEOSAT
1.3 METEOSAT Second Generation (MSG)
1.4 Meteorologisches Satellitensystem, GOES, NOAA
2 Zukünftige Entwicklungen – Hyperspektralscanner
3 Überblick über passive Satellitenaufnahmesysteme
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, den Themenblock „passive Landerkundungssatelliten“ durch eine detaillierte Betrachtung meteorologischer Satellitensysteme und moderner Sensortechnologien zu vervollständigen und in einem einheitlichen Klassifikationsschema zusammenzuführen.
- Analyse der Funktionsweise und Anforderungen meteorologischer Satelliten (GEO vs. LEO).
- Detaillierte Untersuchung der METEOSAT-Serien (einschließlich MSG) sowie der GOES- und NOAA-Systeme.
- Evaluation von Hyperspektralscannern als zukunftsweisende Technologie in der Fernerkundung.
- Klassifizierung verschiedener passiver Satellitensysteme basierend auf ihrer Bodenauflösung.
Auszug aus dem Buch
1.1 Allgemeines
Meteorologische Satelliten müssen speziellen Anforderungen genügen, die nicht mit den Erfordernissen der landbezogenen Fernerkundung übereinstimmen. Dementsprechend unterscheiden sich auch die fernerkundlichen Methoden zum Teil erheblich. Zum einen ist für Wettersatelliten die Erfassung der dynamischen, mitunter sehr kurzfristigen Änderungen der Atmosphäre entscheidend. Zum anderen sollten ihre Sensoren in der Lage sein, die für klimatologische Analysen relevanten Bereiche der elektromagnetischen Strahlung zu registrieren. Als Konsequenz daraus ergibt sich, dass die Wiederholrate, also die temporale Auflösung, von großer Wichtigkeit ist. Vergleichsweise unbedeutend ist dagegen die räumliche Auflösung, die bei den meisten meteorologischen Satelliten im Kilometerbereich liegt und damit weit unter dem Niveau von Landerkundungssatelliten wie SPOT 5 (5 m) oder Quickbird-2 (bis zu 61 cm) zurückbleibt. Außerdem verfügen Wettersatelliten über spezielle Spektralkanäle, beispielsweise in den Absorptionsbanden des Wasserdampfes, die bei der Landerkundung kaum eine Rolle spielen. Um die genaue Intensität der relevanten elektromagnetischen Strahlung erfassen zu können, ist eine hohe radiometrische Auflösung für meteorologische Belange unerlässlich (vgl. LÖFFLER et al. 2005 : 73 f. ; ALBERTZ 2001: 218).
Grundsätzlich können meteorologische Satelliten durch die Art ihrer Umlaufbahn in zwei Kategorien unterschieden werden. Die einen befinden sich auf einer geostationären bzw. geosynchronen Umlaufbahn (GEO = geostationary earth orbit) in ca. 35.800 km Höhe über dem Äquator und scheinen immer am gleichen Punkt über der Erdoberfläche zu schweben, da sie mit der Erdrotation Schritt halten. Zu diesem Typ gehören unter anderem die METEOSAT- und die GOES-Serie. Ergänzt werden sie durch polar-umlaufende Satelliten, die sich auf viel niedrigeren (ca. 700-1.400 km Höhe) und gegen die Äquatorebene stark geneigten Orbits befinden (LEO = low earth orbit). Ein bekannter Vertreter ist beispielsweise die NOAA-Serie.
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung: Diese Einleitung führt in das Thema der passiven Landerkundungssatelliten ein und erläutert die methodische Vorgehensweise sowie das Ziel der Arbeit.
1 Meteorologische Satelliten: Dieses Kapitel behandelt die spezifischen Anforderungen an Wettersatelliten und vergleicht verschiedene Systeme wie METEOSAT, GOES und NOAA hinsichtlich ihrer Umlaufbahnen und Sensortechnik.
1.1 Allgemeines: Hier werden die grundlegenden technischen Anforderungen an meteorologische Satelliten definiert, insbesondere die Bedeutung der temporalen gegenüber der räumlichen Auflösung.
1.2 METEOSAT: Dieses Kapitel gibt einen historischen und technischen Überblick über das erste europäische Wettersatellitenprogramm METEOSAT.
1.3 METEOSAT Second Generation (MSG): Die technologische Weiterentwicklung durch die MSG-Serie wird hier detailliert unter Berücksichtigung verbesserter Spektral- und Zeitauflösungen dargestellt.
1.4 Meteorologisches Satellitensystem, GOES, NOAA: Das Kapitel vergleicht das US-amerikanische GOES-System mit dem europäischen Gegenstück und ergänzt die Betrachtung um polarumlaufende NOAA-Satelliten.
2 Zukünftige Entwicklungen – Hyperspektralscanner: Dieses Kapitel erläutert das Konzept der Hyperspektralsensorik, die eine wesentlich detailliertere spektrale Differenzierung von Oberflächen ermöglicht als herkömmliche Breitband-Scanner.
3 Überblick über passive Satellitenaufnahmesysteme: Abschließend erfolgt eine systematische Einordnung der behandelten Satellitensysteme in Klassen, basierend auf ihrer Bodenauflösung.
Schlüsselwörter
Fernerkundung, Meteorologische Satelliten, METEOSAT, MSG, GOES, NOAA, Hyperspektralscanner, Bodenauflösung, Spektralsignatur, Geostationäre Umlaufbahn, LEO, Radiometrische Auflösung, Satellitenaufnahmesysteme, Umweltbeobachtung, Klimatologie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der inhaltlichen Abrundung des Themenkomplexes „passive Landerkundungssatelliten“ durch eine Analyse meteorologischer Systeme.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf Wettersatelliten (GEO und LEO), deren technischer Spezifikationen sowie zukünftigen Entwicklungen wie Hyperspektralscannern.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, einen kompakten Überblick über verschiedene Satellitensysteme zu geben und Möglichkeiten für deren sinnvolle Klassifizierung zu diskutieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine strukturierte Literaturanalyse, die technische Daten und Funktionsweisen der Systeme anhand wissenschaftlicher Quellen gegenüberstellt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Untersuchung meteorologischer Satellitenserien, das Potenzial der Hyperspektraltechnik und eine finale Klassifikation nach Bodenauflösung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Fernerkundung, Hyperspektralscanner, Bodenauflösung, METEOSAT und GOES.
Wie unterscheidet sich die Auflösung von meteorologischen Satelliten zu Landerkundungssatelliten?
Während meteorologische Satelliten eine geringe räumliche Auflösung (Kilometerbereich) für kurzfristige atmosphärische Beobachtungen nutzen, benötigen Landerkundungssatelliten eine hohe räumliche Auflösung (Meterbereich) für detaillierte Bodenanalysen.
Warum sind Hyperspektralscanner für die Klassifizierung von Oberflächen vorteilhaft?
Sie erfassen durch hunderte schmale Kanäle den spektralen „Fingerabdruck“ einer Oberfläche fast kontinuierlich, was eine präzisere Unterscheidung von Materialien ermöglicht.
Warum ist eine Klassifizierung nach Bodenauflösung am sinnvollsten?
Sie gibt am deutlichsten Auskunft über den Verwendungszweck des Satellitensystems und lässt eine klare Abgrenzung zwischen meteorologischer und landbezogener Fernerkundung zu.
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- Simon Weller (Author), 2006, Aktuelle passive Landerkundungssatelliten, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/169732
