Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist es, aufzuzeigen, wie Methoden der Fernerkundung zur Beobachtung der Küstengebiete genutzt werden. Es wird dargestellt, in welchem Umfang und für welche speziellen Anwendungen und Teilbereiche der Küstenbeobachtung die Methoden der optischen und der Radar-Fernerkundung genutzt und verknüpft werden können. Es wird Küstenfernerkundung allgemein vorgestellt - sowohl die historische als auch die aktuelle - und aufgezeigt, welche Teilgebiete bearbeitet werden können. Desweiteren wird ausführlich auf verschiedene aktuelle Beispiele eingegangen und versucht, optische und Radar-Methoden in diesem Zusammenhang gegenüberzustellen und deren Vor- und Nachteile für die jeweiligen Anwendungen herauszuarbeiten.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Küste
2.1 Definition der Küste
2.2 Küste als Naturraum
2.3 Küste als Lebensraum
3 Fernerkundung der Küste
3.1 Historische und aktuelle Fernerkundung der Küste
3.2 Untersuchte Teilbereiche der Küstengebiete
4 Anwendung von Radar- und optischen Methoden
4.1 Bathymetrie
4.1.1 Einsatz optischer Sensoren
4.1.2 Einsatz von Radarsensoren
4.2 Küstenliniendetektion
4.2.1 Einsatz von ERS- und optischen Luftbild-Daten
4.3 Überschwemmungsgebiete
4.3.1 Einsatz optischer Sensoren
4.3.2 Einsatz von Radarsensoren
5 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht den Einsatz und die Synergie von optischen Methoden sowie Radar-Fernerkundung zur Beobachtung und Analyse von dynamischen Küstengebieten. Dabei wird analysiert, inwieweit diese Technologien trotz unterschiedlicher physikalischer Voraussetzungen für spezifische Küstenanwendungen wie Bathymetrie, Küstenliniendetektion und das Management von Überschwemmungskatastrophen genutzt werden können.
- Bedeutung von Küstengebieten als Lebens- und Naturraum
- Historische Entwicklung der Küstenfernerkundung
- Methodische Ansätze zur Bathymetrie mittels optischer und Radardaten
- Techniken der automatisierten Küstenliniendetektion
- Anwendung der Fernerkundung zur Analyse von Überschwemmungsereignissen
Auszug aus dem Buch
4.1.1 Einsatz optischer Sensoren
Die Bathymetrie mithilfe optischer Daten nutzt die Beziehung zwischen der Intensität der Reflexion, also der spektralen Eigenschaften der betrachteten (Wasser-) Fläche mit der Gewässertiefe (CRACKNELL 1999:490). Diese Intensität ist eine Funktion der Wellenlänge, der Reflektanz des Bodens, der Durchsichtigkeit des Wassers und der Tiefe (DAVIS et al 2004:420; MINGHELLI-ROMAN et al 2007:274). Soll die Tiefe des Küstengewässerbodens bestimmt werden, indem diese Funktion umgekehrt und genutzt wird, sind demnach zuerst die Reflektanz des Wassers, die von der Wassertransparenz abhängig ist, und die Bodenreflektanz zu quantifizieren (DAVIS et al. 2004:421; MINGHELLI-ROMAN et al 2007:274).
Einen Einfluss der Wassertransparenz auf die Reflektanz eines Korallensandbodens zeigt Abbildung 1, wobei die Reflektanz durch klares Ozeanwasser (0,1 mg/m³ Chlorophyll)(Abb.1a) und durch typisches Küstenwasser (2,0 mg/m³ Chlorophyll) dargestellt wird. Zu beachten ist die durch die hohe Chlorophyll-Konzentration verminderte Reflexion für eine gegebene Tiefe in den niedrigen Wellenlängenbereichen in Abbildung 1b. Daraus folgt, dass die optische Bathymetrie-Methode in sehr trüben Gewässern nicht angewandt werden kann (VICTOROV 1996:136).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung erläutert die hohe sozioökonomische Bedeutung von Küstengebieten und begründet die Notwendigkeit moderner, satellitengestützter Beobachtungsmethoden aufgrund der schwierigen Zugänglichkeit vieler Küstenabschnitte.
2 Die Küste: Dieses Kapitel definiert den Küstenraum aus verschiedenen administrativen und geographischen Perspektiven und hebt die ökologische sowie ökonomische Relevanz dieses komplexen Naturraums hervor.
3 Fernerkundung der Küste: Hier wird der historische Wandel von frühen Flugzeugaufnahmen hin zur modernen Satellitenfernerkundung nachgezeichnet und die Anforderungen an Sensoren in verschiedenen Küstenbereichen dargelegt.
4 Anwendung von Radar- und optischen Methoden: Das Hauptkapitel untersucht detailliert die praktischen Einsatzmöglichkeiten von optischen Sensoren und Radarsystemen in den Bereichen Bathymetrie, Küstenliniendetektion und Überschwemmungsmonitoring.
5 Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit stellt die komplementären Vorteile beider Methoden heraus und prognostiziert eine steigende Bedeutung der Küstenfernerkundung durch verbesserte Algorithmen und spezifisch zugeschnittene Satellitensysteme.
Schlüsselwörter
Fernerkundung, Küstengebiete, optische Sensoren, Radarmethoden, Bathymetrie, Küstenliniendetektion, Überschwemmungsgebiete, Satellitendaten, Luftbildinterpretation, Reflexion, Kohärenzbild, SAR, Küstenmanagement, Umweltmonitoring, Geographie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Möglichkeiten und Grenzen der Fernerkundung zur systematischen Beobachtung und Analyse von Küstengebieten durch den Einsatz von optischen Sensoren und Radarsystemen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die Bathymetrie (Tiefenmessung), die präzise Detektion von Küstenlinien sowie das Monitoring von Überschwemmungsereignissen, etwa nach Naturkatastrophen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, den Umfang und die spezifischen Einsatzgebiete von optischen und Radar-Methoden gegenüberzustellen und deren Vor- und Nachteile in der Küstenbeobachtung aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse, in der aktuelle wissenschaftliche Studien und Beispiele zur Anwendung verschiedener Fernerkundungstechniken, wie InSAR oder hyperspektrale Analysen, ausgewertet werden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in drei Anwendungsbereiche: die Vermessung von Meeresböden (Bathymetrie), die automatische Extraktion von Küstenverläufen und die Identifikation von überfluteten Gebieten nach Extremwetterereignissen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Fernerkundung, Küsten, SAR (Synthetic Aperture Radar), optische Sensoren, Bathymetrie, Küstenlinie und Katastrophenmanagement.
Warum ist Radar für die Küstenbeobachtung oft vorteilhafter als optische Sensoren?
Radarsysteme sind witterungs- und tageszeitunabhängig, da sie Wolken und Gischt durchdringen können, was bei optischen Sensoren zu erheblichen Einschränkungen führen würde.
Was besagt der "Double Bounce"-Effekt im Zusammenhang mit Überschwemmungen?
Der Double Bounce-Effekt tritt bei überfluteten Waldgebieten auf: Die Radarstrahlen werden an der Wasseroberfläche gespiegelt und anschließend an den Baumstämmen reflektiert, was zu einer hohen Rückstreuintensität im Radarbild führt.
Warum ist die optische Bathymetrie in trüben Gewässern problematisch?
Die Methode basiert auf der Lichtreflexion; in trübem Wasser beeinträchtigen Sedimente oder hohe Chlorophyllkonzentrationen die Durchsichtigkeit, was eine korrekte Tiefenberechnung erschwert oder unmöglich macht.
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- B.Sc. Veit Trübenbach (Author), 2009, Fernerkundung in Küstengebieten, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/200065
