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IKONOS und SRTMIKONOS und SRTMNeue hochauflösende SatellitenbilderNeue hochauflösende Satellitenbilder
Seminar Geoinformation (WS 00/01)
Thema: FernerkundungThema: Fernerkundung
Ein Vortrag von Andreas Wizesarsky
im Rahmen des Seminars „Geoinformation“
des Instituts für Kartographie und Geoinformation
der Universität Bonn am 23.10.2000
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IKONOSIKONOSSatellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder
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SRTMSRTM„Shuttle Radar Topography Mission“
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Neue hochauflösende SatellitenbilderNeue hochauflösende Satellitenbilder
IKONOS und SRTMIKONOS und SRTM
Echte Alternativen zur
klassischen Photogrammetrie?
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IKONOSIKONOSSatellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder
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IKONOSIKONOSAllgemeine InformationenAllgemeine Informationen
Betreiber: Firmenkonsortium unter der Leitung vonSpace Imaging (Denver, USA)
Kontrukteure: Lockheed Martin Corp. (Satellit, Trägerrakete)
Eastman Kodak Company (Aufnahmetechnik)Raytheon Company (Kommunikation)
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IKONOSIKONOSAllgemeine InformationenAllgemeine 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
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IKONOSIKONOSDaten: SatellitDaten: Satellit
- Höhe der Umlaufbahn:681 km
- Inklination: 98,1°
- Geschwindigkeit: ca. 7 km/s
- Umlaufzeit: 98 Minuten
- nahezu polare, kreisförmige und sonnen-synchonen Umlaufbahn
- Überfluge einer bestimmten Region: 2x pro Tag
- Steuerung: längs und quer zur Flugbahn
- voraussichtliche Lebensdauer: 5 – 7 Jahre
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IKONOSIKONOSDaten: digitales KamerasystemDaten: digitales Kamerasystem
- 4 Hauptkomponenten:
1. Optisches Teleskop (für Bildgröße 11km x 11km)
3. Bildverarbeitungseinheit (Bildkompression)
4. Stromversorgung (Verbrauch = 350 W vgl. PC)
2. „Focal Plane Unit“ (Aufnahme-Arrays)
- Entwicklung durch Eastman Kodak Company
- Entwicklungsdauer: 3 Jahre
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IKONOSIKONOSDaten: Optisches TeleskopDaten: Optisches Teleskop
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- Länge: ca. 2 m
IKONOSIKONOS
- davon 1 Hauptspiegel
- Durchmesser: 0,7 m
- Brennweite: ca. 10 m
- Durchlassöffnung in der Mitte von 152 mm
- nicht-axiales asphärisches Paraboloid
- Aufbau aus 5 Spiegeln
- Strahlengang (s. Animation)
- Strahl endet in „Focal Plane Unit“
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IKONOSIKONOSFotos: Teleskop & HauptspiegelFotos: Teleskop & Hauptspiegel
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IKONOSIKONOSDaten: „Focal Plane Unit“Daten: „Focal Plane Unit“
- Inhalt: CCD-Arrays für die Bildaufnahme
- „1-Meter-Sensor“ für panchromatische Bilder (CCD-Zeile mit 13.200 Pixel, je 12 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
- „4-Meter-Sensor“ für multispektrale Bilder (CCD-Zeile mit 3.375 Pixel, je 48 µm groß)
- Montageplattform für Bildsensoren und Verarbeitungselektronik
- Größe: 25 cm x 23 cm x 23 cm
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IKONOSIKONOSFoto: „Focal Plane Unit“Foto: „Focal Plane Unit“
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IKONOSIKONOSDaten: BilderDaten: Bilder
Streifen(-bild) , bis 11 km x 1000 km
Flächen(-bild; Mosaik), 12.000 km²
1 Überflug ohne Passpunkte:10,0 m (horizontal)12,0 m (vertikal)
3 Überflüge mit Passpunkte: 1,5 m
- Genauigkeit der Bilder:
- Produktpalette:
Einzelbild (Szene), 11 km x 11 km
6 Überflüge mit Passpunkte: 1,0 m
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IKONOSIKONOSDaten: BilderDaten: Bilder
Aufnahme mit Paßpunkten, Auflösung von ca. 4 mProdukt „CANTERRA PRECISION“ 99 $ / km²
Aufnahme mit Paßpunkten, Auflösung von 1 mProdukt „CANTERRA 1m-MSI“ 99 $ - 150 $ / km²
- Auslieferungsdauer: ca. 10 Wochen
- Bezug der Bilder über autorisierte Büros auf der gesamten Welt
- Preis pro Bild
einfache Aufnahme, geringe AuflösungProdukt „CANTERRA GEO“ 18 $ / km²
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IKONOSIKONOS
Beispiel: Beispiel: San DiegoSan Diego
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IKONOSIKONOSSatellitensystem zur Aufnahme hochauflösender Bilder
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SRTMSRTM„Shuttle Radar Topography Mission“
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SRTMSRTMAllgemeine InformationenAllgemeine Informationen
Gemeinschaftsprojekt:
- NASA (National Aeronautics and Space Administration)
- DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)
- NIMA (National Imagery and Mapping Agency)
- ASI (Agenzia Spaziale Italiana)
- Shuttle Radar Topography Mission
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- Dauer: 11 Tage (vom 11. 02. bis 22. 02. 2000)
- Höhe der Umlaufbahn: 233 km
- Inklination: 57°
- 16 Erdumrundungen pro Tag
- Geschwindigkeit: 7,5 km/s
SRTMSRTMDaten: Space Shuttle MissionDaten: Space Shuttle Mission
- Shuttle Radar Topography Mission
- Fläche zwischen 60° nördl. bis 58° südl. Breite- 80% der Landfläche 90% der bevölkerten Fläche
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SRTMSRTMDaten: Space Shuttle MissionDaten: Space Shuttle Mission
- Shuttle Radar Topography Mission
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SRTMSRTMDaten: AufnahmetechnikDaten: Aufnahmetechnik
- Aufnahme per Radarsystem: Synthetic Aperture Radar (SAR)
- Komponenten:Inboard-Antenne (Hauptradar im Laderaum)Outboard-Antenne (am Mast außerhalb des Shuttles)
- Shuttle Radar Topography Mission
- 2 Radarsysteme:
- Vergleich: X-SAR / C-SARX-SAR: höhere AuflösungC-SAR: breiteren Scannbereich
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
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SRTMSRTMDaten: AufnahmetechnikDaten: Aufnahmetechnik
- Shuttle Radar Topography Mission
Hauptantenne im Laderaum
Empfänger-antenne am Mast Seiten-
Detailansicht
C-Band-Antenne(Sender & Empfänger)
C-Band-Antenne(Empfänger)
X-Band-Antenne(Sender & Empfänger)
X-Band-Antenne(Empfänger)
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SRTMSRTMDaten: AufnahmetechnikDaten: Aufnahmetechnik
- Shuttle Radar Topography Mission
Empfänger (Outboard-Antenne)
Sender und Empfänger (Inboard-Antenne)
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Filmeinblendung
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SRTMSRTMDaten: Auswertung / VerarbeitungDaten: Auswertung / Verarbeitung
- aufgenommene Datenmenge pro Sekunde: 270 MB
- 3 (Haupt-) Auswerteschritte:Kalibrierung und Korrektur der DatenSignalverarbeitunggeometrische Verarbeitung
- insgesamt aufgenommene Datenmenge: ca. 3 TB = 3·106 MB
- Shuttle Radar Topography Mission
- voraussichtliche Dauer der Auswertung: 2 Jahre
- Auflösung der bearbeiteten Bildern:horizontal: 30 mvertikal: 6 m
Korrektur von Abweichungenz.B. Temperatur und MastbewegungenRegistrierung, Filterung
Überlagerung von Signalen=>Interferogramm (Bild)Einrechnung von Referenzpunkten
Bildung von Mosaiken
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SRTMSRTMBeispielbilderBeispielbilder (White Sands / USA) (White Sands / USA)
- Shuttle Radar Topography Mission
Interferogramm (Rohdaten) Zwischenprodukt (Graubild)
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SRTMSRTMBeispielbilderBeispielbilder (Vulkan Teide auf Teneriffa) (Vulkan Teide auf Teneriffa)
- Shuttle Radar Topography Mission
Interferogramm (Rohdaten) Endprodukt (DGM)
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SRTMSRTMBeispielbilderBeispielbilder (Neuseeland – Vergleich alt - neu) (Neuseeland – Vergleich alt - neu)
- Shuttle Radar Topography Mission
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SRTMSRTMBeispielbilderBeispielbilder (Bonn und Umgebung) (Bonn und Umgebung)
- Shuttle Radar Topography Mission
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IKONOS und SRTMIKONOS und SRTMNeue hochauflösende SatellitenbilderNeue hochauflösende Satellitenbilder
Seminar Geoinformation (WS 00/01)
Thema: FernerkundungThema: Fernerkundung
Ein Vortrag von Andreas Wizesarsky
im Rahmen des Seminars „Geoinformation“
des Instituts für Kartographie und Geoinformation
der Universität Bonn am 23.10.2000