Die Erde von Oben

Das Ganges Delta aus Sicht des Landsat 7 Satelliten

Nachdem der Blick aus der ISS schon durchaus beeindruckend war und anscheinend hier alle meine Karten-Artikel mögen, wird es nun einen Tick wissenschaftlicher. Allerdings auch nur ein wenig. Es geht nämlich um den Blick auf die Erde von Oben. Seit 1999 befindet sich der Forschungssatellit Landsat 7 in der Umlaufbahn. Der, am 15. April 1999, aus der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien gestartete Satellit sendet seitdem fleißig Bilder aus dem Weltall und zeigt beeindruckende Bilder der Welt. Zu finden gibt es diese und weitere bei der NASA und USGS/EROS. Dazu aber später mehr.

Die Besonderheit des Landsat 7

dubai-develop kleinBeginnen wir mit den technischen Voraussetzungen, die uns den Landsat 7 vielleicht etwas näher bringen. Der Satellit befindet sich in einem sonnensychronen Orbit (SSO), also auf einer sonnensynchronen, polaren Umlaufbahn.
Die Polarkoordinaten helfen dabei, den Standort des Satelliten durch Winkel und Entfernungen (statt Koordinaten) zu berechnen, indem sie generalisierte Koordinaten ermöglichen. Die Polarkoordinaten lassen sich zwar wiederum in kartesische Koordinaten umrechnen, aber damit verschone ich uns einmal (Weiterbildung gibt es bei der HTW Berlin) und gehe noch mal kurz zum sonnensychronen Orbit über.
Diese Satellitenumlaufbahn ist nämlich konstant und sorgt dafür, dass zum Beispiel eben der Landsat 7 immer wieder zur gleichen Zeit eine bestimmte Stelle überfliegt. Dies ist notwendig, damit der Winkel bei den Aufnahmen immer möglichst identisch ist und die Tages- wie Nachtzeiten keine Auswirkungen auf die Aussagekraft der Daten haben. Dies ist eben der Fall, wenn sich der Satellit auf einer Polumlaufbahn befindet.

In diesem Fall folgt der Satellit seiner Umlaufbahn, während die Erde rotiert. Dies ermöglicht das Erkunden der gesamten Erdoberfläche in einer vorgegebenen Anzahl an Runden, die wiederum immer zum identischen Zeitpunkt stattfinden. Je nachdem wie hoch die Auflösung der jeweiligen Satelliten ist, wird für die Erkundung der gesamten Erde ein gewisses Maß (bis zu mehreren Tagen) an Zeit benötigt. Landsat 7 benötigt pro Bahn 99 Minuten.

Die Bilder des Landsat 7 und seine Farben

Die niederländische Küste aus Sicht des Landsat 7 SatellitenBei den Bildern, die ich mir für diesen Artikel herausgesucht habe, handelt es sich um Bilder aus dem Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. Bei den Bildern handelt es sich, wie vermutlich jedem schon aufgefallen ist, um Falschfarb-Darstellungen. Durch Farbfilter werden nur einzelne Spektralbereiche abgebildet, wodurch sich die einzelnen Teilbereiche besser voneinander unterscheiden.

Vegetation lässt sich auf diese Weise besser von bebautem Gebiet oder Ödland unterscheiden. Wasser, Wüsten und Flüsse ebenfalls. Hinzu kommen spezielle Farbinformationen, die aus den Aufnahmen herausgelesen werden können. Je dunkler eine Farbe, desto gesünder bzw. dichter sollte der Bestand im jeweiligen Bild sein.

Rosen sind rot, Veilchen sind blau

parana_delta kleinDies trifft bei den Falschfarben eher nicht zu. In den meisten Fällen wird Vegetation in rot dargestellt. Je dunkler und kräftiger die Farbe, desto gesünder ist die aufgenommene Vegetation auf der Erde. Auf das Satellitenbild werden drei Farben aufgetragen, die wiederum miteinander verknüpft werden. In den meisten Fällen sind dies bei Satellitenbildern die Bandbreiten der Farben grün, blau und rot.

Je nach Anteilen an organischem Material werden Freiflächen somit in eine weißlich bis braune Farbe getüncht, Wasser wird je nach Reinheit und Tiefe blau bis schwarz dargestellt und urbane Strukturen sind blau-gräulich in diesen Bildern. Wolken und Schnee behalten nebenbei die weiße Farbe und werden von dem Farbspektrum nicht verändert.

Die Farben können aber ganz unterschiedlich gewählt und zusammengestellt werden. Aus dem Spektralbereich können sieben verschiedene Bereiche gewählt werden, die wiederum in der Zusammenstellung sehr unterschiedliche Bilder ergeben können.

Die Flussmäander des Mississippi

Der Nutzen dieser Bilder

Die NASA und der U.S. Geological Survey sagen zwar direkt, dass es sich bei den zur Verfügung gestellten Bildern nicht primär um wissenschaftliche Abbildungen, sondern um Unterhaltungswerte handelt, aber dennoch lassen sich durchaus interessante Beobachtungen machen.

Immerhin wissen wir durch die kleine Farblehre zu beginn, wie man das Bild der bolivianischen Abholzung des Regenwaldes verstehen muss:

Regenwald Zerstörung in Bolivien (Landsat 7)

Oder das Bild der Region rings um den Ätna in Italien:

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Alles in allem also durchaus ein interessanter Zeitvertreib, bei dem man sich weiterbildet, ohne es zu merken. Was darüber hinaus noch mit den Landsat7 Bildern gemacht werden kann, werde ich in den nächsten Tagen noch näher erläutern, wenn ich auf die langjährigen Beobachtungsreihen des Satelliten eingehen werde. Durch die Zeitreihen lassen sich Veränderungen in der urbanen Struktur der Weltmetropolen (na ja, und von den Twin Cities Minneapolis und St. Paul) entdecken, die sich in den letzten zehn Jahren ergeben haben. Suburbanisierung, Trabantenstädte, Edge Cities und vieles mehr lässt sich auf den richtigen Bildern nämlich zur Genüge erkennen. Dazu aber mehr in den nächsten paar Tagen.

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Sicherlich fragen sich jetzt alle, wer hier schreibt: Mein Name ist Helen Schrader, seit 2010 bin ich Diplom-Geographin (Uni Bonn) und eigentlich bin ich bei PIXUM in Köln im Bereich Online Marketing tätig. In meiner Freizeit schreibe ich an UrbanFreak und versuche der Geographie zumindest ein wenig treu zu bleiben.

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