FLUGZEUGGESTÜTZTE SENSOREN - THOMAS HEEGE HYVISTA FÜR DIE KÜSTEN-FERNERKUNDUNG
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Earth Observation & Mapping
Flugzeuggestützte Sensoren
Thomas Heege
heege@eomap.de
© HyVista 8 Bit
… für die Küsten-Fernerkundung
Flugzeuggetragene optische Sensoren
¾ Multi- und Hyperspektralsensoren
(radiometrisch kalibrierbar)
¾ Photogrammetrische Sensoren
Nutzen- und Kostenorientierung
Räumliche Abdeckung
Räumliche Auflösung
Spektrale Auflösung
Radiometrische Auflösung
Kalibrierbarkeit
Thematische Auflösung
Übersicht photogrammetrische Sensoren
frei nach Dr. Ulrich Michel, Uni Oldenburg
HRSC DSS ADS40 UrtraCam-D DMC 3K - Canon
Company DLR Leica Leica Vexcel Corp. Z/I Imaging DLR
Geosystems Geosystems Intergr/Zeiss
Sensor type Line CCD Area CCD Line CCD Area CCD Area CCD Area CCD
Total FOV 29° 37° x 55° 63° 55° x 37° 74° x 44° 55° x 13.5°
CCD lines 9 1 7 9 8 3 Cameras
CCDs 12172 4077 x 4092 2*12000 pan 11500 pan 14Kx13K pan
12000 rgb 4008 rgb 3K x 2K rgb
Spectral res. PAN, RGB, NIR RGB or CIR PAN, RGB, NIR PAN, RGB, NIR PAN, RGB, NIR
Radiomtr.Aufl 12 bit 12 bit 12 bit 12 bit 12 bit 12 bit
Sensoren für die Erdbeobachtung am DLR
Digitale Stereokamera Digitalkamera Reihenmesskammer
ADS40 Canon EOS1Ds Mark II Zeiss RMK A
Aufnahmemodus 3-Zeilen-Stereokamera Digitalkamera, Objektiv 50 mm Zentralverschluss
Spektralbereich RGB, Pan, NIR RGB Filmtypen: Luftbildfilme in
FOV ±32° ±20° x ±13,5° (3-fach: ±55° x ±13,5°) Schwarzweiß, Farbumkehr
IFOV 0,1 mrad 0,15 mrad und Falschfarben
Pixel 2x 12000 5000 x 3300 eff. Bildformat 23 x 23 cm
Kanäle 3x PAN (Stereo), RGB, RGB Wechselobjektive:
NIR 0,5 Hz kont., 3.. 8 Hz diskont. ±20,5°, ±37,0° und ±53,5°
Abtastrate 800 Hz
Diverse Filtervorsätze
Digitalisierung 12 Bit
1975
Betrieb seit 2006 2006
Anwendung:
Topografische Verkehrs- Topografische
Kartierung, beobachtung Kartierung
Stereoaufnahmen, DGM
Luftgestütztes Verkehrsmonitoring
Canon EOS 1Ds Mark II
16 MPx (5000 x 3300)
Objektiv: 50 mm
Gesichtsfeld: ±13,5° (along-track), ±20° (across-track)
3-fach-Anordnung:
FOV (total): ±55°
Schwadbreite: 7500 m @3000 m
Bodenauflösung: 0,5 m @3000 m
Überlappung: 5°
Belichtung: 1/500…. 1/1000 s
Blende: 5,6…11
Messrate: 0,5 Hz kontinuierlich
3…8 Hz diskontinuierlich
Betriebsmodi: simultan (großer Schwad)
sequenziell (along-track,
stereofähig)
off-nadir (bis 35°,
SAR-Mode)
Übersicht Multi- & Hyperspektralsensoren
ARES (2007) HYMAP CASI ROSIS APEX DAEDALUS AISA
(2008)
Sensor type Whiskbroom Whiskbroom Pushbroom Pushbroom Optomech.
Spectr. range 0.47–12µm 0.44 - 2.5µm 0.4 - 0.43–0.9µm 0.38 – 2,5 0.4 - 14 µm 0.42 – 0.9 µm
1.0 µm µm
Bandwidths 16 – 150 nm 16 – 20 nm 4.0 nm = 2m 100 Hz / 0.7m 50 Hz
Spatial resol.
Digitisation 16 Bit 14 Bit 8 Bit 12 Bit
Further instruments: AVIRIS, Probe-2, …
Sensoren für die Erdbeobachtung am DLR
Abbildendes Spektrometer Abbildendes Multispektral-Scanner Abbildendes Spektrometer
ROSIS 03 Spektrometer Daedalus AADS 1268 AISA
ARES
Aufnahmemodus Flächenarray, Prismen-Spektrometer, Optomech.
Pushbroom Whiskbroom Spiegelabtaster Pushbroom
Spektralbereich 0,43 - 0,86 µm 0,47 – 12,1 µm 0,4 - 14 µm 0,42 – 0,9 µm
Bandbreite 4,0 nm 16 – 150 nm 20 nm - 5 µm 1,5 – 1,7 nm
FOV ±8° ±31° ±43° / ±22° 47,6° / 19,2°
IFOV 0,56 mrad 2,0 mrad 2,5 / 1.25 mrad 2,39 / 0,92 mrad
Px / Zeile 512 813 716 392
Kanäle 115 155 11 286
Abtastrate 62 Hz 35 Hz 100 Hz 50 Hz
Digitalisierung 14 Bit 16 Bit 8 Bit 12 Bit
Betrieb seit 1992/1999 2007/2008 1986 2005
Räumliche Aufl. >1.5m > 2.5m >0.7m
Anwendung:
Thematische Erkundung,
Spektrale Feinstrukturen in Geologie, Hydrologie, Thematische Kartierung,
Küstenzonen und Binnen- Vegetation, Exploration, Landnutzung, Stadtklima,
gewässern, Böden, Vegetation Thermale Aufnahmen Thermal Aufnahmen
Flugzeuggestützte optische Fernerkundung
Kalibrierlabor am DLR Oberpfaffenhofen
• Kalibrierung und Systemcharakterisierung
für flugzeuggetragene Multi-/Hyperspektral-Instrumente
(spektral, geometrisch, radiometrisch, polarimetrisch)
• speziell: Kalibrierung des europäischen
Hyperspektralsystems APEX
Radiometrisch stabile und spektral
gut aufgelöste Sensoren können
mehr!
Beispiel:
Standardisierte physikalische
Datenprozessierung
OHNE Einbindung von Zusatzdaten
Ningaloo Reef, Australia, 2005
22km
Yardie Creek
3 line HyMap mosaic
true color composite
3m resolution
View from imaging sensors
Atmospheric and sunglitter corrected data
Habitat classes at the sea bottom Sediment Mixed sediment/vegetation I Mixed sediment/vegetation II Coral reef Non-optimized assignment of classes: Seagrass I Fuzzy-Logic classification demonstration Mixed Benthic Sea Floor
Bathymetry Depth [m]
Ningaloo Reef, Yardie Creek Australia, 2005
Atmospheric & sunglitter corrected data: subsurface reflectance
Depth [m]
BathymetryFahrzeuge aus Serienbildern (A96): Staudynamik
0 20 40 km/h
AS Germering
Fahrzeit für 1 km: 4 Min 15 sec
Verkehrsbeobachtung am DLR, IMF-BW, Abt. Dr. Reinartz3
2 4
5
LKW1 6 LKW3
LKW2
9
1
7
8
Verkehrsbeobachtung am DLR, IMF-BW, Abt. Dr. ReinartzEarth Observation & Mapping Flugzeuggestützte Sensoren … und satellitengestützte Sensoren werden auch immer besser Dr. Thomas Heege heege@ eomap.de www.eomap.de Photo NASA
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