Analysetools der Digitalen Bildverarbeitung

Analysetools

Die ästhetische Anziehungskraft von Satellitenbildern ist nur eine Seite der Fernerkundung, die eine gewisse Faszination auf uns ausübt. Die andere Seite machen die zahlreichen Analysmöglichkeiten aus, mit denen man für den Menschen eigentlich unsichtbare Prozesse und Strukturen erst sichtbar machen kann. Die Analysetools bilden typische Werkzeuge der digitalen Bildverarbeitung nach und illustrieren anhand von Beispielen die Möglichkeiten von Fernerkundungsmethoden:

  • MeteoViewer: Durch die interaktive Bewegung von Zeitreihen-Bildern lässt sich das raum-zeitliche Wettergeschehen beobachten.
  • Bildrechner: Mit diesem Werkzeug lassen sich Satellitenbildaufnahmen miteinander verrechnen (z.B. zur Erstellung eines Vegetationsindex) und Werte in den Bildern messen.
  • Bildklassifikation: Die Bildklassifikation ermöglicht es Pixel anhand ihrer Reflexionseigenschaften zu "Klassen" zusammenzufassen und so thematische Karten erzeugen.
  • Swipe: Mit diesem einfachen Tool lassen sich schnell zwei Bilder miteinander vergleichen und Änderungen beobachten.

MeteoViewer: Das Wettergeschehen im Satellitenfilm

 

MeteoViewer

 MeteoViewer

Der MeteoViewer ist ein interaktives Werkzeug, das aktuelle Bilder des europäischen Wettersatelliten Meteosat-10 (MSG) anzeigt. Der Satellit mit seiner besonders hohen zeitlichen Auflösung liefert alle 15 Minuten Bilder, die im MeteoViewer zu Filmsequenzen zusammengesetzt werden.

Mehr Informationen dazu findet man in der Unterrichtseinheit "Atmosphärische Zirkulation".

 

 

MeteoViewer - Luftmassen

Screenshot MeteoViewer - Luftmassen

In dieser Version des MeteoViewers sehen wir Bilder in sehr ungewohnten Farbkombinationen. Durch Verrechnung und Kombination verschiedener Infrarot-Aufnahmen des europäischen Wettersatelliten Meteosat-9 (MSG) erhält man Bilder, in denen Luftmassen anhand ihrer Farbe unterschieden werden können. So erscheinen subtropische, feuchtwarme Luftmassen grün, während polare, trockenkalte Luft in Blautönen dargestellt wird. Durch die bewegten Bilder im MeteoViewer lässt sich auf diese Weise sehr gut die Entwicklung von Tiefdruckgebieten oder die Lage des Jetstreams nachvollziehen.

 

 

Bildrechner: Messen und Rechnen mit Satellitenbildern

 

NDVI-Berechnung

Screenshot NDVI-Berechnung

Der NDVI ist ein Index, der mit Hilfe roter und infraroter Wellenlängen Aussagen über den Zustand der Vegetation auf der Erdoberfläche zulässt. In diesem Beispiel kann der NDVI aus Satellitenbildern berechnet werden, welche vor, während und nach den Feuern in Griechenland 2007 aufgenommen wurden.

Nähere Informationen zum NDVI und seiner Bedeutung für die Vegetationsfernerkundung können hier nachgelesen werden oder finden sich in der Unterrichtseinheit "Feuerspuren im Satellitenbild".

 

Differenzbild-Berechnung

 

Mithilfe dieses Tools kann die Veränderung von zwei Bildern desselben Ausschnitts berechnet werden, welche dann im neu entstandenen Bild weiß dargestellt wird. In diesem Beispiel handelt es sich um Bilder von Las Vegas zwischen 1975 und 2005. Neben der Berechnung können die Bilder auch übereinandergelegt und visuell miteinander verglichen werden.

Mehr Informationen zur Berechnung von Differenzbildern erhält man unter "Feuerspuren im Satellienbild".

 

Bildklassifikation: Thematische Karten online erstellen

RGB-Klassifikation

RGB-Klassifikation

Mit diesem Tool lässt sich auf einfache Weise ein Satellitenbild in eine thematische Karte verwandeln. Hierfür werden mit Hilfe von drei Farbreglern (Rot, Grün und Blau) sowie einem Toleranzregler alle Bereiche im Satellitenbild markiert, die sich farblich ähnlich sehen. Diese Bereiche können mit einer thematischen Information (z.B. Wasser, Wald, Siedlung) verknüpft und eingefärbt werden, so dass auf diese Weise eine Karte mit Landbedeckungsklassen entsteht.

Die Einheit "Vom Satellitenbild zur Karte" greift die RGB-Klassifikation auf. Auch die InfoBox bietet viele Informationen zu den Themen Farben, und Klassifikation.

 

Swipe: Bilder überlagern und Änderungen erkennen

 

Visueller Bildvergleich

Mit diesem Tool lassen sich auf einfache Weise Satellitenbilder miteinander visuell vergleichen. Hierfür werden zwei Satellitenbilder übereinandergelegt, welche dann mithilfe des Swipe-Werkzeugs verglichen werden können. Auf diese Weise erhält man schnell einen Überblick über Veränderungen in einer Region.

In der Unterrichtseinheit "Wenn Wellen alles ändern" kann man mehr über visuelle Vergleiche, deren Einsatzmöglichkeiten sowie den Hergang eines Tsunamis erfahren.