Radiometrische Auflösung

 

Die radiometrische Auflösung ist neben der räumlichen Auflösung das wichtigste Maß zur Beschreibung eines digitalen Spektralbilds. Dieses Maß gibt an, wie groß die Fähigkeit eines digitalen Sensors ist, bei der Aufnahme eines Bildes Grauwerte zu unterscheiden. Was heißt das?

Wir Menschen sehen unsere Natur bunt. Ein Satellit hingegen registriert lediglich, dass es in der Natur unterschiedliche Wellenlägen gibt und diese unterschiedlich intensiv sind. Er kann also nur zwischen hell und dunkel unterscheiden. Dies kann er allerdings sehr viel besser als der Mensch. Ein Spektralbild ist also nichts anderes als ein Raster aus verschiedenen Grauwerten.

Der Swipe unten enthält zwei Spektralbilder von Bonn: Eines mit einer radiometrischen Auflösung von 2 und eines mit 8 bit. Deutlich erkennt man, dass man im Bild mit 8 bit viel besser unterschiedliche Flächen unterscheiden kann, als im Bild mit 2 bit.

 

 

ImSwipe befinden sich zwei spektrale Bilder mit unterschiedlichen radiometrischen Auflösungen. Kann man erkennen welches Bild 8 bit mit 256 Grauwerten und welches Bild nur 4 bit mit 15 Grauwerten aufweist? (Bilder von USGS/NASA Landsat Program)




Was bitte ist nun ein Bit?

Ein bit gibt in der Fernerkundung an, wie viele Grauwerte ein spektraler Sensor unterscheiden kann. Je höher die Bit-Zahl umso höher die Anzahl der Grauwerte, die ein Sensor unterscheiden kann, und umso höher die radiometrische Auflösung eines Spektralsensors. Bei einem bit kann ein Sensor nur schwarz und weiß wiedergeben. Bei 2 bit sind es schon vier Grauwerte und bei 4 bit 16. Die Rechnung ist also ganz einfach:

 

2 hoch Bit = Grauwertzahl

 

Verschiedene Grauwerte im Vergleich


Je höher die Bit-Zahl, um so mehr Grauwerte kann ein Sensor differenzieren.

 


Fazit:

Die radiometrische Auflösung von Bilddaten der Fernerkundung gibt an, wie gut man Grauwerte voneinander unterscheiden kann. Ihre Einheit heißt bit. Je mehr bit ein Bild hat, um so mehr Grauwerte können gespeichert und um so mehr Unterschiede im Reflexionsverhalten der Landoberfläche können festgestellt werden.