2.1. Die unterschiedlichen Aufnahmesysteme

Vorformen der Fernerkundung sind die Luftbildaufnahmen durch Befliegung der Flugzeug, die auch heute noch für kleinräumige Untersuchungen durchgeführt wird, aber durch räumlich immer hochauflösendere Fernerkundungsverfahren ersetzt wird. Begonnen hat die relative kurze Geschichte der Fernerkundung der Erdoberfläch aus dem Weltraum Anfang 1965 als Gemini-Astronauten erste Bilder, die freihändig mit Spiegelreflexkameraus aufgenommen waren, mit zur Erde zurückbrachten. Nach dem Abschluß des Gemini-Programmes im Jahre 1966 lagen insgesamt 2400 farbige Erdaufnahmen vor. Alleine beim ersten Apolloflug (Apollo VII) im Oktober 1968 wurden 700 Bilder von der Erde zurückgebracht. Ein Großteil dieser Bilder wurde jdoch als geheim eingestuft. Erste aussagekräftige Farbinfrarotaufnahmen, sogenannte Falschfarbenphotographien erhielt man beim Flug von Apollo IX. Die bei den Gemini- und Apollomissionen gewonnenen Erfahrungen über Aussagemöglichkeiten von Bildern aus dem Weltall führten relativ rasch zu der Entwicklung eines Aufnahmesystems, das die gesamte Erdoberfläche in festen Zeitabständen erfaßt. Am 23. Juli 1972 wurde der ausschließlich für die Erdbeobachtung geplante Satellit ERTS (Earth Ressources Technology Satellite) auf seine Umlaufbahn gebracht. Von 1972 bis 1978 umkreiste dieser die Erde rund 18000 mal und lieferte mehr als 200 000 Bilder (nach Diercke Satellitenbildatlas). Seither wurden alleine für die wissenschaftliche Erdbeobachtung für unterschiedliche Zwecke zahlreiche unterschiedliche Satellitensysteme entwickelt, von denen zumindest METEOSAT und LANDSAT der breiten Öffentlichkeit bekannt sind. Im wesentlichen verfügen diese Satelliten jeweils über unterschiedliche Aufnahmesysteme, die hier kurz angeführt werden sollen.

2.1.2. Digitale Bilder per Scanner - Mehrkanalbilder

Im Gegensatz zu photographischen Bildern (auf analogem Wege mit Kameras gewonnen) werden in allen Satelliten sogenannte Scanner eingesetzt die die Erdoberfläche digital abtasten. Dabei wird bei nicht geostationären Satelliten (vgl. 2.2.) über ein sich quer zur Flugrichtung bewegendes Spiegelsystem innerhalb eines bestimmten Öffnungswinkels die von der Erdoberfläche (i. w. S. mit ihrer Atmosphäre) emittierte und reflektierte Strahlung in einem vorgegebenen Spektralbereich bildpunktweise empfangen und je nach Intensität in Zahlen umgesetzt (üblicherweise 0 bis 255, Digitalisierung).Bedingt durch die Flugrichtung die Abstimmung der Spiegelbewegung auf die Geschwindigkeit nimmt der Scanner somit bei der nächsten Umdrehung den an die vorhergehende Zeile folgende Zeile auf. .Diese Daten werden vom Satelliten an die Bodenstation übermittelt, dort aufbereitet und es entstehen sog. Rohbilder bestehend aus n Zeilen und m Spalten in einer 256 Grauwerte . umfassenden Skala. In aller Regel nimmt ein Scanner gleichzeitig mehrere Spektralbereiche auf . Man unterscheidet prinzipiell zwischen sogenannten passiven Scannern, die die von der Erdoberfläche i. w. S. emittierte und reflektierte elektromagnetische Strahlung empfangen und aktiven Scannern, bei dem der Scanner vom Satelliten ausgesandte und an der Erdoberläche i. w. S. reflektierte Strahlung empfängt. Passive Scanner empfangen auf einem Kanal einen elektromagnetische Wellen eines bestimmten Längenbereiches oder bei Multispektralscannern mehrerer Wellenbereiche.