Auflösung

Die Auflösung von remote erfassten Rasterdaten kann auf verschiedene Arten charakterisiert werden. Es gibt vier Haupttypen von „Auflösung“ für Raster:

• Räumlich
• Spektral
• Radiometrisch
• Temporal

Es ist nahezu unmöglich, Bilder mit hoher räumlicher, spektraler, radiometrischer und zeitlicher Auflösung zu erfassen. Dies wird als Auflösungskompromiss bezeichnet, da es schwierig und teuer ist, Bilder mit extrem hoher Auflösung zu erhalten. Daher ist es notwendig zu identifizieren, welche Arten der Auflösung für ein Projekt am wichtigsten sind.

Räumlich

Die räumliche Auflösung ist die Art der Auflösung, mit der die meisten Menschen vertraut sind. Die räumliche Auflösung wird normalerweise als Länge einer Seite eines einzelnen Pixels angegeben. Zum Beispiel hat Landsat 8 eine räumliche Auflösung von 30 Metern. Mit anderen Worten, ein Bild mit einer räumlichen Auflösung von 30 Metern bedeutet, dass ein einzelnes Pixel einen Bereich auf dem Boden darstellt, der 30 Meter breit ist.

In analogen Bildern (Film) definiert die Dimension (oder Breite) des kleinsten Objekts am Boden, das in den Bildern unterschieden werden kann, die räumliche Auflösung. Die räumliche Auflösung eines Rasters wird durch Sensoreigenschaften für digitale Bilder und Filmeigenschaften einschließlich Sichtfeld, Höhe für die Filmfotografie bestimmt.

Satellitendaten Räumliche Auflösung

30 mt Auflösung	15 mt Auflösung	1 mt Auflösung

Je höher die Auflösung des Bildes ist, desto teurer ist es, es zu erfassen, zu verarbeiten und zu verteilen. Ein Teil davon ist nur die Größe des Bildes. Mit zunehmender räumlicher Auflösung steigt die Größe des Rasters um die Zunahme der Auflösung im Quadrat! Dies macht die räumliche Auflösung für die Kontrolle von entscheidender Bedeutung, da wir eine ausreichende Auflösung benötigen, um zu sehen, woran wir vor Ort interessiert sind, aber nicht so sehr, dass wir die Daten nicht effektiv verarbeiten können. Die räumliche Auflösung von Sensoren variiert stark und hängt normalerweise umgekehrt von der Rücklaufzeit und dem Abdeckungsbereich ab. Dies bedeutet, dass ein Satellit, der tägliche Bilder aufnimmt, im Allgemeinen eine grobere (größere) räumliche Auflösung hat.

Spektral

Die spektrale Auflösung bezieht sich darauf, wie viele spektrale „Bänder“ ein Instrument aufzeichnet. Die spektrale Auflösung wird auch dadurch definiert, wie „breit“ jedes Band ist oder welcher Wellenlängenbereich von einem einzelnen Band abgedeckt wird. Schwarz-Weiß-Fotos enthalten nur 1 Band, das die sichtbaren Wellenlängen abdeckt, Farbbilder (RGB) enthalten 3 Bänder und Landsat 8 hat insgesamt 11 Bänder. Zum Beispiel hat MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) eine größere spektrale Auflösung als Landsat 8, weil es 36 relativ schmale Bänder hat, die Wellenlängen von 0,4 bis 14 Mikrometer abdecken. Landsat 8 hingegen hat insgesamt 11 Bänder, die weniger Wellenlängen abdecken, und jedes Band ist in Bezug auf die Wellenlänge breiter.

Radiometrisch

Die radiometrische Auflösung gibt an, wie fein ein Satellit oder Sensor die empfangene Strahlung in jedem Band aufteilt. Je größer die radiometrische Auflösung ist, desto größer ist der Bereich der Strahlungsintensitäten, den der Sensor unterscheiden und aufzeichnen kann. Die radiometrische Auflösung wird typischerweise als die Anzahl der Bits für jedes Band ausgedrückt. Traditionell waren 8-Bit-Daten in fernerkannten Daten üblich, neuere Sensoren (wie Landsat 8) verfügen über 16-Bit-Datenprodukte. 8 bit = 28 = 256 Stufen (normalerweise 0 bis 255) 16 Bit = 216 = 65.536 Stufen (0 bis 65.535).

8 bit Auflösung 28 = 256 ebenen	2 bit Auflösung 22 = 4 ebenen	1 bit Auflösung 21 = 2 ebenen

Temporal

Remote erfasste Daten stellen eine Momentaufnahme in der Zeit dar. Die zeitliche Auflösung ist die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenerfassungen für einen Bereich. Dies wird auch als „Return Time“ oder „Revisit Time“ bezeichnet. Die zeitliche Auflösung hängt in erster Linie von der Plattform ab, beispielsweise haben Satelliten in der Regel festgelegte Rücklaufzeiten und während Sensoren, die an Flugzeugen oder unbemannten Flugzeugsystemen ( UAS) montiert sind, variable Rücklaufzeiten haben. Bei Satelliten hängt die Rücklaufzeit von den Orbitaleigenschaften (niedrige oder hohe Umlaufbahn), der Schwadbreite und davon ab, ob der Sensor ausgerichtet werden kann oder nicht.Landsat hat eine Rücklaufzeit von ungefähr 16 Tagen, während andere Sensoren wie MODIS fast tägliche Rücklaufzeiten haben.

Bestimmung der Auflösung von Daten

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