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Remote-Sensing

Die Fernerkundung (englisch: remote sensing) ist die Gesamtheit der Verfahren zur Gewinnung von Informationen über die Erdoberfläche oder andere nicht direkt zugängliche Objekte durch Messung und Interpretation der von ihnen ausgehenden (Energie-)Felder. Als Informationsträger dient dabei die reflektierte oder emittierte elektromagnetische Strahlung. [DIN 18716/3]

Im Gegensatz zu anderen Erfassungsmethoden, die den direkten Zugang zum Objekt erfordern, versteht man unter Fernerkundung die berührungsfreie Erkundung der Erdoberfläche einschließlich der Erdatmosphäre. Eine berührungsfreie Beobachtung wird zum Beispiel durch flugzeuggetragene oder satellitengetragene Sensoren ermöglicht (d. h. Fernerkundungssensoren wie Kameras und Scanner). Vereinzelt kommen aber auch Flugzeuge, Hubschrauber, Drohnen (UAV) und Ballons als Plattform zum Einsatz. Der Fernerkundung zugeordnet sind Photogrammetrie und Satellitengeodäsie. Dagegen sind Planetologie und Astronomie nicht der Fernerkundung zugeordnet, obwohl auch hier Fernerkundungssensoren zum Einsatz kommen.

Bei der Fernerkundung finden passive oder aktive Systeme Verwendung, wobei weite Bereiche des elektromagnetischen Spektrums ausgewertet werden können. Passive Systeme zeichnen die von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenstrahlung auf (zum Beispiel Multispektralkamera) sowie die von der Erdoberfläche emittierte Eigenstrahlung (zum Beispiel Wärmebildkamera). Im Gegensatz dazu senden aktive Systeme Mikrowellen- oder Laserstrahlen aus und empfangen deren reflektierte Anteile (zum Beispiel Radarsysteme und Laseraltimeter).

Fernerkundungsdaten sind insbesondere in den Geowissenschaften/Geographie von großer Bedeutung, da eine globale Beobachtung der Erdoberfläche/Atmosphäre in hoher räumlicher Auflösung nur mit Hilfe von Fernerkundungssensoren möglich ist. Neben dem synoptischen Überblick über große Räume ermöglichen satellitengestützte Fernerkundungssensoren zudem eine wiederholte (zum Teil tägliche) Abdeckung ein und desselben Gebietes. 

Die gebräuchlichsten

Sensortypen

sind:

  • Multispektralkamera
  • Thermalbildkameras
  • Radarsysteme
  • Hyperspektralsensoren
  • Mikrowellenradiometer
  • Laseraltimeter
  • Interferometer
  • Luftbildkamera 
  Ultra
Violet
Visible Near
Infrared
Water
Absorption
SWIR Water
Absorption
MWIR LWIR Micro-
waves
Radio
Waves
Wavelength
(nanometers)
  390-
750
750-
1400
1450 1500-
2800
2900 3,000-
8,000
8,000-
14,000
  1 mm-
100 km
Passive Sensors
Types   Aerial
Photography
FLIR   SWIR     TIR-1 TIR-2  
Hyperspectral Imaging
Multispectral Imaging
Active Sensors
Types LiDAR         Radar

Anwendung in der Geothermie

Auch remote sensing wird bei der geothermischen Exploration immer häufiger angewendet, insbesondere auch wegen der einfachen, preisgünstigen und schnellen Anwendbarkeit auch für größere Gebiete (> 100 km2).

Vorrangig umfasst die Anwendung in der Geothermie die folgende Gebiete:

  • Identifizierung und Abgrenzung unterschiedlicher Gesteinskomplexe
  • Abgrenzung von Temperaturanomalien und Anomalien des Bewuchses
  • Geologische Strukturen (Störungen) und deren Orientierung.

Generell dringen remote sensing Verfahren nur wenig in den Untergrund ein (Ausnahme: Gravimetrie, Magnetik).

Technologienbaum Fernerkundung (geothermische Exploration)

Datenerfassung und Datenzugang

Remote sensing Daten sind häufig käuflich zu erwerben, aus Beständen der Betreiber von Satelliten. Spezielle Datenerfassung kann bestellt werden. Für jede Methode geht es darum, Daten zu günstigen Zeiten (Tag/Nacht, Sommer/Winter) zu erfassen.

Daten mit Flugzeug-(Hubschrauber-) basierten Sensoren können durch Servivefirmen gewonnen werden. Einige flugzeugbasierte geophysikalische Verfahren werden üblicherweise nicht dem remote sensing zugeordnet (Beispieel: Aerogravimetrie, Aeromagnetik, Aeroelektromagnet.

Fernerkundungssatteliten (Auswahl)

Es befinden sich eine Vielzahl von Satelliten in der Erdumlaufbahn. Je nach Aufgabengebiet werden diese auch in Umweltsatelliten und Wettersatelliten unterteilt; die Übergänge zwischen beiden Kategorien sind jedoch fließend.

Die wichtigsten staatlichen und kommerziellen Erdbeobachtungssatelliten sind

Eine Liste der Erdbeobachtungssatelliten listet viele weitere Satelliten auf. Die aufgeführten Satelliten haben unterschiedlichste spektrale, räumliche, zeitliche, optische und radiometrische Auflösungen.

Beispiele für Fernerkundungs-Instrumente

Literatur

Haselwimmer, C., & Prakash, A. : Thermal Infrared Remote Sensing of Geothermal Systems, Thermal Infrared Remote Sensing (pp. 453-473). Netherlands : Springer Verlag, 2013 

Wendy M. Calvin, Elizabeth F. Littlefield, Christopher Kratt: Remote sensing of geothermal-related minerals for resource exploration in Nevada. In: Geothermics Nummer 53 (2015), S. 517-526 

Eden SERNADILLA, Alfredo Mahar LAGMAY : Remote Sensing and GPR Studies of Faults Bounding the Irosin Caldera, Luzon, Philippines , World Geothermal Congress , 2015

Serafin Farley MENESES : Thermal Remote Sensing at Leyte Geothermal Production Field using Mono-window Algorithms , World Geothermal Congress  2015

Spampinato, La Spina, Bonfanti, Giammanco : Infrared remote sensing techniques applied to the “Salinelle” mud volcanoes (Paternò, Sicily) , European Geothermal Conference  2013

S. Farley M. MENESES III : Use of Remote Sensing in EDC: Opportunities and Challenges , Asian Geothermal Symposium, 2013

Suryantini, Hendro Wibowo , Khalif R. Rahman , Tsehaie Wolda: Application of Normalized Different Vegetation Index (NDVI) Method to Identify Thermal Anomaly Area from Remote Sensing , Indonesian Geothermal Association Conference  2013

Haselwimmer, Christian; Prakash, Anupma; Holdmann, Gwen : Geothermal Exploration at Pilgrim Hot Springs, Alaska, Using Airborne Thermal Infrared Remote Sensing , Geothermal Resources Council Transactions, 2011

Mutua, Joseph; Mibei, Geoffrey: Remote Sensing Application in Geothermal Exploration: Case Study of Barrier Volcanic Complex, Kenya, Geothermal Resources Council Transactions  2011

Shu Ke-sheng, Huo Ming-yuan : Application of Remote Sensing Technology in Geothermal Exploration: a Case Study of Taizhou City in Jiangsu Province , World Geothermal Congress  2010

Michael S. Pastor : Application of Thermal Remote Sensing for Geothermal Mapping, Lake Naivasha, Kenya , World Geothermal Congress  2010

Littlefield, Elizabeth; Clavin, Wendy : Geothermal Exploration using AVIRIS Remote Sensing Data over Fish Lake Valley, NV, Geothermal Resources Council Transactions , 2010

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/ oder Konferenzdatenbank

Weblinks

http://en.openei.org/wiki/Remote_Sensing_Techniques

https://de.wikipedia.org/wiki/Fernerkundung