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Grundlagen der digitalen Bildverarbeitung von Erdbeobachtungsdaten

Semester: 1.
Credits: 6 CP
Dauer: 1 Semester
Modulbeauftragte:r: Dr. Valerie Graw
Kontaktzeit: 3 SWS
Selbststudium: 140 h
Gruppengröße: 15
Lernziele

Die Studierenden besitzen einen Überblick über die derzeit operationalen Verfahren der bildgebenden, flächenabbildenden flugzeug- und satellitengestützten Geofernerkundung, erlernen die Hauptkategorien der entsprechenden Geodaten mit ihren topologisch-geometrischen und semantischen Attributen (= Informationen) und sind in der Lage, Bilddaten für eine visuelle Analyse optimal aufzubreiten, d.h. spektralradiometrisch und geometrisch zu verbessern.

Inhalte
  • Aufnahmesystem, Grundkomponenten und deren elementare Merkmale/ Eigenschaften, Elektromagnetische Strahlung
  • Sensoren: Aufnahme- und Aufzeichnungskomponenten optomechanischer und optoelektronischer Scanner
  • Sensorenträger: Flugzeuge, Satelliten und deren Bedeutung für die Bild-/ Dateneigenschaften
  • Grundlegende Bildeigenschaften: Abbildungsgeometrie, radiometrische und spektrale Eigenschaften/ Merkmale
  • Digitale Bilddaten in unterschiedlichen Darstellungen (Einkanal-/ Mehrkanal, Schwarzweiß, Echtfarbe, Falschfarbe in verschiedenen Varianten)
  • Beseitigung von Aufzeichnungsfehlern, Ausgleich von Atmosphäreneffekten bzw. Rauschen
  • Techniken der rechnergestützten Bildverbesserung zur Optimierung der visuellen Auswertbarkeit: Ansätze der Kontrastverstärkung, Filterverfahren (Hoch-/ Tiefpass)
  • Multisensorale Bildkombinationen von Datensätzen unterschiedlicher geometrischer bzw. spektraler Auflösung
  • Elementare Ansätze der Bilddatenentzerrung (Rektifizierung/ Geokodierung)
  • Mosaikbildung
Lehrformen

Seminar (Lehrgespräch, Aufgabenbearbeitung)
Die Vermittlung von Methodenkompetenzen durch praktische Übungen (zum Teil unter Einsatz von Spezialsoftware) sowie durch gemeinsame Erarbeitung theoriegelagerter Erkenntnisse im wissenschaftichen Diskurs machen die regelmäßige Teilnahme der Studierenden an den Seminarsitzungen erforderlich (bei max. 2-maligem Fehlen).

Prüfungsformen

Abschlussklausur


Weitere Informationen

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Erfolgreicher Abschluss durch Bestehen der Prüfungsleistung.

Verwendung des Moduls
Pflichtmodul im Masterstudiengang Geographie, Vertiefungsrichtung Geomatik; Wahlmodul innerhalb der anderen M.Sc.-Vertiefungsrichtungen

Stellenwert der Note für die Endnote
Die Modulnote geht CP-gewichtet (6/120) in die M.Sc.-Endnote ein.


Verwendung spezieller Software der Fernerkundung



Veranstaltungen im Sommersemester 2025

In diesem Semester finden keine Kurse statt.


Veranstaltungen im Wintersemester 2024-2025

Dozierende:Valerie Graw
Lehrveranstaltungsart:Seminar
Anmeldung:Das Anmeldeverfahren läuft über die Wahlwoche (Link) des Geographischen Instituts. Beachten Sie dazu unbedingt regelmäßig die Studinews.

Anmeldung per Email via Edler (Rundmail wird verschickt)

Prüfungsleistung:

Kurzpaper

Zielgruppe:

Master-Studierende

Ziele

Das Seminar wird in die operationalen Verfahren der satellitengestützten optischen Geofernerkundung einführen und diese mit Hilfe von Beispielen praktisch anwenden.

Inhalte

Im goldenen Zeitalter der Fernerkundung haben wir die Möglichkeit, auf eine Fülle an frei verfügbaren Daten in verschiedenen räumlichen und zeitlichen Auflösungen zuzugreifen. Die geometrische, spektrale und radiometrische Auflösung spielt bei der Verarbeitung dieser Daten eine tragende Rolle. Der Fokus des Seminars liegt auf der Aufbereitung, Verarbeitung, Analyse und Interpretation von optischen Satellitendaten. Hierzu gehört auch, die Möglichkeiten und Grenzen optischer Fernerkundungsdaten für unterschiedliche Anwendungsfelder praktisch herauszuarbeiten und zu diskutieren. Themen des Seminars beinhalten bspw. die Durchführung von Landnutzungsklassifizierungen sowie die Möglichkeiten der Bewertung dieser. Weiterhin werden Veränderungen bspw. von Städten oder Oberflächenprozessen zeitlich und räumlich beobachtet und hier neben spektralen, räumlichen und zeitlichen, auch geometrische und radiometrische Parameter mit beurteilt. Der Einsatz von fernerkundlich gestützten Indizes wird diskutiert, ihre Stärken und Schwächen analysiert. In selbst gewählten Fallbeispielen wird zudem die Kernfrage für weitere Forschungsarbeiten gestellt: welches sind eigentlich die „richtigen“ Daten für mich und meine Forschungsinteressen?

Aufbau

Das Seminar ist in 2 Blöcke untergliedert. Im ersten größeren Block werden Konzepte und Verfahren für die Arbeit mit optischen Fernerkundungsdaten gelehrt und mit Hilfe von Fallbeispielen praktisch umgesetzt. Im zweiten Block wird am Beispiel von gewählten Projektregionen das Erlernte umgesetzt.

Literatur

Eine Literaturliste wird zu Beginn des Seminars zur Verfügung gestellt.