Paper-ID: VGI 198103
Eine ¨ osterreichische Satellitenbildkarte
Josef Jansa
1, Helmut Zierhut
21
Institut f ¨ur Photogrammetrie der Technischen Universit ¨at Wien, Gußhausstraße 27-29, A-1040 Wien
2
Institut f ¨ur Kartographie und Reproduktionstechnik der Technischen Universit ¨at Wien, Karlsgasse 11, A-1040 Wien
Osterreichische Zeitschrift f ¨ur Vermessungswesen und Photogrammetrie ¨ 69 (2), S.
49–59 1981
BibTEX:
@ARTICLE{Jansa_VGI_198103,
Title = {Eine {\"o}sterreichische Satellitenbildkarte}, Author = {Jansa, Josef and Zierhut, Helmut},
Journal = {{\"O}sterreichische Zeitschrift f{\"u}r Vermessungswesen und Photogrammetrie},
Pages = {49--59}, Number = {2}, Year = {1981}, Volume = {69}
}
ÖZfVuPh 69. Jahrgang / 1 981 / H eft 2 49 Eine österreichische Satellitenbildkarte1>
Von Josef Jansa und Helmut Zierhut, Wien
Zusammenfassung
Die österreichische Satellitenbildkarte 1 : 1 Mill. ist ein Mosaik gebildet aus LANDSAT
Szenen. Sie hat dieselbe Kartenprojektion wie die österreichische Karte 1 : 500 000. Die notwen
dige Entzerrung erfolgte auf dem Avioplan OR1 unter Verwendung des Programmes SORA-MSS.
Die einzelnen geometrisch korrigierten Satellitenbilder wurden auf photographischem Wege zu einem Mosaik zusammengefügt. Da alle vier Spektralbereiche des LANDSAT-Scanners verwendet wurden, konnte eine Farbdarstellung hergestellt werden, die etwa der des Farbinfrarotfilmes entspricht.
Abstract
The Austrian satellite map 1 : 1 million is a mosaic of LANDSAT scenes. lt has the same map projection as the Austrian map 1 : 500 000. For geometric rectification, the computer program SORA-MSS and the Avloplan OR1 have been used. Corrected satellite images have been formed to a mosaic by photographic way. As all four spectral bands of the LANDSAT scanner have been used, it was possible to create a coloured version similar to colour i nfrared film images.
1. Einleitung
Mit dem Start des ersten LANDSAT-Satelliten im Jah re 1972 wu rd e die Möglichkeit geschaffen, i n regelmäßigen Abständen Bilder der E rdoberfläche zu erhalten. Wegen des großen Erfolges des LANDSAT 1 folgte 1975 LAND
SAT 2. I nzwischen hat LAN DSAT 1 zwar seine Tätigkeit eingestellt, jedoch wurde ein weiterer Satellit (LANDSAT 3) i n eine E rdumlaufbahn gebracht.
Eine Fortsetzung dieser Serie ist geplant. Die Bilder d ieser Satelliten h aben große Verbreitung gefunden und sind in vielen Wissensbereichen, wie Geologie, Geograph ie, Umweltsch utz u.v.a. n icht meh r wegzudenken. Es ist daher naheliegend, diese klein maßstäbigen Aufnahmen auch für kartographi
sche Zwecke, insbesondere für die Herstellung von „Photokarten" der Erdoberfläche einzusetzen.
Alle LANDSAT-Satelliten sind mit den gleichen Aufnah mesystemen aus
gestattet, welche eine regelmäßige Bildübertragung zur E rde ermöglichen. Es sind dies d rei Videokameras (TV-Kameras), die in d rei versch iedenen Wellen
längenbereichen (bezeichnet als Kanal 1 = blaugrün, Kanal 2 = rot, Kanal 3
') Ein Druck der Satellitenbildkarte 1 : 1 Mill. liegt diesem Heft bei.
50 ÖZIVuPh 69. Jahrgang/1 981 / H eft 2
= infrarot) arbeiten, und ein mu ltispektraler Scanner, der vier Spektralberei
che aufzeichnet (Kanal 4 = grün, Kanal 5 = rot, Kanal 6 und 7 = i nfrarot).
Die Bilder der Fernsehkameras spielen in der Praxis eine u nbedeutende Rolle.
Wen n man von LANDSAT-Szenen spricht, dann versteht man darunter im allgemeinen die Scanneraufnahmen, die wider den ersten E rwartungen ausgezeichnete Qualität aufweisen.
Da die einzelnen Satellitenbilder einen relativ kleinen Bereich der Erd
oberfläche bein halten (185 x 185 km2), steht man immer wieder vor dem Problem, meh rere solcher Bilder zu einem Mosaik zusam menzufügen, um eine großräu mige Übersicht zu erhalten. Das I nstitut für Photogrammetrie der Technischen U niversität Wien stellte sich die Aufgabe, für Österreich ein Satellitenbildmosaik in einer vorgegebenen Kartenprojektion und einem festgesetzten Maßstab, also eine Satellitenbildkarte, herzustellen. Zum Ein
satz sollte das Differentialumbildegerät Avioplan OR1 der Fa. Wild gelangen, wobei für die dazu notwendigen Berech n ungen das am I nstitut entwickelte Computerprogram m SORA-MSS zur Verfügung stand. Die Lösung der geo
metrischen Probleme lag beim I nstitut für Photogram metrie, wäh rend die reproduktionstechnischen Arbeiten das I nstitut für Kartographie und Repro
duktionstechnik besorgte. Das gesamte Projekt wurde vom Fonds zur Förde
rung der wissenschaftlichen Forschung u nterstützt.
Bevor jedoch auf die Probleme bei der Herstellung der Satell itenbild karte näher eingegangen wird, ist es notwend ig, die Flugbahnen der Satelliten und das Aufnahmesystem, den mu ltispektralen Scan ner, kurz zu besch reiben.
2. Die Satellitenbahnen
Der Satellit um kreist die Erde 14mal pro Tag sonnensynchron in einer polnahen kreisförmigen Umlaufbahn. Am zweiten" Tag sind die Bahnen gegenüber denen vom ersten ein wenig verschoben. Die Überlappung benachbarter Streifen beträgt am Äquator ca. 10%, i n u nseren Breiten nahezu 50%. Nach 18 Tagen keh rt der Satellit wieder auf seine Ausgangsbahn zurück. Für die Überdeckung des österreichischen Bundesgebietes werden sechs benachbarte Streifen und damit ein Zeitrau m von m i ndestens sechs aufeinanderfolgenden Tagen benötigt. Da für d ie Kartenherstellung n u r Bilder ohne Wolken bedeckung verwendet werden können und in u nseren klimati
schen Zonen ein Zeitraum von sechs Tagen mit wolkenfreiem Himmel über dem gesamten Bundesgebiet sehr u nwahrschein lich ist, war man gezwungen, auf Bilder weit auseinander liegender Term ine zurückzugreifen. Etwas ver
bessert wird diese Situation dad u rch, daß zwei Satelliten gleichzeitig tätig sind, deren Bahnen um genau 9 Tage zueinander verschoben sind.
ÖZfVuPh 69. Jahrgang / 1 981 / H eft 2 51 3. Das Prinzip des Scanners
liegt i n der zei lenweisen Abtastu ng der E rdoberfläche. Sie erfolgt m it Hilfe eines um 45° geneigten, in der Flugachse rotierenden Spiegels. Die empfan
gene und vom Spiegel reflektierte Strah lung wird in ein Spektrum aufgespal
ten u nd in getren nten Spektralbereichen (Kanal 4 = 500-600 nm, Kanal 5 = 600-700 nm, Kanal 6 = 700-800 nm und Kanal 7 = 800-1100 n m) über Detektoren in elektrische I mpulse umgewandelt, die nach richtentechnisch entweder direkt oder nach Aufzeich n u ng auf einem bordeigenen Magnetband zu r E rde übertragen werden können. I nfolge der fortsch reitenden Bewegung des Satelliten werden nebeneinander liegende Zeilen ( = scans) abgetastet.
Man erhält also theoretisch einen endlosen Bildstreifen. In der Praxis werden die Streifen in Einzelbilder zu je ca. 2300 Zeilen zerlegt. Eine solche E i n heit heißt Szene. Diese Unterteilung ist so festgelegt, daß eine bestim mte Szene ein bestimmtes Gebiet überdeckt. Über ein Numerierungsschema kann für jeden Tej_I der Erde die entsprechende Satellitenszene festgestellt werden.
Jeder Spektralbereich liefert ein eigenes Satelliten bild, so daß pro Szene vier Bilder vorliegen.
4. Geometrische Eigenschaften
Da das Scannerbild kontinu ierlich während des Fluges entsteht, sind auch alle Flugstörungen in der Bildgeometrie enthalten. Neigungsänderun
gen d es Satelliten, Geschwindigkeitsschwankungen, die E rdrotation u nd eine Reihe anderer Einflüsse sind für die geometrische Qualität einer Satelliten
szene verantwortlich. Ein großer Teil dieser Verzerrungsursachen kann rechnerisch berücksichtigt werden, so daß die Zentren, die die Bilder vertei
len, bereits im Maßstab 1 : 1 Mill. vorentzerrte Szenen auf Film oder auf Magnetband (für die d igitale Bildverarbeitu ng) anbieten. Solche / Prod ukte liegen auch dieser Arbeit zugrunde.
Einen G renzwert für die geometrische Genau igkeit bildet die Auflösung des Scanners. Darunter versteht m an die G röße jenes E rdoberflächenelemen
tes, von welchem ein Strahlungsintensitätswert registriert wird. Die Auflösung der LANDSAT-Scanner beträgt etwa 80 m.
5. Probleme bei der Mosaikbildung
/
Wie bereits erwäh nt, liegen die O riginalbilder im Maßstab 1 : 1 M il l. vor.
Setzt man d iese Bilder ohne weitere Bearbeitung zu einem Mosaik zusam men, stößt man auf verschiedene Schwierigkeiten:
/
/
52 ÖZIVuPh 69. J ahrgang / 1 981 / Heft 2
- Die Bilder haben n icht exakt den Maßstab 1 : 1 Mill. u n d weisen teilweise sogar affine Maßstabsfehler auf.
- Der Bildinhalt benachbarter Streifen ist n icht immer deckungsgleich.
- Die Projektionen der Satellitenbilder entsprechen n icht der gewünschten Kartenprojektion. Es bleiben Verzerru ngen auf Grund der Projektionsdiffe
renzen.
Alle diese Probleme verhi ndern die Herstellung einer exakten Satelliten
bildkarte. Es wird deshalb ein weiterer Entzerrungsvorgang notwendig.
6. Entzerrung der Satellitenbilder
Am Institut für Photogrammetrie wurde ein Computerprogramm (SORA
MSS) erstellt, welches u. a. auch den Einsatz des Differentialum bildegerätes Avioplan OR1 für die Scannerbildentzerrung ermöglicht. Das angewandte Verfah ren verwendet eine u nparametrische Lösu ngsmethode. Das heißt, die originären U rsachen ( = Parameter), welche die Geometriefehler hervorrufen, werden nicht mathematisch erfaßt. Vielmehr werden die verzerrten Bilder mit einer Rektifizierungsvorlage, die als geometrisch richtig angesehen wird, verg lichen und auf diese Art die Verzerrungen der Satel litenbilder festgestellt.
Mit Hilfe eines lnterpolationsverfah rens (Interpolation nach kleinsten Quad ra
ten) kan n für jede Stelle im Satelliten bild die wah rscheinl ichste Verzerru ng errech net und ein Steuerband für die Entzerru ng am Avioplan hergestellt werden. Obwohl jede LANDSAT-Szene einzeln am Avioplan entzerrt wird, berücksichtigt das Verfahren, daß ein Bildmosaik entstehen soll und daß an den Sch nittstellen keine Klaffungen auftreten dürfen.
6.1 Auswahl der Kartenprojektion und Rektifizierungsvorlage
Da es sich bei Satellitenbildkarten immer n u r u m Übersichtsdarstellu ngen handeln kann, war von vorn herein an einen kleinen Karten maßstab gedacht.
Als günstig erschien 1 : 1 Mill. Was die Kartenprojektion betraf, hielt man sich an die Darstell u ng der österreichischen Übersichtskarte 1 : 500.000 des Bundesamtes für E ich- und Vermessungswesen. Die Satellitenbildkarte sollte daher decku ngsgleich werden mit einer Verkleineru ng dieser Übersichtskarte auf 1 : 1 Mill. Die Kartenprojektion ist somit eine Lam bertsche konforme Kegelprojektion mit zwei längentreuen Breiten kreisen in 46° und 49° nördli
cher Breite.
6.2 Auswahl der Satellitenbilder
Es mußten n u n für den von der Österreichischen Übersichtskarte ge
deckten Bereich die LANDSAT-Szenen ausg0wäh lt werden. Man stößt dabei,
ÖZfVuPh 69. Jahrgan g / 1 981 / H eft 2 53 wie bereits erwähnt, auf einige Schwierigkeiten, da n u r Bilder ohne Bewöl
kung in Frage kommen und au ßerdem die Aufnahmezeiten nicht zu sehr auseinander liegen sollten. Man mu ßte zu Bildern aus verschiedenen Jah ren g reifen (1975-1977) u nd auch in nerhalb eines Jah res mu ßten Bilder aus verschiedenen Monaten herangezogen werden (Ju n i-September). I nsgesamt wurden 17 Szenen in die Satellitenbildkartenherstellung ein bezogen. Ein Tei l d e r Szenen wurde als Schwarz-Weiß-Negative direkt beim europäischen Zentru m für die Verarbeitung und Verteilung der Satellitenbilder „Telespazio"
(Fucino, Italien) bestellt, einen anderen Teil stellte die Geologische Bundesan
stalt zur Verfüg ung und ein dritter Teil lag in Form von Magnetbändern vor, aus denen die Deutsche Forsch u ngs- und Versuchsanstalt für Luft- und Rau mfah rt (Oberpfaffen hofen, Bayern) Schwarz-Weiß-Negative erzeugte. Es wurden alle vier zur Verfügung stehenden Spektralbereiche verwendet.
6.3 Bestimmung der Verzerrungen
Die Filmnegative der Satellitenbilder werden mit der Rektifizierungsvor
lage verg lichen. G leichmäßig über das gesamte Bild verteilte Details, die sowoh l im Bild als auch in der Vorlage identifiziert werden kön nen, werden als sogenan nte Paßpunkte ausgewäh lt. Besonders gut eignen sich Flußmün d u n
gen, so daß nur mit dem Gewässerauszug der Karte 1 : 500.000 als Rektifizie
rungsvorlage gearbeitet werden konnte. Mit 30 bis 50 Paßpunkten pro Szene wird die Geometrie genau genug erfaßt. Damit bei der Mosaikbildung entlang der Sch n ittlinien keine Klaffungen entstehen, besteht in dem Verfahren die Möglichkeit, in den Überlappu ngszonen Verknüpfu ngspu n kte zu identifizie
ren. Es handelt sich um Bilddetails, die in den sich überdeckenden Bildern eindeutig erken nbar sind, jedoch auf der Vorlage keine entsprechenden Punkte haben müssen. Pro Bildrand wu rde versuc ht, min destens fünf Ver
knüpfungspu nkte zu bestimmen. Wäh rend die Auswahl der Verknüpfungs
punkte u n problematisch war, mußte bei den Paßpunkten vorsichtig gearbeitet werden. Besonders die Generalisierungseffekte bei kleinen Fl ußsch lingen in der Karte können die Verzerru ngsverhältnisse verfälschen. Auch die Details entlang der Seeufer (z. B. Schilfgürtel am Ufer des Neusied ler Sees) geben keine guten Paßpunkte ab.
Für die weitere Arbeit benötigt man die Koordinaten der Paß- und Ver
knüpfu ngspu nkte. Hier leistete der am I nstitut für Photog rammetrie vorhan
dene Stereokomparator STK1 gute Dienste. Das Satel litenbild und der ent
sprechende Teil der Rektifizierungsvorlage kön nen gleichzeitig ausgemessen werden; die Registrierung der Koordinaten erfolgt automatisch. Damit sind Zuordnungs- und Reg istrierfeh ler bei der Messu ng nahezu ausgesch lossen.
Erwähnt soll h ier sein, daß auch eine geringere Meßgenauigkeit als die des STK1 für solche Zwecke ausreichend wäre.
54 ÖZfVuPh 69. Jahrgan g / 1 981 / H eft 2
6.4 Berechnung der Verzerrungen und des Avioplansteuerbandes Alle gemessenen Koord inaten werden als Eingabe für das Prog ram m SORA-MSS verwendet. Mit H ilfe d e r Paßpu n kte wird für jedes B i l d eine l nterpolationsfu nktion aufgestellt, welche die Bestimmung der Lage der Verknüpfu ngspu nkte in der Vorlage ermöglicht. Da diese Punkte den gleichen Bildinhalt in benach barten Szenen repräsentieren, müßten sich aus entspre
chenden Verknüpfungspunkten dieselben Vorlagekoord inaten ergeben. I n der Praxis ist dies selten der Fall, s o daß die l nterpolationsfu n ktion s o lange verbessert werden muß, bis die Abweichungen eine vorgegebene Toleranz nicht übersch reiten. Am Ende dieses lterationsvorganges liegt jene Funktion vor, die für die Entzerru ng verwendet wird. I n einem im Vorlagensystem defin ierten regelmäßigen Raster werden die Verzerru ngswerte interpoliert (G rundprinzip des Avioplans) und als Steuerdaten für den Avioplan auf Ma
gnetband ausgegeben.
6. 5 Umbildung im Aviop/an
Für jede Satellitenszene existiert ein Steuerdatensatz. Da sich die vier Spektralbereiche einer Szene nur g rauwertmäßig, n icht aber geometrisch voneinander u nterscheiden, werden für sie dieselben Steuerdaten verwendet.
Jedes einzelne Satellitenbild wird getren nt umgebildet; man erhält somit von jedem Satellitenbild ein entsprechendes, geometrisch richtiges Filmprodukt.
Die densitometrische Einstellung am Avioplan mußte seh r sorgfältig vorge
nommen werden, damit die G rauwerti nformation d u rch die U m bildung n icht verfälscht wurde. Die Montage der Einzelbilder zu r Satellitenbildkarte erfolgte am Institut für Kartographie und Reproduktionstechnik.
7. Die Farbzuordnung
Jeder der 4 Spektralbereiche des Scanners liefert eine Schwarz-Weiß
Satellitenbildkarte. Auf dem dem Aufnah mevorgang entgegengesetzten Weg kan n jedem der Schwarz-Weiß-Auszüge eine Farbe zugeord net werden und durch ihre Kombination eine farbige Satelliten bildkarte erhalten werden . Durch die 3 Grundfarben (blau, g rün, rot bzw. cyan, magenta, gelb) kön nen alle Farbtöne erzeugt werden. Das bedeutet, daß nur 3 der 4 vorhandenen Kanäle für eine Farbdarstellung verwendet werden_ müssen. Es bleibt zu überlegen, welchem Kanal welche Farbe zugeordnet werden soll. Eine Möglichkeit wäre, eine natürliche Farbwiedergabe zu erreichen. Betrachtet man aber die Spektralfarben, in welchen der Scanner reg istrierte, so erken nt man, daß der für Natu rfarben wichtige Blaubereich feh lt. Dagegen gibt es zwei Bereiche im nahen I nfrarot. I n LANDSAT-Aufnahmen findet man also
ÖZIVuPh 69. Jahrgang/1 981 / Heft 2 55 jene Empfindlichkeiten, die dem allgemein bekannten Farbinfrarotfilm - auch Falschfarbfilm genannt - zugrunde liegen (Kanal 4, Kanal 5, Kanal 6). Damit war d ie Frage der Farbdarstellung gelöst. Da die Korrelation der G rauwerte zwischen Kanal 6 und 7 außerordentlich hoch ist, der Kanal 7 aber noch etwas kontrastreicher erscheint, ist es üblich, ihn anstelle von 6 zu verwen
den. Die Farbzuordnung war demnach wegen der beim Druck wirksamen subtraktiven Farbmisch ung gelb für Kanal 4, magenta für Kanal 5 und cyan für Kanal 7. Stellt man die Karte auf Farbpapiermaterial her, so werden die einzelnen Schwarz-Weiß-Auszüge durch die Filter blau (Kanal 4), g rün (Kanal 5) u nd rot (Kanal 7) belichtet. Für d iese Variante führte die Firma Westend Color, Wien, die photographischen Arbeiten durch.
8. Die reprotechnischen Arbeiten zur Erstellung der Satellitenbildkarte von Österreich
Das vom Institut für Photogrammetrie zur Verfüg ung gestellte Material bein haltete 4 Aufnah me-Kanäle mit je 17 Halbtonsatel litenbildpositiven im Format von ca. 20 x 20 cm2• Sämtliche Satellitenbilder waren bereits auf den gewünschten Maßstab 1 : 1 Mill. und auf die Lambertsche konforme Kegel
projektion mit zwei längentreuen Breitenkreisen in 46° und 49° nördlicher Breite gebracht. Die reproduktionstechn ische Aufgabe bestand n u n dari n , die 17 Bilder eines jeden Kanals zu einem Gesamtbild zu verein igen, welches dem Bereich der österreich ischen Übersichtskarte 1 : 500.000 entspricht. Als ein dafür geeignetes Verfahren wu rde das photographische Sam meln in der Reprokamera ausgewäh lt. Dazu waren jedoch ein ige Überleg u ngen und Vorbereitu ngsarbeiten zu treffen.
8. 1 Das Paß/ochsystem
Im Gegensatz zu m Sammeln von versch iedenen Rasterstufen i n her
kömmlichen Strichkarten, bei welchen die Fläche meist durch Farbtren n l inien beg renzt sind und daher gewisse Paßungenauigkeiten auffangen kön nen, ergibt sich bei fugenlos aneinanderstoßenden Halbtonbildern eine wesentlich höhere Forderu ng an die Paßgenauigkeit. Als Registriersystem wurde d aher kein Randseitenpaßlochsystem verwendet, sondern ein Zentralpaßlochsy
stem. Beim Zentralpaßlochsystem werden Materialveränderu ngen vom Zen
tru m der Folie aus nach allen Seiten hin gleichmäßig verteilt (Abb. 1 ). Außer
dem ist durch die Anordnung der Stanzlöcher an 3 versch iedenen Seiten die Folie wesentlich u nempfindlicher gegen Verschiebung durch Ausstreichen.
Die Reg istrierung sämtlicher Folien erfolgte d u rch eine von Ing. H. Müh le (Frankfurt/Main) entwickelte und von der Fa. R. und A. Rost, Wien, herge
stel lte Zentralpaßlochstanze.
56
...
ÖZIVuPh 69. Jahrgang / 1 981 / Heft 2
Cl 0
Abb. 1 : Randseiten- und Zentralpaßlochsystem
8.2 Die Montage der Satellitenbilder
Die Montage der 1 7 Satellitenbildpositive der 4 Kanäle erfolgte auf mit Zentralpaßlochsystem versehenen Montagefolien über einer auf 1 : 1 Mill.
verkleinerten Gewässerzeichnung der österreichischen Übersichtskarte 1 : 500.000. Als Einpaßdetails wurden Flußmündu ngen, Flußschlingen und Seenumrißlinien herangezogen.
8.3 Die Herstellung der Masken
Da die einzelnen Satelliten bilder mit ihren Nach barbildern einen bestimm
ten Überdecku ngsbereich besitzen, mußten n u n in nerhalb dieser doppelt vorhandenen Bildstreifen die Bildstöße ausgewählt werden. Bei der Anord
n u ng d er Bildstöße wurde auch auf die u ntersch iedliche Bildqualität Rück
sicht genommen. Als Begrenzung für die an den Rändern liegenden Satelli
tenbilder wurde der Kartenrand der auf 1 : 1 Mill. verkleinerten österreichi
schen Übersichtskarte 1 : 500.000 gewählt. Die ausgewählten Bildstöße und Bildbegrenzu ngen wurden auf einer Zeichenfolie eingetragen. Diese diente als Digitalisierungsgrund lage für den nun zum Einsatz kom menden Zeichen
automaten Coragraph DC 2. Mit der Schneidevorrichtung des Zeichenauto
maten wurden n u n sämtliche Bildstöße und Bildbegrenzu n gen in mehrere mit Paßlochsystem versehene Maskierfolien gesch n itten. Um n u n die Maske für das jeweilige Satellitenbild zu erhalten, war es noch notwen dig, d as entspre
chende Feld auf der Maskierfolie abzuziehen (Abb. 2).
Abb. 2: Maskierfolie
ÖZIVuPh 69. Jahrgang/1981/Heft 2 57 Durch Abziehen mehrerer, n icht aneinander stoßender Felder kon nte die Anzah l der Maskierfolien auf 4 reduziert werden. Die beim späteren Verarbei
tu ngsvorgang n icht benötigten offenen Felder wurden später mit schwarzem Papier abgedeckt. Diese so hergestellten Masken kon nten für alle 4 Aufnah
mekanäle verwendet werden.
8.4 Das photographische Sammeln
Zum Sammeln aller 1 7 Halbtonsatelliten bildpositive auf einen gemeinsa
men Film wurde die Reprokamera herangezogen (Abb. 3). Sie ermög licht näm lich - im Gegensatz zum Sam meln im Kontaktkopiergerät - wäh rend der Aufnahme einen Eingriff i n den Strah lengang, um die partiellen Dichteunter
schiede auszug leichen. Da die Satelliten bilder bereits im endgültigen M aß
stab 1 : 1 M ill. vorlagen, wurde als Abbildungsverhältnis 1 00% gewählt.
Filmebene Objektiv Vorlagenhalter
mit Zentralpaßlochsystem
Abb. 3: Photographisches Sammeln mit der Reprokamera
Der Ablauf des photographischen Sammelns i n der Kamera:
Beleuchtung
1 . E in legen eines u nbelichteten Halbtonfilms i n die Kamera (Filmebene) und Ansaugen.
2. Einhängen des ersten auf Montagefolie stehenden Satellitenbildes i n d as Paßlochsystem der Vorlagenhalterung.
3. Einhängen der dem Satellitenbild entsprechenden M aske in die Vorlagen
halteru�g.
4. Belichtung.
5. Die Vorgänge 2, 3, 4 werden für jedes der weiteren Satelliten bilder wieder
holt. Die Einstelldaten der Kamera, i nsbesondere d ie Belichtungszeiten bleiben dabei zunächst gleich.
Anschließend wurde der belichtete Halbtonfilm aus der Kamera genom
men und entwickelt. Nach dem Fixieren, Wässern und Trocknen diente dieses Halbtonnegativ als Grundlage zur Bestimmung verbesserter Belichtung s
werte. Mit diesen verbesserten Belichtungswerten wurden die Vorgänge 1-5 wiederholt. Das neu gewonnene Halbtonnegativ zeigte an den Bildstößen n u r m e h r geringe Dichteu ntersch iede, welche m i t einem Farmerschen Abschwä-
58 ÖZfVuPh 69. Jahrgang/1981 /Heft 2
eher noch verbessert werden konnten. Auf diese Weise wurden auch die Satelliten bilder der weiteren 3 Aufnah mekanäle g esammelt, so daß nun für jeden Kanal ein Halbton negativ vorlag. Diese so gewonnenen Halbtonnega
tive dienten, wie im Absatz 7 erläutert, einerseits für die Herstellung von Farbpapierabzügen und andererseits als Vorlage zur Herstellung von Raster
positiven für den Offsetdruck. Beim Druck wurden zusätzlich zu Kanal 4 (gelb), Kanal 5 (magenta), Kanal 7 (cyan) noch der Kanal 6 - nach einer steilen Aufrasterung - i n Schwarz gedruckt. Das zusätzliche Schwarz erhöht die Tiefenwirkung der Karte.
9. Interpretation des Ergebnisses
Was aus der fertigen Satelliten bildkarte herausgelesen werden kann, hängt sehr vom Anwender ab. Für viele wird diese Karte nicht mehr als eine u ngewoh nte, aber eindrucksvolle Darstellung der E rdoberfläche bedeuten.
Der U ntersch ied zur allgemein üblichen Strich karte ist offensichtlich. Der Detailreichtu m, besonders i n den Gebieten der Hochgebirgsregion, läßt die Schwächen der herkömmlichen Darstellungsmethoden erken nen.
Es soll jedoch ganz kurz auf einige Merkmale dieser Farbdarstellung h ingewiesen werden. Sehr deutlich ist der Untersch ied der Vegetation festzustellen. Lau bwälder, wie etwa die Auen entlang der Donau und March, oder die Bewald ung des Leithagebirges, erscheinen in deutlichem hellen Rot, die Nadelwaldgebiete etwa des Waldviertels, der Voralpen u nd Zentralalpen i n dunklen Farbtönen. Gebiete o h n e Vegetation (Städte, frisch umgeackerte Felder und Hochgebirgsregionen) bekommen einen blaugrünen Ton. So fällt zum Beispiel in den Ackerbaugebieten des Wiener Beckens u nd des nördli
chen B u rgenlandes die Blaufärbung auf, wäh rend die Ackerbaugebiete des westlichen Alpenvorlandes in rötlichen Farben erscheinen. D ieser Farbunter
schied hat seine U rsache in den starken Zeitunterschieden der Aufnahmeda
ten. Stammen die westlichen Bilder vom Juni bis Juli, so wurden die östlichen im August bis Septem ber aufgenommen, also zu einer Zeit, i n der ein g roßer Teil der Felder bereits abgeerntet war. Schnee und Wolken erscheinen weiß und sind der Farbe nach nicht u nterscheidbar. Weitere Uneinheitlichkeiten sind auf die teilweise vorhandene u nterschiedliche Bildqual ität der Schwarz
Weiß-Negative zurückzuführen, die besonders bei der Farbwiedergabe deutli
che Auswirku ngen hat.
In dieser Arbeit war das Hauptziel, ein geometrisch richtiges Kartenpro
dukt zu erzeugen, so daß von einer echten, in ein geograph isches G radnetz ein paßbaren Satellitenbildkarte gesprochen werden kann. D ie optische Ho
mogen ität war lediglich d u rch Belichtungskorrektu ren bei der photographi
schen Mosaikbildung erreicht worden. Es bestünde natürlich die Mög lichkeit, mit Hilfe digitaler Bildverarbeitungsmethoden die einzelnen Satellitenbi lder vorzubearbeiten, sie einander grauwertmäßig anzupassen und i h re B rillanz zu erhöhen. I n Fortsetzun g der digitalen ArbeitsVveise müßte auch d i e Rektifizie-
ÖZfVuPh 69. Jahrgang/1981 /Heft 2 59 rung und Mosaikbildung auf digitalem Weg durch Umord nen der auf Magnet
band gespeicherten Grauwerte erfolgen. Damit kön nte sicherlich eine wesent
lich bessere Bildqualität erreicht werden, doch sind auch die Kosten im Vergleich zu dem beschriebenen Verfahren um ein Vielfaches höher.
Abschließend soll vermerkt werden, daß mit Hilfe der Satellitenbildkarte die Erde mit anderen Augen gesehen werden kann und plötzlich Details erkannt werden, die keine herkömmliche Kartenart hervorbringen kann.
Andererseits braucht aber gerade der ungeübte Beobachter für die Orientie
rung künstliche Hilfen, wie etwa Straßen klassifizierungen sowie Orts- und Flußnamen, die zusätzlich in das Satellitenbild hinei ngedruckt werden müß
ten. Die herkömm liche Strichkarte mit der Mög lichkeit der klassifizierenden Signaturen wird deshalb d urch eine noch so g ute Bildqualität n icht ersetzt werden kön nen.
Literatur
Jansa, J. : Geometrie Rectifikation of Blocks of Multispectral Scanner Images. Presented paper 14. ISP-Congress Commission 111/1, Hamburg 1980, deutsch: Geometrische Entzerrung eines Blockverbandes multispektraler Scannerbilder, Geodätische Informationstage der TU Wien, Oktober 1980.
Kraus, K.: Die Entzerrung von Multispektralbildern. Bul 44, S. 129-134, 1975.
Kraus, K. : Untersuchung zur Genauigkeit der Interpolation nach kleinsten Quadraten. ZfV 99,S. 198-205, 1974.
LANDSAT DA TA USERS HANDBOOK N 77-80772, NASA
McEwen, R. B. u. Schoonmaker, J. W. : ERTS COLOR IMAGE MAPS. Presented paper Fall Convention of American Society of Photogrammetry, Sept. 1974.
Otepka, G.: Praktische Erfahrung bei der Rektifizierung von MSS-Bildern. Geow. Mitt. TU Wien, Heft 8, S. 65-80, 1976.
Stewardson, P. 8.: The Wild Avioplan OR1 Orthophoto System Presented paper 13. ISP
Congress, Helsinki 1976.
Druckfehlerberichtigung
In dem im Heft 4 des 68. Jahrganges, 1 980, dieser Zeitschrift veröffent
lichten Artikel „Rech nerunterstützte Entwicklung der Legendre'schen Rei
hen" von K. Krack, München, sind folgende Druckfeh lerberichtigungen vorzu nehmen:
S.1 47, Zeile 1 1 :
Ersetze „Ausgangsbreite B1"
durch „Breite mit maximalen Koeffizienten beträgen"
S. 1 48, Zeile 1 4:
Ersetze - 63 " 3 '11 6" d urch - 63 " 5 '11 6"
S. 1 56, Literaturverzeich n is:
[1 0] Schöd/bauer, A.: Beitrag zur Festschrift Hubeny, M itt. d. geod. I nst. TU Graz, Folge 35/1 980. -
