Sentinel-2

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Sentinel-2 Saarland

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Zur Kartenzusammenstellung der Sentinel-2 Daten

Copernicus-Satellitendaten

Copernicus ist ein europäisches Erdbeobachtungsprogramm, das von der Europäischen Union (EU) in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der Europäischen Organisation für meteorologische Satelliten (EUMETSAT) und deren Mitgliedsstaaten durchgeführt wird. Es besteht aus verschiedenen Systemen zur Datengewinnung und verbindet Fernerkundung mit Messungen vor Ort (in-situ Komponente). Aus den Beobachtungsdaten werden umwelt- und sicherheitsrelevante Informationen für 5 Kerndienste abgeleitet. Diese decken vorrangig die Bereiche Umwelt, Klimaschutz, nachhaltige Entwicklung, humanitäre Hilfe sowie sicherheitsrelevante Themen ab.

Das Copernicus-Programm umfasst zudem eine eigene Satellitenflotte. Die Sentinel-Satelliten dienen der globalen Beobachtung der Atmosphäre, der Ozeane und der Landoberflächen. Die Sentinel-Daten und Copernicus-Dienste sind dabei für jedermann kostenlos und frei verfügbar zu beziehen – egal ob für behördliche Anwender, die Wissenschaft, kommerzielle Unternehmen oder gemeinnützige Organisationen und Bürger.

Multispektrale Bilddaten (Sentinel-2)

Das Landesamt für Vermessung, Geoinformation und Landentwicklung (LVGL) stellt kostenfrei fortlaufend aktuelle Daten der Sentinel-2 Satelliten zur Verfügung. Die Sentinel-2 Mission besteht aus einer Konstellation von zwei baugleichen Satelliten, die die Erde um 180° versetzt auf der gleichen Umlaufbahn in einer Höhe von ca. 786 km umkreist. Durch diese Anordnung wird das Saarland mindestens alle fünf Tage überflogen. Sentinel-2 verfügt über ein Multispektrales Aufnahmegerät (MSI) mit insgesamt 13 Spektralkanäle (Abbildung 1).

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  Abbildung 1: Sentinel-2 Spektralkanäle mit 10 m räumlicher Auflösung: B2 (blau: 490 nm), B3 (grün: 560 nm), B4 (rot: 665 nm) und B8 (NIR: 842 nm) [©ESA2020 Sentinel Online User Guides ]

Aufgrund von Wolkenbedeckung ist oftmals keine freie Sicht auf die Erdoberfläche gegeben. Daher sichtet das Landesamt die aktuellen Daten und stellt Wolkenfreie Bilder des Saarlandes zur Verfügung.

Die bereitgestellten Bilddaten weisen eine räumliche Auflösung von 10 m x 10 m auf und werden zu sogenannte Level-2A Daten, d.h. georeferenziert, radiometrisch optimiert und atmosphärenkorrigiert aufbereitet. Wir empfehlen in der Darstellung den Maßstab 1:50.000 und kleiner. Die Daten können über das GeoPortal des Saarlandes sowie über das kartographische Informationssystem ZORA zur Verfügung gestellt. Außerdem können die Daten auch über einen webbasierten Kartendienst, ein sogenannten Web Map-Service (WMS) bezogen werden.

Die Bilddaten eignen sich speziell für die Zwecke der großflächigen Topographie. Veränderungen in der Topographie, Vegetation oder auch Landnutzung können so sofort dokumentiert werden. Diese Aktualität an freiem topographischen Datenmaterial ist bisher ein Novum.

Folgende Produkte werden derzeit vom LVGL bereitgestellt:

Echtfarbenbilder (TrueColorImage, TCI)

Wie der Name sagt, gibt ein Echtfarbenbild die Originalfarben wieder und entspricht so der Aufnahme eines Fotos. Die Bilddaten setzen sich aus der Kombination der Spektralkanäle B4 (rot), B3 (grün) und B2 (blau) zusammen.

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  Abbildung 2: Sentinel-2 Echtfarbenbild vom 02.07.2019 Ausschnitt „Saarschleife“
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  Abbildung 3: Sentinel-2 Echtfarbenbild vom 04.12.2019 Ausschnitt „Saarschleife“

Falschfarbenbilder (Colored InfraRed, CIR)

Ein CIR-Falschfarbenbild (Colored InfraRed) gibt Aufschluss über die Vitalität von Biomasse, z.B. Gras, Blätter von Büschen, etc. Der dazu verwendete Kanal ist das sogenannte Nahe Infrarot (NIR). Grüne (vitale) Vegetation besitzt einen speziellen spektralen Fingerabdruck. Enthaltenen Farbpigmente wie z.B. das Chlorophyll werden im grünen sichtbaren Bereich durch das eintreffendes Licht reflektiert, welches sich im Infrarotbereich sogar nochmals verstärkt. Aufgrund der hohen Reflexionswerte im infraroten Bereich heben sich somit gesunde Pflanzen in Infrarot-Kanal besonders gut ab.

Dadurch können diese Daten zur Interpretation von verschiedenen Vegetationserscheinungen verwendet werden, wie z.B. bei der Waldschadenskartierung oder bei der Biotoptypenkartierung.

Die Bilddaten setzen sich aus der Kombination der Spektralkanäle B8 (rot), B4 (grün) und B3 (blau) zusammen.

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  Abbildung 4: Sentinel-2 Falschfarbenbild vom 02.07.2019 Ausschnitt „Saarschleife“
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  Abbildung 5: Sentinel-2 Falschfarbenbild vom 04.12.2019 Ausschnitt „Saarschleife“

Normierter Differenzierter Vegetationsindex (NDVI)

Der NDVI wird als Maß für die Vegetationsbedeckung einer Fläche verwendet. Er zeigt die Vitalität der Vegetation. Der typische Reflexionsverlauf einer gesunden Pflanze führt auf eine geringe Reflexion im sichtbaren roten Bereich und eine starke Reflexion im nahen infraroten Bereich zurück. Je grüner/gesünder die Pflanze ist, desto stärker ist der Anstieg der Reflexionskurve im nahen infraroten Bereich.

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Aufgrund der Normierung nimmt der NDVI nur Werte zwischen -1 und +1 an. Es werden dadurch Einflüsse der Geländeneigung und Beleuchtungsverhältnisse kompensiert.

Der Datensatz ist farbcodiert, wobei die Farbskala von braun (keine Vegetation) über gelb bis dunkelgrün (gesunde Vegetation) reicht. Negative Werte bezeichnen Wasserflächen. Ein Wert zwischen 0 und 0.2 entspricht nahezu vegetationsfreien Flächen, während ein Wert nahe 1 auf eine hohe Vegetationsbedeckung mit grünen Pflanzen schließen lässt.

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  Abbildung 6: NDVI berechnet aus Sentinel-2 Daten vom 02.07.2019 Ausschnitt „Saarschleife"
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  Abbildung 7: NDVI berechnet aus Sentinel-2 Daten vom 04.12.2019 Ausschnitt „Saarschleife“

Anleitung

• Anleitung zur Nutzung der Fachanwendung

Ansprechpartner

Landesamt für Vermessung, Geoinformation und Landentwicklung
Sach­ge­biet 2.3 Sa­tel­li­ten­ge­stütz­te Fer­ner­kun­dung, In­Ve­KoS, ZO­RA, IT-​Si­cher­heit
Thomas Engel
E-Mail-Kontakt
Telefon: +49 681 9712-223 </translate>