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ASTER

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Datei:Etna TAS2002209.jpg
SRTM-basiertes 3D-Modell des Ätna mit ASTER-basierter Falschfarben-Oberflächendarstellung (Kanalkombination 2-3-1)

ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) ist eines der fünf wissenschaftlichen Instrumente an Bord des am 18. Dezember 1999 von der NASA gestarteten Erdbeobachtungssatelliten Terra. Das in Japan gebaute und vom japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie mitbetriebene Instrument umrundet mit Terra ca. alle 100 Minuten die Erde in einem nahpolaren, sonnensynchronen Orbit (Äquatorüberquerung jeweils um 10:30 Uhr und 22:30 Uhr Ortszeit)<ref name="lpdaac_ASTER_overview"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150627175205 

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  }} Online-Präsenz des NASA Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC)</ref> in einer Höhe von 705 km.

Das 406 Kilogramm<ref name="lpdaac_ASTER_overview" /> schwere Multispektralinstrument ASTER nahm bis 2008 mit seinen drei Subsystemen auf 15 separaten Kanälen hochauflösende Bilder in jeweils verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums auf, vom sichtbaren Licht bis ins kurzwellige mittlere („thermische“) Infrarot. Die Bodenauflösung beträgt 15 bis 90 Meter pro Bildpunkt. Aus den aufgenommenen Daten können unter anderem Oberflächentemperatur, Reflektivität und Emissivität sowie ein Digitales Höhenmodell des jeweils aufgenommenen Teils der Erdoberfläche abgeleitet werden. Da eines der Subsysteme 2008 ausfiel, liefern heute nur noch 9 Kanäle brauchbare Daten.

Subsysteme und Kanalbelegung

Das Instrument ASTER besteht aus drei Subsystemen. Dies sind

  • das Aufnahmesystem für sichtbares Licht und den Nahinfrarotbereich (visible and near-infrared, VNIR)
  • das Aufnahmesystem für kurzwellige Infrarotstrahlung (short wave infrared, SWIR) und
  • das Aufnahmesystem für längerwellige („thermische“) Infrarotstrahlung (thermal infrared, TIR).

„Thermische“ Infrarotstrahlung umfasst jenen Spektralbereich der von Menschen gemeinhin als (unsichtbare) „Wärmestrahlung“ wahrgenommen wird.

Das VNIR-Instrument verfügt über zwei Optiken, eine „Nadir-Optik“, die üblicherweise Aufnahmen lotrecht zur Erdoberfläche macht und eine „Backward-Optik“, die um 27,7° zum Heck des Satelliten hin ausgerichtet ist. Beide Optiken können für Aufnahmen der Erdoberfläche, die sich nicht direkt unterhalb der Flugbahn des Satelliten befindet (engl. cross-track pointing), zusammen um jeweils 24° nach links und rechts geschwenkt werden. Während die Nadir-Optik sowohl Bilder im Bereich des sichtbaren Lichts als auch im Nahinfrarotbereich aufnimmt (Kanäle 1, 2 und 3N), werden mittels der Backward-Optik nur Nahinfrarotaufnahmen (Kanal 3B) gemacht. Die um ca. 1 Minute zeitversetzt aufgenommenen Bilder der beiden 3er Kanäle ergeben ein Stereobildpaar, das zur Berechnung eines digitalen Höhenmodells (engl. digital elevation model, DEM) herangezogen werden kann.

Statt der für Echtfarbaufnahmen nötigen drei Kanäle für sichtbares Licht (Rot, Grün und Blau) verfügt das VNIR-Subsystem von ASTER nur über zwei solcher Kanäle, einen für den Rot- und einen für den Grünbereich. Daher handelt es sich bei ASTER-Aufnahmen stets um Falschfarbenbilder.

Das SWIR-Subsystem wurde nach einem Defekt der Kühlung, der ab 2007 Auswirkungen auf die Aufnahmen auf den Kanälen 5 bis 9 zeitigte, nach erfolglosen Reparaturbemühungen im Januar 2009 von der NASA offiziell für unbrauchbar erklärt.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20130305113641 

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  }} Hinweis für Datennutzer auf der Online-Präsenz des NASA Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC)</ref> Nichtsdestoweniger übertraf schon die achtjährige Lebensdauer des SWIR-Subsystems die ursprünglich für das gesamte ASTER-Instrument auf fünf Jahre<ref name="Buis_2016">Alan Buis: NASA, Japan Make ASTER Earth Data Available At No Cost. Internetpräsenz der National Aeronautics and Space Administration (nasa.gov), 1. April 2016</ref> angesetzten Erwartungen.

Die einzelnen Kanäle sind wie folgt belegt:<ref>M. Abrams, S. Hook: ASTER User Handbook. 2012 (siehe Literatur), S. 10</ref>

Subsystem Kanal (Band) Spektralbereich [µm] Bodenauflösung „Farbtiefe“
VNIR 1 0,52 – 0,60 15 m 8 bit
2 0,63 – 0,69
3N 0,78 – 0,86
3B 0,78 – 0,86
SWIR 4 1,60 – 1,70 30 m 8 bit
5 2,145 – 2,185
6 2,185 – 2,225
7 2,235 – 2,285
8 2,295 – 2,365
9 2,360 – 2,430
TIR 10 8,125 – 8,475 90 m 12 bit
11 8,475 – 8,825
12 8,925 – 9,275
13 10,25 – 10,95
14 10,95 – 11,65

Datenzugang

Datei:MADAS portal screenshot.PNG
Screenshot der MADAS-Website mit Kartenfenster für die Bilddatensatzsuche (Mitte) und Metadaten zu einem einzelnen ASTER-Bilddatensatz (rechts)

Während die ASTER-Daten anfangs nur zu Forschungs- und Lehrzwecken kostenfrei abgegeben wurden,<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20130213212010 

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  }}
          | {{#if: 
              | Vorlage:Webarchiv/Today
              | {{#if:
                      | Vorlage:Webarchiv/Generisch
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                 }}}}}}}}{{#if:
    | Vorlage:Webarchiv/archiv-bot
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     |preview  = 1
  }}{{#ifexpr: {{#if:20130213212010|1|0}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}} <> 1
    | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Genau einer der Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive-today', 'archive-is' oder 'archiv-url' muss angegeben werden.|1}}
  }}{{#if: 
    | {{#switch: {{#invoke:Webarchiv|getdomain|{{{archiv-url}}}}}
        | web.archive.org = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von Internet Archive erkannt, bitte Parameter 'wayback' benutzen.|1}} 
        | webcitation.org = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von WebCite erkannt, bitte Parameter 'webciteID' benutzen.|1}} 
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          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von archive.today erkannt, bitte Parameter 'archive-today' benutzen.|1}}
      }}{{#if: 
         | {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}
             | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Wert des Parameter 'archiv-datum' ist ungültig oder hat ein ungültiges Format.|1}}
          |  }} 
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Pflichtparameter 'archiv-datum' wurde nicht angegeben.|1}}
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    | {{#if: 
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Parameter 'archiv-datum' ist nur in Verbindung mit 'archiv-url' angebbar.|1}}
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    | {{#if: {{#invoke:WLink|isBracketedLink|ASTER Data for Affiliated Users}}
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    | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Linktext_fehlt
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    |addlarchives|addlpages= {{#if:  || }}{{#if: 1 |Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter}}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: enWP-Wert im Parameter 'format'.|1}}
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    || {{#ifeq: {{#invoke:Str|find|{{#invoke:Str|cropleft|https://lpdaacaster.cr.usgs.gov/afd/index.php%7C4}}%7Chttp}} |-1
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              | abendblatt.de | daserste.ndr.de | inarchive.com | webcitation.org = 
              | #default = {{#if:  || }}{{#if: 1 |Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL}}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Archiv-URL im Parameter 'url' anstatt URL der Originalquelle. Entferne den vor der Original-URL stehenden Mementobestandteil und setze den Archivierungszeitstempel in den Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive.today' oder 'archive-is' ein, sofern nicht bereits befüllt.|1}}
            }} 
       }}
  }} Online-Präsenz des NASA Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC)</ref> sind sie seit April 2016 für die Allgemeinheit verfügbar.<ref name="Buis_2016" /> Vor dem Download auf einer der einschlägigen Online-Plattformen (z. B. NASA EarthData, USGS EarthExplorer oder dem japanischen MADAS-Portal) kann lediglich eine kostenlose Registrierung nötig sein. Auf den Portalen werden verschiedene, mehr oder weniger aufbereitete Datenpakete vorgehalten.

So umfasst das Paket unter der Bezeichnung ASTER global digital elevation model (kurz ASTER GDEM oder ASTGTM), das seit August 2019 in der Version 003 vorliegt,<ref>New Version of the ASTER GDEM. NASA EarthData, 5. August 2019, abgerufen am 2. Januar 2020</ref><ref>Michael Abrams: ASTER Global Water Bodies Database User Guide. Version 1. Japan’s Ministry of Economy, Trade, and Industry (METI) – National Aeronautics and Space Administration (NASA) Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology, Juli 2019 (PDF 280 kB)</ref> Raster-Höhendatensätze aus allen Regionen zwischen 83° nördlicher und 83° südlicher Breite mit einer Bodenauflösung von einer Bogensekunde (30 m) in Form von 1×1°-Kacheln im GeoTIFF-Format. Zwar sind SRTM-Daten ebenfalls Open Data und damit für beliebige Zwecke frei nutzbar, liegen aber wegen des seinerzeit weniger steilen Winkels der Umlaufbahn des Shuttles zur Äquatorebene nur aus dem Bereich zwischen den beiden 60. Breitengraden vor.

Siehe auch

Literatur

  • Michael Abrams, Simon Hook: ASTER User Handbook. Version 2. NASA/JPL/Caltech, Bhaskar Ramachandran EROS Data Center, Pasadena (CA), Sioux Falls 2002 (PDF 3,6 MB)

Weblinks

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Einzelnachweise

<references />

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