Lexikon der Fernerkundung

UARS

Engl. Akronym für Upper Atmosphere Research Satellite; gemeinsame, 1991 gestartete amerikanisch-kanadisch-britische Mission zur Erforschung der Chemie von Stratosphäre, Meso- und Thermosphäre sowie zur Erforschung der Atmosphärendynamik und der atmosphärischen Wasser- und Energiezyklen. Der Satellit bewegt sich auf einer nicht-sonnensynchronen Umlaufbahn in einer Höhe von 585 km bei einer Inklination von 57° und einer Umlaufzeit von 95,9 min.
UARS wurde offiziell am 14. Dezember 2005 außer Betrieb genommen. Die meisten von UARS durchgeführten Messungen zur Zusammensetzung der Atmosphäre werden mit EOS Aura fortgesetzt und die zur Sonneneinstrahlung vom Satelliten SORCE.
UARS trat am 24. September 2011 zwischen 5:23 und 7:09 CEST in die Erdatmosphäre ein. Daten weisen daraufhin, dass der 5,6 Tonnen schwere Satellit wahrscheinlich auseinanderbrach und in den Pazifik stürzte. Personen- oder Sachschäden wurden bisher nicht gemeldet. Als UARS entwickelt, gebaut und gestartet wurde, gab es bei der NASA noch keine Kriterien zur Einschätzung des Risikos von Personenschäden beim Wiedereintritt. Heute sind ESA und viele andere Mitglieder des Inter-Agency Debris Coordination Committee (IADC) bemüht, das Risiko eines Personenschadens beim Wiedereintritt auf unter 1:10.000 zu begrenzen.

Weitere Informationen: UARS - Startseite (NASA, GSFC)

überwachte Klassifizierung

Engl. supervised classification, franz. classification supervisée; in der Fernerkundung und der digitalen Bildverarbeitung die Bildung von Objektklassen mit ihren spektralen Merkmalen nach vorgegebenen Entscheidungsregeln. Die Identifikation der Bildelemente und ihre Zuordnung zu Objektklassen erfolgt nach der Ähnlichkeit zu Trainingsgebieten, d.h. Referenzflächen, von denen bekannt ist, welcher Objektklasse sie angehören (die gebräuchlichsten Kriterien sind maximum likelihood und minimum distance). Anhand von ‘ground truth’ Information und / oder aufgrund von Geländekenntnis werden diese Trainingsgebiete als homogene Vorkommen von Landnutzungs- oder Vegetationseinheiten bestimmt. Es ist wichtig, dass die im Bild vorhandenen Objekte durch diese Trainingsgebiete möglichst komplett erfasst, um Unterscheidungskriterien festzulegen.

Aus der statistischen Analyse dieser ‘Proben’ werden spektrale Signaturen abgeleitet und der Rest eines Bildes auf ‘Ähnlichkeiten’ gegenüber diesen Signaturen hin untersucht und klassifiziert. Dabei wird den Pixelvektoren mittels spezieller Algorithmen zur Mustererkennung eine thematische Bedeutung zugewiesen.

Ungeachtet der eingesetzten Methode zur Mustererkennung (Klassifikationsalgorithmus) sind dabei die folgenden Arbeitsschritte zu beachten:

  • Festlegung von Anzahl und Art der thematischen Klassen. Dabei handelt es sich um Informationsklassen (z.B. Gewässer, Bebauung, Nutzpflanzen, Grünland, Wald ...)
  • Auswahl repräsentativer Pixel für jede der gewünschten Klassen mittels extern definierter Trainingsareale. Diese können über unterschiedliche Erhebungsverfahren festgelegt werden (Geländeerhebungen, Luftbildauswertung, Karten ...)
  • Schätzung von Parametern zur Beschreibung der Klassen (abhängig vom jeweiligen Algorithmus zur Mustererkennung)
  • Bestimmung der Klassenzugehörigkeit eines jeden Pixels mit Hilfe spezieller Verfahren zur Mustererkennung
  • Überprüfung der Klassifizierungsergebnisse

Überwachte Klassifizierungsverfahren gehören zu den am häufigsten eingesetzen Methoden zur thematischen Interpretation von Fernerkundungsdaten.

Weitere Informationen: e-Learning Applet - "Überwachte Landnutzungsklassifikation - Spektraler Merkmalsraum" (Mario Härtwig, TU Dresden)

Überwachung

Kontinuierliche oder regelmäßige standardisierte Messung oder Beobachtung von Kenngrößen in der Umwelt, die der Warnung oder Kontrolle dienen. Wesentliches Ziel ist es, Schäden auf die Gesundheit des Menschen und Schädigungen der Tier- und Pflanzenwelt frühzeitig zu erkennen und abzuwehren.

UK-DMC

Engl. Akronym für UK Disaster Monitoring Constellation; Mission des BNSC mit einem bildgebenden Sensor mittlerer Auflösung zur Unterstützung von Katastrophenmanagement. Der Satellit fliegt in einer Höhe von 785 km bei einer Inklination von 98,2°. Die Mission dauerte von 2003 bis 2011. Die Nachfolgemission UK-DMC2 ist von 2009 bis 2014 operationell.

Weitere Informationen: UK-DMC2 Profil (CEOS EO Handbook)

UKSA

Engl. Akronym für UK Space Agency; die seit 2010 als Ablösung des BNSC bestehende staatliche britische Raumfahrtagentur. Sie übernahm dessen Verantwortung für die Strategie im Weltraum und vertritt das Vereinigte Königreich in allen Bereichen für Weltraumfragen. Ebenfalls soll sie alle britischen, zivilen Weltraumaktivitäten unter der Aufsicht einer einzigen Behörde stellen.

Vor der Gründung der UK Space Agency besaß die Satelliten- und Weltraumindustrie einen Wert von 6 Milliarden Pfund und hatte 68.000 Arbeitsplätze. Das Ziel der Behörde ist es, dass diese Industrie im Jahr 2030 einen Wert von 40 Milliarden Pfund besitzt, 100.000 Arbeitsplätze liefert und mindestens 10 % der Weltraumprodukte auf der Erde produziert (aktuell 6 %). Diese Pläne stammen von der "Space Innovation and Growth Strategy" (Space-IGS).

Ein Teil der UK Space Agency wird das 40 Millionen Pfund teure "International Space Innovation Centre" (ISIC), welches in Harwell, Oxford, in der Nähe eines Forschungsinstitut der European Space Agency gebaut werden soll. Einige der Aufgaben ist es, den Klimawandel zu beobachten und die Sicherheit von Weltraumsystemen zu überprüfen. 24 Millionen der Baukosten übernimmt die Regierung, und den Rest übernimmt die Weltraumindustrie (16 Million Pfund). Es wird über 5 Jahre 700 Personen beschäftigen.

Die UK Space Agency übernimmt folgende Aufgaben anderer Behörden:

  • Die vollständige Verantwortung und das gesamte Personal des British National Space Centre wird übernommen.
  • Den Beitrag für die European Space Agency für Natural Environment Research Council, Science and Technology Facilities Council and Technology Strategy Board, inklusive Projektzuschüsse und Startvorbereitungen.
  • Die britischen Teil des Global Monitoring for Environment and Security und von Galileo
  • Die finanziellen Teil des European Union Satellite Centre
  • Finanzierung von Weltraumtechnologien und Besetzungen des Research Councils UK and Technology Strategy Board

Weitere Informationen:

Ultraviolett-Erkundung

Passive optische Fernerkundung entweder mit Hilfe von photographischen Aufnahmesystemen oder optischen Scannern mit Filtern im ultravioletten Bereich der Strahlung. Sie dient u.a. zur Aufdeckung von Ölverschmutzungen im Wasser oder bestimmten Aufgaben bei der Erkundung der Atmosphäre.

ultraviolette Strahlung

Engl. ultraviolet radiation; franz. rayonnement ultraviolet; der Energiebereich direkt jenseits des violetten Endes des sichtbares Lichtes, Wellenbereich von ~0,01 µm - ~0,40 µm.

DIN 18716 definiert: "optische Strahlung, deren Wellenlänge kleiner als die der sichtbaren Strahlung ist".

Ulysses

Gemeinsame Mission von ESA und NASA zur Erforschung des Weltraums im Bereich unter und über den Polen der Sonne. Die Sonde wurde von Dornier/Astrium gebaut, die NASA brachte ihn 1990 ins All ( Space Shuttle Discovery und Bahnfindungsmodul für die Nutzlast) und lieferte auch das Modul für die Energieversorgung, die Leitung der Mission obliegt der ESA in Kooperation mit dem JPL.
Ulysses fliegt nicht in der Ebene der Planeten, sondern in einer stark geneigten Bahn über den Südpol der Sonne. Dies wurde dadurch erreicht, dass die Sonde bei einem Jupitervorbeiflug geplant aus der Ekliptik geschleudert wurde. Im Jahr 2004 befand sich Ulysses auf ihrem dritten Sonnenumlauf. Die Mission endete am 30. Juni 2009 und hält damit den Rekord für die längste operative Weltraummission der ESA mit einer Dauer von 18 Jahren und 246 Tagen.

Ulysses nach dem Verlassen des Space Shuttle Ulysses nach dem Verlassen des Space Shuttle

Im Bild erkennbar ist in der linken Hälfte des Flugkörpers die eigentliche Nutzlast, rechts davon das Antriebsmodul. Im rechten unteren Bildeck schwebt das Space Shuttle Discovery mit geöffneter Ladeluke.

Ulysses (engl.) wurde nach dem Helden Odysseus aus der griechischen Mythologie benannt. Im 26. Gesang des Inferno, beschreibt Dante die letzte Reise von Odysseus. Auf dieser gefahrvollen Fahrt macht er seinen wankelmütigen getreuen Mut, indem er ihnen von einer Reise in die unbewohnte Welt hinter der Sonne erzählt, genau das Ziel der namensgleichen ESA-Mission.

Quelle: ESA

Die Instrumente auf Ulysses vermögen Ionen und Elektronen in Sonnenwinden aufzuspüren und zu messen, ebenso Magnetfelder, Energieteilchen, natürliche Radio- und Plasmawellen, kosmischer Staub, interstellares Gas, solare Röntgenstrahlen und kosmische Gammastrahlenausbrüche. Diese Instrumentenkombination hilft Wissenschaftlern die Sonne und die Heliosphäre zu verstehen und vielleicht auch den Einfluss der Sonne auf die Erde und auf unser Klima. Die elektrische Energie für die Experimente stammt aus einem thermoelektrischen Generator, der aus einer radioaktiven Quelle gespeist wird.

Weitere Informationen:

Umklappung

Engl. lay over, franz. repliement; nach DIN 18716 die "Erscheinung, dass Geländeflächen im Bild zur [Radar-]Antenne hin umgeklappt wiedergegeben werden, wenn sie stärker geneigt sind als die Radarwellenfront".

Umlaufbahn

Syn. Orbit, engl. orbit, franz. orbite;  Bahn, auf der sich ein Körper im freien Raum unter dem Einfluss der Anziehungskraft eines anderen Objektes bewegt. Die niedrigste praktikable Umlaufbahn für einen künstlichen Erdsatelliten liegt auf einer Höhe von ca. 160 km. Zum Vergleich: der natürliche Satellit der Erde, der Mond, umläuft die Erde mit einer mittleren Entfernung von 384.400 km.

Startet man in Richtung der Erdrotation (prograde oder direkte Umlaufbahn), wirkt sich dies günstig auf die Raketengleichung aus. Die Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten am Äquator (464,6 m/s) ist klein im Vergleich mit der Geschwindigkeit, um in den Weltraum zu gelangen (11,2 km/s). Aber ein Start in Richtung der Erdrotation bringt dennoch mehr Geschwindigkeit, weshalb die Nutzlast zusätzliches Gewicht haben darf und somit diese Methode oft gewählt wird.

Ein Raumfahrzeug, das auf eine äquatorparallele Erdumlaufbahn gebracht werden soll, nimmt nach dem Start eine östliche Richtung ein. Damit profitiert es von der Geschwindigkeit, die ihm von der ostwärtigen Erddrehung zusätzlich mitgegeben wird. Diese Rotationsgeschwindigkeit ist mit 1.670 km/h am Äquator am größten und beträgt auf der Breite von Cape Canaveral, Fla. (28° N) 1.470 km (410 m/s). Auf der noch höheren Breite von Russlands Weltraumbahnhof in Kasachstan (46° N) beträgt die Umdrehungsgeschwindigkeit an der Erdoberfläche 1.170 km/h (328 m/s). Der europäische Weltraumbahnhof Guiana Space Centre (GSC) in Kourou liegt nur 500 km nördlich des Äquators (5,2° N) und verleiht einer ostwärts startenden Rakete eine Geschwindigkeit von 463 m/s.

Es ist auch möglich, ein Raumfahrzeug auf einen westwärts gerichteten Orbit (retrograde Umlaufbahn) zu schicken, aber dazu sind eine höhere Geschwindigkeit und damit zusätzliche Treibstoffausgaben nötig, um dann eine gleiche Orbithöhe zu erreichen.

Wenn das Raumfahrzeug auf eine polare Umlaufbahn gebracht werden soll, wird es in eine nördliche oder südliche Richtung gestartet. Obwohl der Nutzeffekt eines ostwärts gerichteten Starts entfällt, bieten sich dabei andere Vorteile. Während sich die Erde um ihre Achse dreht, überfliegt das Raumfahrzeug, gewöhnlich ein Satellit, alle paar Umdrehungen die gesamte Erdoberfläche. Polare Umlaufbahnen werden z.B. von manchen Wettersatelliten, Satelliten zur Beobachtung der Umwelt und speziellen militärischen Aufklärungssatelliten benutzt.

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Umlaufbahnhöhen

Ein perfekt ausgearbeitetes Diagramm mit den Umlaufbahnhöhen einiger wichtiger Satelliten.
Alle dargestellten Distanzen sind maßstabsgetreu, die Höhendaten sind aus vielen Wikipediaartikeln und anderen Webseiten zusammengetragen.

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: Wikipedia (Rrakanishu)

Ein Satellit kann lange auf der gleichen Umlaufbahn bleiben, da die Anziehungskraft der Erde ("Schwerkraft") die Zentrifugalkraft ("Fliehkraft") ausgleicht. Da in der Umlaufbahn der Satelliten außerhalb der Erdatmosphäre kein bremsender Luftwiderstand vorhanden ist, bleiben die Geschwindigkeit des Satelliten in einer stabilen Erdumlaufbahn viele Jahre lang konstant.

Der Einfluss der Schwerkraft verringert sich, je weiter man sich von der Erde entfernt, während die Zentrifugalkraft mit der Geschwindigkeit des Satelliten in der Umlaufbahn steigt. Daher wirkt auf einen Satelliten in erdnaher Umlaufbahn (LEO) eine äußerst hohe Anziehungskraft, die durch schnelle Bewegung entlang der Umlaufbahn zur Erzeugung der benötigten Zentrifugalkraft ausgeglichen werden muss. Es besteht also eine direkte Beziehung zwischen dem Abstand zur Erde und der Umlaufgeschwindigkeit eines Satelliten.

Mathematisch lässt sich der Zusammenhang zwischen der Kreisbahngeschwindigkeit und der Bahnhöhe wie folgt ausdrücken:

v

die Geschwindigkeit auf der Kreisbahn

R

der Erdradius = 6 370 km

g0

die Fallbeschleunigung auf der Erdoberfläche = 9,81 m/s2

r

der Radius der Satellitenbahn

r – R = h

die Höhe der Satellitenbahn über der Erdoberfläche sind

Eine Umlaufbahn hat die Form eines Kegelschnittes, also einer Kurve, die beim Schnitt durch einen Kegel entsteht. Folglich kann die Bahn kreisförmig, elliptisch, parabolisch oder auch hyperbolisch um den Zentralkörper verlaufen. Dieser befindet sich dabei stets in einem der Brennpunkte der Kurve. Wenn sich ein Satellit um die Erde bewegt, so nennt man den erdfernsten Punkt der Bahn Apogäum und den erdnächsten Punkt Perigäum, wobei die Endung '-gäum' für "Erde" (griechisch gäa) steht.

Eine Kreisbahn ist eine geschlossene Bahn für ein Raumfahrzeug oder einen Satelliten, deren Mitte im Erdmittelpunkt liegt. Eine exakte Kreisbahn ist leicht instabil, weil die Erde und damit ihr Gravitationsfeld nicht ganz kugelförmig sind. Eine Kreisbahn einzuhalten würde beträchtliche Mengen an Treibstoff für Korrekturzündungen erfordern.

Jede nicht kreisförmige, geschlossene Bahn eines Raumfahrzeugs hat die Form einer Ellipse. Der Erdmittelpunkt bildet einen ihrer beiden Brennpunkte, der zweite befindet sich an einem leeren Ort im All. Der Abstand zwischen beiden Brennpunkten legt die Exzentrizität der elliptischen Umlaufbahn fest.

Eine exzentrische Umlaufbahn ist eine elliptische Bahn, deren Form stark länglich ist. Das heißt die große Achse ist viel größer als die kleine Achse.

Bahnelemente eines Satelliten Bahnelemente eines Satelliten





Quelle: HTW Chur (R.o.)

Die meisten Erdsatelliten bewegen sich auf Kreisbahnen. Bei Raumsonden in Umlaufbahnen um andere Planeten sind eher elliptische Bahnen üblich, da so Beobachtungen aus unterschiedlichen Höhen möglich sind.
Je nach Anwendung werden für Beobachtungssatelliten passende Bahnen gewählt. Von der Bahn hängt es ab,

  • welche Wiederbesuchszeiten möglich sind,
  • welche Bodenauflösung erreicht werden kann,
  • welche Lichtverhältnisse herrschen und
  • welche Teile der Erdoberfläche überhaupt beobachtet werden können.

Eine besonders für die Raumfahrt und Satellitentechnik wichtige Bahn ist die so genannte "stationäre Umlaufbahn". Dabei bedeutet "stationär", dass die Geschwindigkeit des umlaufenden Objektes der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zentralkörpers angeglichen wird. Als Folge scheint das Objekt immer über der gleichen Stelle über der Oberfläche des Zentralkörpers zu stehen. Ein mittlerweile alltägliches Beispiel sind die "geostationären Bahnen", wie sie Kommunikationssatelliten, Fernsehsatelliten oder auch bestimmte Wettersatelliten (z.B. Meteosat) um die Erde beschreiben.

Satellitenbahnen mit Inklinationen nahe 0 werden als äquatoriale Umlaufbahnen bezeichnet, da die Satelliten etwa über dem Äquator bleiben. Orbits mit Inklinationen von etwa 90 Grad werden als polare Umlaufbahnen bezeichnet, da die Satelliten die Polargebiete überqueren. Satelliten mit diesem Orbit sind beispielsweise die amerikanischen NOAA/Tiros und die LANDSAT-Satelliten oder die europäischen MetOp, TanDEM-X, SPOT und die Sentinel-Familie.

Arten von Umlaufbahnen

Quelle: Fachlexikon der Telekommunikation

Arten von Umlaufbahnen

  • GEO - Geosynchronous Earth Orbit (geostationäre Kreisbahn mit einer Bahnhöhe von ca. 36.000 km)
  • HEO - Highly (Inclined) Elliptical Earth Orbit (hochelliptische inklinierte Umlaufbahn)
  • IGSO - Inclined Geosynchronous Orbit (inklinierte geosynchrone Umlaufbahn)
  • LEO - Low Earth Orbit (Kreisbahn niedriger Bahnhöhe bis etwa 1.000 km)
  • MEO - Medium Earth Orbit (inklinierte Kreisbahn mittlerer Bahnhöhe von ca. 10.000 km)
  • PEO - Polar Earth Orbit (LEO-Bahn über die Polkappen)
Je niedriger die Orbithöhe desto
  • kürzer die Periode
  • kleinräumiger die Abdeckung der Oberfläche
  • stärker das Signal
  • besser die räumliche Auflösung
  • größer die Reibung und kürzer die Lebenszeit

Satelliten, Raumsonden, Raumstationen und Raumfahrzeuge unterliegen einer Vielzahl von Umgebungseinflüssen. Diese Einflüsse können direkt oder indirekt auf den Orbit, auf Beschaffenheit und Zustand der verwendeten Werkstoffe, auf an Bord befindliche Besatzungsmitglieder oder auf Experimente und deren Betrieb einwirken.
Man unterteilt die Umwelteinflüsse im Allgemeinen in zwei Hauptgruppen:

  • Natürliche Weltraumumgebung: interplanetare Materie, kosmische Teilchen, Gravitations- und Strahlungsfelder.
  • Durch Raumfahrzeuge induzierte Umgebung: Wird durch die Präsenz von Raumfahrzeugen oder aktive Freisetzung von Materie und Energie verursacht (Steuermanöver, Ausgasen, Weltraummüll, Leckverluste). Von besonderer Bedeutung für permanente Raumstationen und -plattformen sind Einflüsse auf die μg-Umgebung (hier: Güte der Schwerelosigkeit im Raumfahrzeug) dieser Raumfahrzeuge, da davon im Wesentlichen die Durchführbarkeit vieler Experimente an Bord abhängt.

Weitere Informationen, u.a. Satellitenumlaufbahnen interaktiv:

Umlaufzeit

Die Zeit, die ein Satellit benötigt, um wieder am gleichen Punkt in seiner Bahn anzukommen.

Umweltmonitoring

Eine spezifische Teilaufgabe des Monitoring, die der kontinuierlichen und meist automatisierten Überwachung, Kontrolle und Beobachtung der qualitativen und quantitativen Veränderungen der verschiedenen Umweltkompartimente durch natürliche und anthropogene Einflüsse in lokalem, regionalem und globalem Maßstab dient. Aufgrund der Synopsis und der regelmäßigen Verfügbarkeit eignen sich Verfahren der Fernerkundung dazu hervorragend. Dies ist besonders wichtig in sensiblen oder schwer zugänglichen Räumen (Naturschutzgebiete, tropischer Regenwald).

Umweltmonitoring und Fernerkundung

Umweltmonitoring erfährt im internationalen, wie auch im nationalen Maßstab eine zunehmende Bedeutung, nicht zuletzt aufgrund des Globalen Wandels. Öffentliche Aufgaben und Verpflichtungen bzgl. des Umweltmonitorings, insbesondere durch neue Entwicklungen im Umweltrecht wie zum Beispiel dem Kyoto-Protokoll, der Wasserrahmenrichtlinie und der Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie (FFH-Richtlinie) der EU sowie im Erdbeobachtungsprogramm (GEOSS) beträchtlich an Aktualität gewonnen.

Als Ergänzung konventioneller Beobachtungsmethoden werden bodengestützte, wie auch flugzeug- und satellitenbasierte Fernerkundungsverfahren verstärkt eingesetzt. Gerade satellitengestützte Fernerkundungsdaten (SFE-Daten) bieten in den Bereichen Umweltbeobachtung sowie Umweltanalyse wertvolle Informationen, sie stehen zeitnah zur Verfügung und decken auch solche Gebiete ab, die mit herkömmlichen Methoden bisher nur unvollständig erfasst werden konnten. Sie können sowohl zur Risikovorsorge als auch zum Katastrophenmanagement genutzt werden. Aus langfristigen Beobachtungsreihen lassen sich Veränderungen ablesen und Prognosen erstellen.

SFE-Daten können zur Unterstützung zahlreicher Politikfelder eingesetzt werden. Im Bereich Klimaschutz und Schutz der Erdatmosphäre, beim Meeresschutz ebenso wie bei der Hochwasserprognose, bei der Analyse von Veränderungen der Landbedeckung und Landnutzung lassen sich aus SFE-Daten wesentliche Erkenntnisse ableiten. Auch das Monitoring internationaler Konventionen wie zum Beispiel CO2-Senken im Rahmen des Kyotoprotokolls kann durch SFE-Daten effizient unterstützt werden.

Bei historischer Betrachtung dieses Anwendungsbereiches der Fernerkundung ist festzuhalten, dass die Beobachtung von Veränderungen der Landoberfläche, vor allem aber der Vegetation und ihrer land- und forstwirtschaftlichen Nutzung seit Anfang der 1970er Jahre im Fokus stand. Lieferten die bis dahin aktiven Wettersatelliten Bilder mit einer täglichen Abdeckung gesamter Kontinente in grober geometrischer Auflösung, begann mit dem Start des Earth Resources Technology Satellite (später umbenannt in Landsat-1) im Jahre 1972 die Ära der Kartierung der Umwelt und ihrer Ressourcen. Der Multispectral Scanner (MSS) auf der frühen Serie der Landsat-Satelliten lieferte eine Bodenauflösung von 80 m in vier Spektralkanälen. Zehn Jahre später wurde dieser auf Landsat-4 durch den Thematic MapperTM mit einer Bodenauflösung von 30 m in 6 Spektralkanälen (plus einem Thermalkanal mit 120 m Auflösung) ergänzt.

Russische Systeme und später vor allem das französische SPOT-Programm ergänzten die Möglichkeit, in hoher geometrischer und multispektraler Auflösung regelmäßig große Teile der Erdoberfläche aus dem Weltraum zu betrachten. Ende der 1990er Jahre kamen indische, chinesische und zunehmend auch auf kommerzieller Basis betriebene Satellitensystem zu dieser Beobachtungsflotte. Zu letzteren gehört das deutsch-kanadische RapidEye-System mit fünf Satelliten, welches mit einer geometrischen Auflösung von 6,5 m seit 2008 aktiv ist. In der Nachfolge sorgen die Landsat Data Continuity Mission (Landsat-8) und die europäischen Sentinel-2-Satelliten für eine regelmäßige Abdeckung der Erdoberfläche.

Zu den Anwendungen der Daten solcher Systeme gehören seit Beginn der Verfügbarkeit der Landsats Abschätzungen der Biomasse, sowohl der natürlichen Vegetation als auch im landwirtschaftlichen Bereich. Die Artenvielfalt der Vegetation, offenliegende Boden- und Gesteinsarten sowie die Landnahme durch den Menschen sind weitere Zielobjekte der Fernerkundung. Untersuchungen von Landnutzungsänderungen bilden heute unter anderm das Rückgrat für den Nachweis globaler Veränderungen.

Da diese Daten seit Anfang der 1970er Jahre zur Verfügung stehen - zumeist sehr kostengünstig oder sogar gratis (Landsat Data Access) - bilden diese mittlerweile die Grundlage vieler nationaler und internationaler Umweltkartierungsprogramme. Beispielsweise nutzt die Europäische Kommission in ihrem Programm CORINE solche Daten zur regelmäßigen Erfassung der Landnutzung in Europa, derzeit im 5-Jahres-Turnus.

Die Agenturen der Vereinten Nationen setzen solche Daten ein, um gezielt Maßnahmen zur Entwicklungshilfe sowie zur globalen Steuerung der Landnahme durch den Menschen zu beobachten. Der Schwund der Wälder, aber auch deren Wiederaufforstung, steht dabei im Blickpunkt der Diskussion um das Management des globalen Kohlendioxid-Haushalts.

Die Anforderungen an die Kartierung der Landoberfläche sind seit der Verfügbarkeit von Satellitendaten gestiegen. Für die detaillierte Erfassung kleinräumiger Veränderungen in landwirtschaftlichen Gebieten oder bei der Ausbreitung urbaner Räume ist eine höhere geometrische Auflösung nötig. Um allerdings noch genauer die Arten der Vegetation und ihren Zustand sowie geologische Strukturen erfassen zu können, bedarf es einer besseren spektralen Auflösung. Neben den multispektralen Messinstrumenten mit bis zu 12 Kanälen werden deshalb in Zukunft hyperspektrale Sensoren mit über 200 Spektralkanälen erforderlich. Der deutsche Satellit EnMAP wird ab 2017 diesen Bedarf abdecken. EnMAP trägt abbildende Spektrometer, welche die Erdoberfläche in kontinuierlichen Spektren aus 250 schmalen Kanälen abbilden. Damit können quantitative, diagnostische Informationen über Vegetation, Landnutzung, Gesteinsoberflächen und Gewässer gewonnen werden. Die Daten geben Auskunft über die mineralogische Zusammensetzung der Gesteine, die Schädigung von Pflanzen durch Luftschadstoffe oder den Grad der Bodenverschmutzung.

Weitere Informationen:

Umweltsatellit

Bezeichnung für Satelliten, die vorrangig zur Beobachtung und Überprüfung des Zustandes der Erde eingesetzt werden. Insbesondere dienen sie zur Erforschung der Erdatmosphäre (Zusammensetzung, Spurengaskonzentrationen, Isotopenhäufigkeiten, Temperaturbe-stimmung, Druckmessung etc.), der Landflächen (Vegetation, Bodenbeschaffenheit, Katastrophenmonitoring etc.), der Meeresoberfläche (Meeresoberflächentemperatur, Salinität, Algenwachstum, Verschmutzung etc.) und der Polkappen (Veränderungen der Eisbedeckung etc.).
Für Umweltsatelliten werden häufig polare Umlaufbahnen in ca. 400 bis 800 km Höhe gewählt.
Ziel der Beobachtungen ist es, ein genaues Bild der Umweltveränderungen zu erhalten, um mit diesen Daten Vorhersagen für die zukünftige Entwicklung der Erde zu machen. Diese Beobachtungen erfolgen sowohl mittels Sensoren, die im sichtbaren und infraroten Bereich arbeiten, wie auch mit solchen die für Radarwellen und Magnetfelder empfindlich sind. Umweltsatelliten tragen häufig eine Vielzahl von Messinstrumenten. Der europäische Umweltsatellit ENVISAT trägt zum Beispiel zehn Fernerkundungsinstrumente zur Umweltbeobachtung. Weitere Umweltsatelliten-Missionen sind unter anderem Aura und ERS-1/-2. Auch die modernen Versionen der von der amerikanischen NOAA betriebenen Wettersatelliten werden wegen ihrer vielfältigen Funktionen als 'environmental satellites' bezeichnet.

Weitere Informationen:

UNESCO und Fernerkundung

Die UNESCO tritt für eine möglichst globale Nutzung der Fernerkundung in den Geowissenschaften ein, einerseits für die globale Beobachtung der Erdoberfläche und der Atmosphäre mit guter räumlicher Auflösung und andererseits für die fortlaufende Überwachung (Monitoring) eines Gebiets und auch der Atmosphäre. Dazu geht sie Partnerschaften mit nationalen und regionalen Raumfahrtbehörden wie der ESA ein, in denen diese Daten frei an wissenschaftliche Institute und die lokale Verwaltung in Entwicklungsländern abgeben. Einerseits werden damit globale Kooperationen und Forschungsprojekte in den Geowissenschaften möglich (Programm GARS), andererseits gelingt die Überwachung von Stätten des UNESCO-Welterbes und von UNESCO-Biosphärenreservaten (Open Initiative).

UNESCO-Welterbestätten und UNESCO-Biosphärenreservate dienen dem Schutz einzigartiger kultureller Schätze und repräsentativer Ökosysteme. Dieser Schutz gelingt nur bei verlässlicher Beobachtung, für die Industriestaaten Gesetze erlassen haben und Personal abstellen. In Entwicklungsländern überfordert eine wirksame Beobachtung häufig die technischen, finanziellen und personellen Ressourcen. Bei Bedarf springt die UNESCO im Rahmen der "Open Initiative" mit den Möglichkeiten der Fernerkundung aus dem Weltraum ein.

Alle UNESCO-Projekte der Fernerkundung beruhen auf konkreten Anfragen der Mitgliedstaaten. Zum Beispiel trat Peru an die UNESCO heran, um aus dem Weltraum kleine, aber auf Dauer zerstörerische Bewegungen der Berge unter der Welterbestätte Machu Picchu zu messen. Der Irak benötigte Hilfe bei der Beobachtung von archäologischen Stätten und deren Schutz vor Plünderung. Zentralasiatische Staaten wollten die im Altaï-Gebirge vom Auftauen des Permafrostbodens bedrohten archäologischen Stätten rechtzeitig aufspüren und retten. Brasilien und Argentinien wollten langfristig den Siedlungsdruck auf den Nationalpark Iguaçu messen.

Jedes Projekt der Fernerkundung stellt neue, andere Anforderungen und braucht andere Partner. Die UNESCO greift dabei auf fest etablierte Kooperationsbeziehungen mit großen regionalen und nationalen Fernerkundungsorganisationen zurück. Dazu gehören etwa die Europäische Raumfahrtbehörde ESA oder das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR. Sie verfügt über bewährte Partnerinstitute an vielen Universitäten weltweit, in Deutschland zum Beispiel in Freiburg oder München.

In Absprache mit dem Staat, der ein bestimmtes Fernerkundungsproblem artikuliert, realisiert die UNESCO ein Projekt auf der Basis der geeigneten technischen Mittel wie Radarfernerkundung oder optischer Überwachung. Sie tritt an die Raumfahrtorganisation heran, die geeignete technische Möglichkeiten bietet, und sucht die Forschungseinrichtung oder Universität, welche die von den Fernerkundungsorganisationen bereit gestellten Daten am besten aufbereiten kann. Zur Weiterverarbeitung der von Organisationen wie der ESA bereit gestellten Daten wird eine IT-Lösung für die jeweilige Welterbestätte oder das jeweilige Biosphärenreservat maßgeschneidert. Die von den Fernerkundungsorganisationen zur Verfügung gestellte Datenqualität wird so optimiert.

Begleitend werden vor Ort Referenzmessungen durchgeführt, GPS-Daten erhoben und die Mitarbeiter der lokalen Verwaltung im Umgang mit den IT-Lösungen geschult. Die IT-Lösungen werden von Einrichtungen wie dem jeweiligen meteorologischen Dienst gehostet. So wird sichergestellt, dass die IT-Lösung auch Jahre später noch funktioniert und verlässliche Daten an die Welterbestätte oder das Biosphärenreservat liefert.

An den Projekten sind oft mehrere Länder beteiligt: Die Welterbestätte im jeweiligen UNESCO-Mitgliedstaat, die Fernerkundungsorganisation in einem anderen Staat und die mit der Datenaufbereitung befasste Universität in einem dritten Land. Die UNESCO steht als neutraler Mittler dafür ein, dass die erhobenen Daten nur zu dem vorgesehen Zweck verarbeitet werden. Sie führt die am besten füreinander geeigneten Partner zusammen, unterstützt die Projektdefinition, sichert die Projektbeendigung und hilft dabei, finanzielle Mittel aufzutreiben. Mit dieser Methodik hat die UNESCO in den vergangenen Jahren zum Erfolg von mehreren Dutzend Projekten beigetragen. Seit Oktober 2007 ist dies ein gemeinschaftliches Projekt des UNESCO-Welterbezentrums und des naturwissenschaftlichen Sektors der UNESCO.

Neben den genannten Fernerkundungsprojekten im Altaï-Gebirge, im Irak, in Machu Picchu und entlang der Iguaçu-Wasserfälle betreut die UNESCO derzeit Projekte im Kongo, in Guatemala und entlang des mittelamerikanischen "Biologischen Korridors".

Weitere Informationen:

Unmanned Aerial Vehicle (UAV)

Engl. für "Unbemanntes Luftfahrzeug", s. Drohne

UNOOSA

Engl. Akronym für United Nations Office for Outer Space Affairs, dt. Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen mit Sitz in Wien; das Büro ist für die Förderung internationaler Zusammenarbeit in der friedlichen Nutzung des Weltraums verantwortlich. Diese Zusammenarbeit soll genutzt werden, um wirtschaftliche und soziale Entwicklung voranzutreiben, besonders zugunsten von Entwicklungsländern. Das Büro ist zuständig für die Umsetzung des Programms der Vereinten Nationen für angewandte Weltraumtechnik. Dieses Programm soll den Mitgliedstaaten, vor allem aber Entwicklungsländern, Zugang zu Weltraumtechnologie und wissenschaftlichen Erkentnissen sowie deren Anwendungen ermöglichen. Mit Hilfe dieser Erkentnisse soll die soziale und wirtschaftliche Entwicklung in diesen Ländern beschleunigt werden. Im Rahmen dieses Programmes organisiert das Büro für Weltraumfragen Lehrgänge, Tagungen, Seminare und andere Veranstaltungen. Ziel dieser Veranstaltungen ist es, in Entwicklungsländern ein Bewusstsein für die Möglichkeiten der Anwendungen von Weltraumwissenschaft und -technik zu schaffen und die Kapazitäten in diesen Ländern in Bereichen wie Fernerkundung, Satellitenkommunikation, Satellitenmeteorologie, Grundlagen der Weltraumwissenschaften, Satellitennavigation, sowie Weltraumrecht zu stärken.

Das Büro setzt die Entscheidungen der Generalversammlung um, als auch die Entscheidungen des Ausschusses für die friedliche Nutzung des Weltraums, und dessen zwei Unterausschüsse Recht, und Wissenschaft und Technik.

Weitere Informationen:

UNOSAT

Engl. Akronym für UNITAR’S Operational Satellite Applications Programme; Satellitenbeobachtungsprogramm des Ausbildungs- und Forschungsinstitut der Vereinten Nationen (UNITAR, United Nations Institute for Training and Research) in Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsprogramm der Vereinten Nationen (UNOPS) und der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) in Genf. Es dient zur Versorgung der internationalen Gemeinschaft und insbesondere von Entwicklungsländern mit freien Satellitenbildern und GIS-Diensten. Diese Angebote betreffen vor allem humanitäre Hilfsaktionen, Katastrophenvorsorge und Wiederaufbauphasen nach Katastrophenereignissen. Der Auftrag basiert auf einem Mandat der UN-Vollversammlung von 1963. Das Motto der UN-Institution lautet: "UNOSAT solutions for all".

UNOSAT_A3_Update_AlZaatariCamp_Landscape_20130415_lres UNO-Flüchtlingslager im Norden von Jordanien


Diese Karte zeigt mit Satelliten aufgespürte Schutzbauten und andere Gebäude im Flüchtlingslager Al Zaatari im jordanischen Mafraq Governorate. Bis zum 15. April 2013 wurden auf dem 531,44 ha großen Lagergelände insgesamt 25.378 Schutzbauten registriert, sowie 1.451 Gebäude für die Infrastruktur, Verwaltung u.ä. Das Bild zeigt auch Bereiche, in denen Erweiterungen für neue Flüchtlinge vorbereitet werden. Diese konkrete Aufnahme war zur Zeit der Übernahme in das Lexikon noch nicht vor Ort validiert. Nutzer vor Ort waren aufgerufen, entsprechende Rückmeldungen an UNITAR/UNOSAT zu schicken.

Die Karte entstand auf der Grundlage von Satellitenaufnahmen von Pleiades (15.4.2013) und World View-1 (31.3.2013) unter Verwendung von ArcGIS 10.1

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Quelle: UNITAR /UNISAT
 

Weitere Informationen:

UN-SPIDER

Engl. Akronym für United Nations Platform for SPace-based Information for Disaster Management and Emergency Response; Plattform der Vereinten Nationen für raumfahrtgestützte Informationen für Katastrophenmanagement und Notfallmaßnahmen, die die Anwendung von raumfahrtgestützten Technologien für Katastrophenmanagement und Notfallmaßnahmen vermittelt. Sie wurde 2006 als ein Programm des Büros für Weltraumfragen (UNOOSA) gegründet.
SPIDER wird von der (UNOOSA) in Wien getragen und unterhält Büros in Peking, Genf und Bonn. Das vom DLR unterstützte Bonner Büro gilt als entscheidende Schnittstelle zwischen Katastrophenschutzeinrichtungen und Raumfahrtbehörden. Aufgabe des Bonner Büros ist es, Informationen und Daten eigenständig und fachgerecht im Rahmen des vollständigen Katastrophenmanagement-Zyklus aufzuarbeiten und weiterzugeben. Dazu dient ein webgestütztes Zugangsportal. Das DLR unterstützt SPIDER durch die Bereitstellung von Services des DLR ZKI, wie beispielsweise die satellitengestützte Schnellkartierung oder Trainings- und Schulungsveranstaltungen.

Durch die Auswirkungen von Klimawandel und Landdegradation in Kombination mit einem weltweiten Bevölkerungswachstum nimmt die globale Verwundbarkeit gegenüber Naturkatastrophen stetig zu. Erdbeben, Überflutungen, Wirbelstürme und andere Katastrophenereignisse führen jedes Jahr zu verheerenden menschlichen, gesellschaftlichen und ökologischen Folgeschäden. Solche Schäden können jedoch mithilfe besserer Informationen über die Eintrittswahrscheinlichkeit von Katastrophen sowie durch adäquate Beobachtungs- und Frühwarnsysteme vermieden werden. Aus diesem Grund wurde am 14. Dezember 2006 die Resolution 61/110 durch die Generalversammlung der Vereinten Nationen angenommen, die die Bedeutung der Raumfahrttechnologie für das Katastrophenmanagement hervorhebt. Erdbeobachtungs- sowie Wetter-, Kommunikations- und Navigationstechnologien sind für das Katastrophenmanagement von immenser Bedeutung, da sie zuverlässige und zeitnahe Informationen liefern. Ein zentraler Bestandteil der Tätigkeiten von UN-SPIDER besteht in der systematischen Beschaffung, Aufarbeitung und Vermittlung von Wissen. Das UN-SPIDER-Wissensportal bietet den Anwendern die Möglichkeit, relevante Informationen zu finden.
Das Herzstück des Wissensportals ist die Space Application Matrix, eine umfassende Suchmaschine, die den Zugang zu Forschungsarbeiten und Fallstudien zur Anwendung unterschiedlicher raumfahrtgestützter Ressourcen in Bezug auf den gesamten Katastrophenmanagementzyklus ermöglicht. Das Portal beinhaltet außerdem Berichte über aktuelle Ereignisse aus den Bereichen Katastrophenmanagement und Raumfahrt, Informationen über Workshops, Weiterbildungsmaßnahmen sowie nähere Angaben über die Partnerorganisationen von UN-SPIDER.

Neben dem Wissensmanagement steht auch Öffentlichkeitsarbeit bei UN-SPIDER im Vordergrund. Um die Nutzung von raumfahrtgestützten Informationen im Katastrophenmanagement zu stärken, muss viel Überzeugungsarbeit geleistet werden, um Veränderungen von Einstellungen und Verhalten hervorzurufen. Über seine Webseite, aber auch über Veranstaltungen, Publikationen und Social Media spricht UN-SPIDER neue und bestehende Nutzergemeinschaften an, schließt neue Partnerschaften und kann den Weg für innovative technische Lösungen ebnen.

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Arbeit von UN-SPIDER sind technische Beratungsaktivitäten. Um das Katastrophenmanagement zu verbessern, unterstützt UN-SPIDER Mitgliedsstaaten dabei, vorhandene Kapazitäten in Bezug auf die Anwendung raumfahrgestützter Informationen zu identifizieren, die institutionellen Strukturen zu analysieren und eventuelle Hürden aufzuzeigen, welche die Verwendung von raumfahrtgestützten Informationen erschweren. Diese technische Beratung dient dazu, Mitgliedsländern zu helfen, Einschränkungen zu überwinden, beispielsweise durch internationale Kooperation, Netzwerken mit regionalen Institutionen und das Erstellen von Katastrophenmanagementplänen. Die Beratung umfasst regional Aspekte, wie beispielsweise grenzübergreifende Probleme, Notfallmaßnahmen, GIS-gestützte Katastrophenmanagement-Systeme sowie Maßnahmen, um die Wahrscheinlichkeit von Katastrophen zu reduzieren. Solche Beratungsmaßnahmen können in Form von einfachen Telefongesprächen oder aber in Form von technischer Unterstützung, Vor-Ort-Beratung, Trainingsmaßnahmen und Workshops erfolgen. Die technischen Beratungsaktivitäten stützen sich auf drei Aspekte: Technische Beratungsmissionen, Kompetenzbildung und technische Beratung im Krisenfall.

Weitere Informationen:

  • UN-SPIDER (UN Office for Outer Space Affairs)
unüberwachte Klassifizierung

Syn. automatische Klassifizierung, ISODATA-Klusterung, engl. unsupervised classification, franz. classification non supervisée; statistisches Verfahren, das bei digitaler Bildbearbeitung Klassenbildungen ohne Referenzdaten, d.h. ohne Vorgaben aus Trainingsgebieten ermöglicht. Ziel dieser Verfahren ist, Bildelemente, die im Merkmalsraum durch Merkmalsvektoren dargestellt werden, so in Cluster zusammenzufassen, dass jede dieser Ballungen einer homogenen Bildregion entspricht. Sämtliche Bildelemente werden also lediglich aufgrund statistischer Parameter verschiedenen Klassen zugeordnet. Der Bearbeiter hat die Aufgabe, die aufgefundenen Klassen a posteriori thematisch zu definieren, wobei üblicherweise verschiedene Referenzinformationen (Geländeerhebungen, Spektralmessungen, Karten usw.) genutzt werden.

Dem Rechner wird unter Vorgabe bestimmter Parameter überlassen, die Zuordnung der Rasterpixel zu verschiedenen Spektralklassen durchzuführen. Im ersten Schritt wird mit einer Clusterbildung (Wertegruppierung basierend auf ähnlichen statistischen Eigenschaften) in einer Satellitenbildszene untersucht, wieviele ähnliche Rasterzellenwerte (sie entsprechen den Farben im Bild) vorliegen und zu einem Wert zusammengefasst werden können. Vergleichbar ist das mit der Erstellung einer Legende bei einer Karte, bei der zunächst untersucht wird, wie viele Kartensignaturen es überhaupt gibt. Die Zuordnung zu den räumlichen Einheiten erfolgt später im zweiten Schritt. Der iterative Clusteralgorithmus berechnet zunächst also Clustermittelwerte und Kovarianzmatrizen. Dafür wird eine Auswertung der Häufigkeitsverteilung der einzelnen Rasterwerte in den einzelnen Kanälen (zwei- bis mehrdimensional) durchgeführt.

Als Ergebnis bilden sich abgegrenzte "`Punktwolken"', also die Abgrenzung von Häufigkeitskonzentrationen (vgl. Abb.). Jede "`Wolke"' charakterisiert eine bestimmte Objektreflexion und wird als eine Klasse (cluster) zusammengefasst. Sie steht in direktem Zusammenhang mit den kanal- und pixelweise ermittelten Objektreflexionen. Aus diesem Grunde werden auch mindestens zwei Bilddatensätze benötigt, um eine Clusterung durchzuführen. Mit diesen gewonnenen statistischen Werten erfolgt dann die räumliche Zuordnung der einzelnen Pixel nach der größten Wahrscheinlichkeit ihrer Klassenzugehörigkeit (Maximum Likelihood Diskriminant-Analyse).

Die Verfahren unterscheiden sich u.a. in den Eingangsparametern, teilweise werden Angaben wie z.B. Klassenanzahl oder Festlegung der Keimpunkte, d.h. jener Punkte, die als Ursprung einer Klasse dienen, benötigt.

Im Gegensatz zur überwachten Klassifizierung liegen Informationen zu thematischen Inhalten bzw. Zugehörigkeiten zu tatsächlichen Objektklassen zunächst nicht vor. Sie werden in der Nachbearbeitung zugewiesen, sofern dies überhaupt möglich ist.

Clusterverfahren haben einen besonderen Nutzen, wenn man nur wenig Wissen über das Gebiet hat oder keine falschen Wissensaspekte in den Klassifikationsprozess mit einfließen lassen möchte. Sie können auch als Vorprozessierungsschritt zur überwachten Klassifikation genutzt werden.

unueberwachte_klassifizierung

Zu größerer Darstellung auf Grafik klickenQuelle: GDF Hannover

Unüberwachte Klassifizierung

Die unüberwachte Klassifizierung ist die Zuordnung der Rasterpixel zu verschiedenen Spektralklassen auf automatisiertem Wege. Dabei wird dem Rechner unter Vorgabe bestimmter Parameter überlassen, diese Zuordnung durchzuführen.

Als Ergebnis bilden sich abgegrenzte "`Punktwolken"', also die Abgrenzung von Häufigkeitskonzentrationen (vgl. Abb.). Jede "`Wolke"' charakterisiert eine bestimmte Objektreflexion und wird als eine Klasse (cluster) zusammengefasst. Sie steht in direktem Zusammenhang mit den kanal- und pixelweise ermittelten Objektreflexionen. Aus diesem Grunde werden auch mindestens zwei Bilddatensätze benötigt, um eine Clusterung durchzuführen.

Mit diesen gewonnenen statistischen Werten erfolgt dann die räumliche Zuordnung der einzelnen Pixel nach der größten Wahrscheinlichkeit ihrer Klassenzugehörigkeit (Maximum Likelihood Diskriminant-Analyse).

 
USGS

Engl. Akronym für United States Geological Survey; dem US-amerikanischen Innenministerium unterstehende Behörde zur Ermittlung und Verbreitung von erdbezogenen Informationen für Entscheidungsträger und für die Öffentlichkeit auf wissenschaftlicher Grundlage. Für seine Arbeit stehen dem USGS ca. 1 Mrd. $/a zur Verfügung.

Die Aufgaben des USGS gliedern sich in vier Hauptbereiche:
Bereich Aktivitäten
Naturrisiken Forschung, Information und Warnung bzgl. Erdbeben, Vulkanausbrüche, Bergrutsche, geomagnetische Stürme, Hochwasser, Dürren, Sturmfluten, Waldbrände, Fisch- und Wildkrankheiten, Ausbreitung fremder Organismen
Ressourcen Forschung, Dokumentation bzgl. Wasservorräte, mineralische und energetische Rohstoffe, Fischwelt, Wasservögel u.a. biologische Ressourcen
Umwelt Verständnis für die physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse in der Natur und deren Interaktion mit dem menschlichen Handeln; Verständnis für Prozesse der Umweltbelastung; Kohlenstoffkreislauf; wissenschaftlich fundiertes Verständnis für gefährdete Ökosysteme wie die Everglades, Chesapeake Bay, San Francisco Bay; Biodiversität
Information und Datenmanagement Information als Schlüssel zum Verständnis der Erde; umfassendes Angebot für alle Adressatengruppen; Portal zu reichhaltigen Datenbanken, manipulierbaren Karten, Satellitenbildern, Echtzeit-Informationen; verfügbar auch über Internet und CD-ROM

Das USGS stützt sich bei seiner Arbeit sehr stark auf Methoden der Fernerkundung.

Weitere Informationen:

UV

Akronym für ultraviolett, Bezeichnung für den Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums von ~0,01 µm - ~0,40 µm.