Kanal

Syn. Spektralkanal oder Band, Engl. channel, (spectral) band, franz. bande, canal spectral; in der Fernerkundung ein genau definierter Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Für den Empfang und die digitale Speicherung von Signalen in solchen Bereichen ist der jeweils spezielle Sensor eines Satelliten zuständig. Dabei werden der aufgenommenen Strahlungsintensität in jedem Kanal Werte von 0 bis 255 zugeordnet. Ordnet man nun jedem Wert eines Kanals einen bestimmten Grauwert zwischen schwarz (=0) und weiß (=255) zu, so kann man ein Bild der aufgenommenen Strahlung erhalten.

Insofern unterscheidet sich das "Wahrnehmungsvermögen" von Sensoren von dem einer Fotokamera, bei der mit der einfallenden Strahlung ein Film belichtet wird.

Der amerikanische Landsat-TM-Sensor erfasst unter anderem jeweils getrennt rotes, grünes und blaues Licht, d.h. der Bereich des sichtbaren Lichts wird in drei Farbbereichen bzw. in drei Kanälen getrennt aufgenommen. Durch additive Farbmischung dieser drei Kanäle (rot+grün+blau=weiß; es können immer nur drei Kanäle gleichzeitig dargestellt werden!) entsteht ein scheinbar natürliches Bild.

Zwar ist der Begriff Kanal gleichbedeutend mit Band, aber bei der Fernerkundung im sichtbaren Licht und im nahen Infrarot wird er bevorzugt.

In der Regel sind die Kanäle auf die atmosphärischen Fenster ausgerichtet. Allerdings tragen verschiedene Systeme auch solche Instrumente, die innerhalb der Spektralbereiche bestimmter Absorptionsbande operieren und dadurch Vorgänge in der Atmosphäre sichtbar und erforschbar machen. So zeichnet z.B. der Wettersatellit Meteosat den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre auf (Kanal 2 bzw. 6 der 1. bzw. 2. Generation von Meteosat).

Die Landsat-Kanäle und ihre Eigenschaften
Kanal	Eigenschaft/Verwendung
Kanal 1 Blau blauer Anteil des sichtbaren Lichts im Wellenlängenbereich 0,45 - 0,52 µm, Auflösung 30m im Originaldatensatz	Wird wegen der starkten Absorption des Chlorophylls genutzt zur Unterscheidung von Boden und Vegetation, von Laub- und Nadelwald, sowie zur Untersuchung von Gewässern wegen der hohen Eindringtiefe in Wasser.
Kanal 2 Grün grüner Anteil des sichtbaren Lichts im Wellenlängenbereich 0,53 - 0,61 µm, Auflösung 30m im Originaldatensatz	Misst die in diesem Spektralbereich vergleichsweise hohe Reflexion von (gesunder) Vegetation an Land und im Wasser.
Kanal 3 Rot roter Anteil des sichtbaren Lichts im Wellenlängenbereich 0,63 - 0,69 µm, Auflösung 30m im Originaldatensatz	Misst die unterschiedliche Chlorophyllabsorption verschiedener Pflanzenarten; dient zur Unterscheidung von Pflanzenarten und zur Trennung von Bodentypen, Mineralgehalten.
Kanal 4 NIR zurückgestrahltes Licht im Bereich des Nahen Infrarots (NIR) im Wellenlängenbereich 0,7 - 1,3 µm, Auflösung 30m im Originaldatensatz	NIR zeigt die Aktivität von Pflanzen. Je jugendlicher die Pflanze, umso mehr "Nahes Infrarot" wird reflektiert. Man sieht also den Zustand pflanzlicher Zellen. Die Informationsfülle ist im NIR besonders groß. Wasser ist stets schwarz!
Kanal 5 MIR 1 zurückgestrahltes Licht im Bereich des Mittleren Infrarots (MIR 1) im Wellenlängenbereich 1,57 - 1,78 µm, Auflösung 30m im Originaldatensatz	MIR misst den Wassermangel in Vegetation und zeigt Böden hell an; unterschiedliche Reflexion von Schnee und Wolken; durchdringt dünne Wolken; sehr gerine Eindringtiefe in Wasser; hohe Reflexion von manchen Gesteinen, deshalb hilfreich für geologische und bodenkundliche Kartierungen.
Kanal 6 TIR zurückgestrahltes Licht im Bereich des Thermischen Infrarots (TIR) im Wellenlängenbereich 10,42 - 11,66 µm, Auflösung 60m im Originaldatensatz	TIR misst die von der Erde ausgehende Wärmestrahlung, dient primär für thermische Kartierungen. Die Erfassung von Schäden und Stress von Vegetation ist möglich. TIR gibt Auskunft über die oberste Bodenschicht.
Kanal 7 MIR 2 zurückgestrahltes Licht im Bereich des Mittleren Infrarots (MIR 2) im Wellenlängenbereich 2,10 - 2,35 µm, Auflösung 30m im Originaldatensatz	MIR 2 zeigt hohe Reflexion von manchen Gesteinen, deshalb sehr hilfreich für geologische und bodenkundliche Kartierungen. Vegetation reflektiert wenig, Wasser absorbiert alles und ist deshalb schwarz.
Kanal 8 Pan Der Kanal 8 steht bei Landsat 7 (Sensor ETM+) für das zurückgestrahlte panchromatische Licht.Panchromatisches Licht umfasst das sichtbare Licht im Wellenlängenbereich 0,4 bis 0,9 µm, Auflösung 15 m im Originaldatensatz	In der Fernerkundung werden panchromatische Sensoren benutzt, weil sie durch die hohe Lichtausbeute eine sehr hohe Auflösung erlauben.

Weitere Informationen:

The Many Hues of London (NASA Earth Observatory)
Band Combinations (GDSC)