Lexikon der Fernerkundung

Landsat

US-amerikanisches Fernerkundungssystem aus einer Serie von mehrfach weiterentwickelten Satelliten, die seit 1972 in ihre Umlaufbahn gebracht wurden, zuletzt im Jahre 1999 der Landsat-7 ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) als Vertreter der alten Serie und im Februar 2013 der Landsat-8 als Vertreter des Landsat-Nachfolgeprogramms. Der neueste Landsat-9 folgte im September 2021.

Die Spektralbereiche des Systems sind für eine differenzierte Erkundung von Landoberflächen ausgelegt, Gleiches gilt für die Bodenauflösung von 30 x 30 Metern hinsichtlich vieler Aufgabenstellungen. Landsat-7 als letzter Satellit der alten Serie registrierte Daten in acht Spektralbereichen bei einer Bodenauflösung von 15 m (panchromatisch) bis 60 m (Thermalband). Die nominelle wissenschaftliche Mission von Landsat 7 endete am 6. April 2022. Am 5. Mai 2022 begann Landsat 7 eine erweiterte wissenschaftliche Mission auf einer niedrigeren Umlaufbahn von 697 km.

Landsat-Satellitenaufnahmen werden aufgrund dieser Eigenschaften häufig für Landnutzungsklassifikationen, für geologisch/mineralogische Explorationsarbeiten, Erntevorhersagen, Waldzustandserhebungen, Regionalplanung, Katastrophenmanagement und kartographische Arbeiten herangezogen.

Landsat 7 Quellen: NASA / eoportal

Für die systematische Datenaufnahme wurde für die Satelliten kreisförmige, polnahe und sonnensynchrone Umlaufbahnen gewählt, um praktisch die ganze Erdoberfläche beobachten zu können. Hierzu behält die Satellitenbahn ihre Lage im Raum bei, aber durch die Rotation der Erdkugel wandert die Erdoberfläche unter dieser Bahn hindurch. Die Bodenspuren der aufeinanderfolgenden Umläufe sind deshalb etwas gegeneinander versetzt. Die Bahnparameter sind so gewählt, dass nach und nach die ganze Erdoberfläche aufgenommen werden kann. Nach seinem Start schwenkte Landsat 9 in die bisherige Umlaufbahn von Landsat 7 ein. Landsat 9 bildet die Erde alle 16 Tage in einem 8-tägigen Versatz mit Landsat 8 ab. Die Polkappen werden nicht erreicht, da die Satellitenbahn gegen die Äquatorebene nicht genau um 90 Grad geneigt ist.

Landsat Timeline

Eine Landsat-Zeitleiste

Seit 1972 erfassen die Landsat-Satelliten kontinuierlich Bilder der Landoberfläche der Erde und liefern ununterbrochen Daten, die es Landmanagern und politischen Entscheidungsträgern ermöglichen, fundierte Entscheidungen über unsere natürlichen Ressourcen und die Umwelt zu treffen.

"Die Landsat-Satellitenserie ist ein Eckpfeiler unserer Erdbeobachtungsfähigkeit. Die Welt verlässt sich auf Landsat-Daten, um Veränderungen der Bodenbedeckung und -nutzung, den Zustand der Ökosysteme und die Verfügbarkeit von Wasser zu erkennen und zu messen." (NASA Administrator Charles Bolden)

Quelle: USGS

Die Satelliten wurden mit optisch-mechanischen Scannern, nämlich Landsat-1 bis -5 (ab 1972) mit dem Multispectral Scanner (MSS), Landsat-4 und -5 (ab 1982) zusätzlich mit dem Thematic Mapper (TM), und Landsat-7 (ab 1999) mit dem Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). Landsat-8 erhielt neuartige Instrumente (OLI und TIRS). Aber die Daten der verschieden alten Systeme sind kompatibel, was der Erfassung von Veränderungen zugute kommt.

Landsat-5 wurde im Juni 2013 aufgrund eines irreparablen Defekts seines zur Lageregelung eingesetzten Gyroskops außer Betrieb genommen. Damit ging die weltweit längste Erdbeobachtungsmission zu Ende. Ursprünglich für eine Betriebsdauer von 3 Jahren konzipiert hat der Satellit seit 1982 den Planeten über 150.000 Mal umkreist und dabei mehr als 2,5 Mio. Bilder über die Landoberflächen zur Erde übermittelt.

Die jüngste Mission, Landsat-8, zunächst als Landsat Data Continuity Mission (LDCM) bezeichnet, wurde von der NASA am 11. Februar 2013 mit einer United Launch Alliance Atlas V 401 Rakete von der Vandenberg Air Force Base aus gestartet. Drei Monate nach dem Start übernahm der USGS die Kontrolle.

Beispielbild: Kangerdlugssuaq Glacier, Greenland

Das folgende Bild zeigt den von Landsat-7 aufgenommenen Kangerdlugssuaq-Gletscher, den größten Auslassgletscher an der grönländischen Ostküste. Er entlässt Inlandeis in das Nordpolarmeer. Im Bild kann man hunderte Eisberge erkennen, die dem Wasser ein Fleckenmuster verleihen.

Das Bild, aufgenommen am 19. September 2012 vom Landsat-7, zeigt deutlich die Kalbungsfront des Gletschers, an der das Eis abbricht. Der Vergleich unterschiedlich alter Aufnahmen zeigt, dass diese Front zurückgewichen ist, ein Beleg dafür, dass der Gletscher mit der Zeit kleiner wird. Jeder Zufluss von Schmelzwasser von diesem Eisschild kann dem Nordatlantik Süßwasser zuführen, was möglicherweise den Golfstrom schwächt und in der Konsequenz das Klima Nord- und Westeuropas beeinflusst.

Beachtenswert ist auch der 6.800 km lange und 200 km breite Kompositstreifen von Landsat 8-Bildern durch die Arktis, aufgenommen am 21. Juni 2014 und aufbereitet von NASA-Mitarbeitern. (A Long View of the Arctic)

Grönland beherbergt nach dem antarktischen den kleineren der beiden einzigen Eisschilde auf der Erde. Variationen in ihrer Mächtigkeit können helfen die Reaktion unseres Planeten auf den Klimawandel anzuzeigen. Ihr Abschmelzen trägt zum weltweiten Anstieg des Meeresspiegels bei. Eine neuere Auswertung von Satellitendaten belegt, dass das Eis, das über die letzten 20 Jahre in Grönland und der Antarktis abgeschmolzen ist, 11 mm zum globalen Meeresspiegelanstieg beigetragen hat.

Erdbeobachtungssatelliten sind die Schlüsseltechnologie für die Beobachtung dieser Veränderungen, da sie Instrumente tragen, die die Mächtigkeit der Eisschilde messen und sogar hochaufgelöste Bilder trotz Wolkenbedeckung und Dunkelheit liefern können. Diese Fähigkeit ist besonders nützlich, wenn man diese riesigen, unzugänglichen Gebiete beobachten möchte, die für lange Zeit schlechtem Wetter und aufgrund ihrer Polnähe langer Dunkelheit ausgesetzt sind.

Kangerdlugssuaq Glacier, Greenland (19.9.2012) kangerdlugssuaq_glacier_greenland_lres Quelle: ESA

Weitere Informationen:

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