panchromatisch

Bezeichnung für die breitbandige spektrale Empfindlichkeit eines Sensors oder Filmmaterials. Panchromatisch heisst dabei, dass der Sensor über den gesamten Bereich des menschlichen Auges von etwa 400 nm (blau-violett) bis 780 nm (tiefrot) empfindlich ist. Die Abstufung der Grauwerte panchromatischer Daten ist damit typischen schwarz/weiss Bildern vergleichbar. Die HRV-Sensoren auf der Serie der SPOT-Satelliten können beispielsweise im panchromatischen Modus betrieben werden.

Die Hauptunterschiede zwischen der panchromatischen, multispektralen und hyperspektralen Datenerfassung sind die Breite und Anzahl der Aufnahmebänder. Während panchromatische Sensoren mit einem einzigen breiten Aufnahmeband arbeiten, besitzen Multi- und Hyperspektralinstrumente zur Steigerung der spektralen Auflösung eine größere Anzahl schmalerer Aufnahmekanäle. Hyperspektralsensoren können dabei bis zu mehreren hundert dicht nebeneinanderliegende Aufnahmebänder aufweisen.

Das Sammeln von Licht aus einem breiten Bereich von Wellenlängen ermöglicht das Sammeln von mehr Energie und damit hochauflösende Bilder (bis zu 30 cm Auflösung bei den besten kommerziell verfügbaren Satelliteninstrumenten).

Da panchromatische Filme alle Farben in angemessenen, dem Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges entsprechenden Grautönen wiedergeben, sind sie für Luftbilder am weitesten verbreitet und dienen allgemein als Aufnahmematerial.

Typisch für panchromatische Filme ist eine etwas geringere Empfindlichkeit für Grün. Dies entspricht der Sensibilität des menschlichen Auges, für das grün – anders als die Alarmfarben rot und gelb – wegen dieser geringeren Empfindlichkeit eine beruhigende, schonende Wirkung besitzt. Auch wirken Abbildungen von panchromatischne Farb- oder Schwarzweissfilmen für das menschliche Auge natürlicher als Bilder im Infrarot. Ferner sind bei panchromatischen Filmen in schattenbedeckten Gebieten mehr Details erkennbar. Insbesondere in Gebieten mit steiler Topographie und/oder hohen dichten Wäldern und somit grossen beschatteten Flächen kommt dieser Vorteil zum Tragen. Beim besonders problematischen Schwarzweissinfrarotfilm werden beschattete Gebiete tiefschwarz dargestellt und lassen in diesen Bereichen keine Details mehr erkennen. Auch sind panchromatische Filme für unterhalb der Wasseroberfläche befindliche Objekte sensibel, und die Auflösung liegt normalerweise über derjenigen von Infrarotfilmen.

Panchromatische Bilder sind das Ergebnis der Messung der Lichtintensität über einen breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Durch die Erfassung von Licht aus einem breiten Wellenlängenbereich kann mehr Energie gesammelt werden, was zu hochauflösenden Bildern führt (bei den besten kommerziell erhältlichen Satelliteninstrumenten beträgt die Auflösung bis zu 30 cm).

Ein Standardbeispiel für eine panchromatische Messung ist die Messung der Lichtintensität, die von der beobachteten Szene im gesamten sichtbaren Spektrum ausgeht. Diese Messung deckt normalerweise Wellenlängen zwischen 0,47 und 0,83 μm ab. Das Ergebnis ist in der Regel ein Bild, das in Grautönen dargestellt wird, wie in folgender Abbildung zu sehen.

Havariertes Kreuzfahrtschiff Costa Concordia vor der Insel Giglio (Toskana) Dieses panchromatische Bild wurde am 13.1.2012 aufgenommen von dem Satelliten WorldView-1. WorldView-1 ist ein leistungsfähiges, panchromatisches Bildgebungssystem mit einer Auflösung von 0,50 m. Der in 496 Kilometern Höhe operierende WorldView-1-Satellit hat eine durchschnittliche Umlaufzeit von 1,7 Tagen und kann pro Tag bis zu 750.000 Quadratkilometer an Halbmeter-Bildern erfassen. WorldView-1 wurde am 18. September 2007 um 11:35 Uhr Pacific Daylight Time (PDT) von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien, USA, erfolgreich gestartet. Der Satellit war im August 2022 noch immer aktiv. Quelle: Satimaging Corporation

Ein weiteres Beispiel für panchromatische Messungen sind thermische Infrarotsensoren bei Wellenlängen zwischen 10 und 12 μm. Die Intensität der IR-Strahlung, die den Satelliten erreicht, steht in direktem Zusammenhang mit der Temperatur des Objekts, das diese Strahlung aussendet. Regionen, in denen der Boden oder der Ozean warm ist, strahlen am intensivsten.

Da IR-Strahlung ständig von der Erde und von Wolken abgegeben wird, können IR-Satellitenbilder auch dann aufgenommen werden, wenn die Szene nicht von der Sonne beleuchtet wird. Im Gegensatz dazu können sichtbare Satellitenbilder, die sich auf das zum Satelliten reflektierte Sonnenlicht stützen, nur bei Tageslicht aufgenommen werden.