Multispektralbild

Syn. multispektrale Aufnahme, engl. multispectral data acquisition, multispectral image, multiband image, franz. acquisition des données multi spectrales; das Ergebnis der gleichzeitigen Aufnahme geometrisch quasi identischer Bilder in mehreren Spektralbereichen.

Multispektralaufnahmen sind in der Satellitenfernerkundung schon seit Jahrzehnten Standard. Hintergrund ist die Tatsache, dass sich topographische Objekte in den entsprechenden Auflösungen eher spektral und weniger durch geometrische Größen beschreiben lassen.

Die Bilddaten, die in den einzelnen Spektralkanälen eines Multispektralsensors gewonnen werden, können jeweils als Schwarzweißbilder wiedergegeben und interpretiert werden. Da sie geometrisch identisch, aber radiometrisch verschieden sind, kann man sie durch additive Farbmischung auch zu farbigen Bildern kombinieren und dadurch die Interpretationsmöglichkeiten vervielfältigen. Zu diesem Zweck werden den Daten von drei Spektralkanälen die Grundfarben Rot, Grün und Blau zugeordnet. Die Zuweisung ist frei wählbar, so dass verschiedenartige Farbbilder erzeugt werden können.

Ein gängiges Beispiel für Multispektralbilder ist die Erzeugung von Bildern in "natürlichen Farben" durch die Kombination von Messungen in 3 Bändern des sichtbaren Spektrums (schmale Bänder, die um die Wellenlängen Blau, Grün und Rot zentriert sind), wie dies bei klassischen Verbraucherkameras geschieht. Die Abbildung unten links ist ein Beispiel für eine Darstellung in "natürlichen Farben".

Multispektrale Bilder sind aber nicht auf das sichtbare Spektrum beschränkt: Messungen können in den Bereichen Infrarot (IR), Ultraviolett (UV), Mikrowelle usw. durchgeführt werden. Die rechte Abbildung unten zeigt ein Beispiel für ein "Falschfarbenbild", bei dem das grüne Band (in der blauen Komponente des Bildes dargestellt), das rote Band (in der grünen Komponente des Bildes dargestellt) und ein Band im nahen Infrarot (in der roten Komponente des Bildes dargestellt) kombiniert werden. Diese Visualisierungskombination ermöglicht es, das Vorhandensein und den Gesundheitszustand der Vegetation hervorzuheben: Eine gesunde Vegetation erzeugt Chlorophyll, das Energie im nahen Infrarot reflektiert und daher in dunklerem Rot auf dem Bild erscheint.

Viele andere Kombinationen von Wellenlängenbändern sind möglich, abhängig von der zu extrahierenden Information. Zum Beispiel:

• Kurzwelliges Infrarot (rot), nahes Infrarot (grün) und Grün (blau):
  oft verwendet, um Überschwemmungen oder neu verbranntes Land zu zeigen
• Blau (rot), zwei verschiedene kurzwellige Infrarotbänder (grün und blau):
  wird zur Unterscheidung zwischen Schnee, Eis und Wolken verwendet
• Blau (blau), nahes Infrarot (grün), mittleres Infrarot (rot):
  wird verwendet, um Wassertiefe, Vegetationsbedeckung, Bodenfeuchte und das Vorhandensein von Bränden auf einem Bild abzubilden