Strahlungsmessung im Thermalbereich - Teil II

Die Strahlungsmessung im Thermalbereich kann nur mit Rotationsabtastern durchgeführt werden. Die Messung der emittierten Strahlung (Bestrahlungsstärke) folgt ebenfalls aus Strahlungsfluss pro Fläche. Des Weiteren werden bestimmte Systemparameter berücksichtigt, so dass nachfolgende verallgemeinerte Form entsteht:

ED =	f ( Strahldichte, Transmissionsgrad d. optischen Systems, Brennweite,
	Öffnungsdurchmesser d. abbildenden optischen Systems)

Die Strahldichte ist im Thermalbereichvon der Temperatur T des abgetasteten Objekts sowie von dessen spektralen Emissionsgrad e abhängig. Um jedoch die Temperatur aus der gemessenen Bestrahlungsstärke E_D ableiten zu können, muss der Emissionsgrad des aufgenommenen Objektes bekannt sein. Dazu können stichprobenweise vor Ort einige Emissionswerte gemessen oder der Emissionswert aus vorhandener Literatur für eine bestimmte Objektklasse entnommen werden.

Die von der Geländeoberfläche emittierte Strahlung wird zusätzlich von der Atmosphäre beeinflusst. Beim Durchdringen derselben bis zur Flughöhe h der Fernerkundungsplattform wird die Strahlung, abhängig von der jeweiligen Wellenlänge, teilweise absorbiert. Der Transmissionsgrad t der Atmosphäre muss also berücksichtigt werden. Die Atmosphäre emittiert jedoch selbst Thermalstrahlung und zwar umso mehr, je geringer ihr Transmissionsgrad ist. Emissionsvermögen und Transmissionsgrad sind dabei im Wesentlichen von Kohlendioxid- und Wasserdampfgehalt abhängig. Die Thermalstrahlung der Atmosphäre wird in beide relevanten Richtungen, also in Richtung Erdoberfläche und in Richtung Abtaster, abgestrahlt.

Um die Bestrahlungsstärke des Detektors durch Thermalstrahlung unter Berücksichtigung der Atmosphäre angeben zu können, müssen folgende Größen berücksichtigt werden:

• Nadirwinkel, unter dem das jeweilige Bildelement aufgenommen wird,

• spektraler Transmissionsgrad des optischen Systems des Abtasters,

• Emissionsgrad der Geländeoberfläche,

• spektrale Bestrahlungsstärke der Geländeoberfläche durch Himmelsstrahlung - abhängig von vertikaler Temperatur- und Feuchteverteilung in der Atmosphäre,

• spektraler Transmissionsgrad der Atmosphäre von der Geländeoberfläche bis zur Höhe h,

• spektrale Strahldichte der Atmosphäre in der Höhe h in Richtung vom Geländeelement zum Abtaster.

Diese benötigten Größen können mit einem Atmosphärenmodell ermittelt werden, welches Temperatur- und Feuchtedaten verarbeitet.

weiter:		Anwendung der Thermalstrahlung
zurück:		Strahlungsmessung im Thermalbereich - Teil I