Modul 9 - Satellitenmissionen - Erderundungssatel­liten - LANDSAT-Missionen - LANDSAT 7

Abb. 9-5: LANDSAT 7 Abb. 9-5: LANDSAT 7

Abb. 9-5: LANDSAT 7

Abb. 9-5: LANDSAT 7

Abb. 9-5: LANDSAT 7

Der neueste Satellitentyp der LANDSAT-Familie ist Landsat 7. Er wurde am 15. April 1999 in eine Erdumlaufbahn gebracht. LANDSAT 7 hat eine Masse von 2 2000 kg, ist 4.3 m lang und weist einen Durchmesser von 2.8 m auf. Er umkreist die Erde in einer Höhe von 705 km in einer sonnensynchronen Umlaufbahn mit einer Neigung von 98.2°. Der Äquator wird täglich um 10 Uhr vormittags (Abweichung +/- 15 min) überquert. Für einen kompletten Umlauf um die Erde benötigt der LANDSAT 7 99 min. Während der 16 Tage, die LANDSAT 7 benötigt, um die gesamte Erdoberfläche aufzuzeichnen, werden pro Tag ca. 850 Szenen mit einer Größe von 183x170 km2 abgelichtet. Die Breite des Abtastreifens beträgt 185 km.

Mit einem 3-achsigen Stabilisierungssystem werden der Satellit und die Instrumente so auf dem Subsatellitenpunkt festgehalten, dass der Satellit nur um maximal 0.05° von seiner Neigung abweichen kann. LANDSAT 7 ist radiometrisch geeicht und hat eine räumliche Auflösung von 30 m. Er kann Daten in den Spektralbereichen des sichtbaren Lichts (VIS), des nahen Infrarots (NIR), des kurzwelliges Infrarots und des thermischen Infrarots (TIR) erfassen. 
Damit kann LANDSAT 7, im Gegensatz zu anderen Systemen, weltweite Umweltveränderungen sehr detailliert aufzeichnen. Darüber hinaus wird der Einfluss der Jahreszeiten bzw. jahrelanger Schadstoffeintrag auf das Pflanzenwachstum erfasst. Des Weiteren können Daten über Waldverluste, landwirtschaftliche Nutzflächen, Erosion, Schneezuwachs und -schmelze und dessen Einfluss auf den Grundwasserspiegel, erhoben werden.

Abb. 9-6: LANDSAT 7 schematisch Abb. 9-6: LANDSAT 7 schematisch

Abb. 9-6: LANDSAT 7 schematisch

Abb. 9-6: LANDSAT 7 schematisch

Abb. 9-6: LANDSAT 7 schematisch

Abb. 9-7: LANDSAT 7 während der Konstruktion Abb. 9-7: LANDSAT 7 während der Konstruktion

Abb. 9-7: LANDSAT 7 während der Konstruktion

Abb. 9-7: LANDSAT 7 während der Konstruktion

Abb. 9-7: LANDSAT 7 während der Konstruktion

Auf dem Satelliten sind der Antrieb und der ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) installiert. Der ETM+ ist ein multispektraler Scanner, der Aufnahmen in 8 Bändern ermöglicht. 

Kanal-Nr.

Spektralbereich [nm]

Pixelgröße [m]

1

450 - 515

30

2

525 - 605

3

630 - 690

4

750 - 900

5

1550 - 1750

7

2090 - 2350

6

10400 - 12500

60

8 (pan)

520 - 900

15

ETM+

Die ETM+-Sensoren arbeiten störungsfrei, seit sie ins All geschossen wurden. Dazu wurde jeder ETM+-Detektor vor dem Start auf den Empfang der auftreffenden Strahlung geeicht, um so von der zusätzlich aufgezeichneten hell erleuchteten Atmosphäre unabhängig zu sein.
Für die Bewertung der radiometrischen Stabilität wird ein FASC (full aperture solar calibrator) verwendet. Diese Bewertung geschieht einmal alle 6 Wochen, wobei die Sonnenenergie in der Öffnung gestreut und gleichzeitig eine Eichung der Empfangsqualität des Abtasters an Bord vorgenommen wird. Die FASC-Daten werden auch zur Berechung des Bord-Eichungskoeffizienten für jeden ETM+-Abtaster verwendet und dienen darüber hinaus der Abschätzung von radiometrischen Störungen. Nach jedem ETM+-Abtastvorgang werden zusätzlich zu den FASC-Beobachtungen anhand der erhaltenen Daten die radiometrischen Aufzeichner bewertet. 
Ein oszillierender Arm, der sich am Ende jedes Abtastvorgangs vor das ETM+-Okular bewegt, wirkt wie ein Verschluss. Dieser Arm kann sowohl die Schwarzkörperstrahlung als auch Lichtimpulse von Bord-Eichungslampen empfangen.
Die ETM+-Daten, die im reflektierenden Bereich empfangen werden, zeigen gegenüber den LANDSAT-TM-Daten keine Verzerrungen. Nur die ETM+-Daten von Band 6 (thermales Infrarot) können manchmal leichte Verzerrungen aufweisen.
Früher litt die Empfangsqualität der LANDSAT-TM-Brennflächenabtaster durch Kälteeinwirkung, die sogar einen zeitweiligen Ausfall der Abtaster verursachen konnte. Der ETM+ wurde daher so konstruiert, dass der Frost die Bildqualität nicht mehr beeinflussen kann. Dies bedingt ebenfalls die konstantere Funktionsfähigkeit des ETM+. 

Das LANDSAT 7-System arbeitet auf der Grundlage des 'Landsat World-Wide-Reference-System', in dem die gesamte Landmasse der Erde erfasst und in 57.784 Szenen unterteilt ist. Jede Szene ist 170 km lang und 183 km breit. Dafür braucht das ETM+-Instrument 3.8 Gigabit Speicherplatz. Da Speicherplatz auf dem Satelliten, wie auch auf den Bodenstationen begrenzt ist, können pro Tag maximal 250 Szenen gespeichert werden. LANDSAT 7 überträgt die aufgezeichneten Daten nur in Echtzeit mit 150 Mbit/s, wenn der Satellit in den Empfangsbereich einer Bodenstation kommt. 
Mit Hilfe eines 'Long Term Acquisition Plan' werden die Bilder gesichtet und die wichtigsten ETM+-Szenen archiviert. Bis einschließlich 3. März 2000 wurden bereits über 58 000 ETM+-Szenen archiviert, die fast alle von der Sonne beleuchteten Landoberflächen erfassen. Eine Ausnahme bildet die Antarktis, die auf den sie abdeckenden Szenen dunkel geblieben ist. 

Auf den folgenden Abbildungen sind einige LANDAT 7 Aufnahmen zu sehen. Auf dem ersten Bild, eine Aufnahme von Buenos Aires, erscheint gesunde Vegetation hellgrün, städtische Räume sind als blassrosa Flecken und der offene Boden anhand von Braunschattierungen erkennbar.

Abb. 9-8: Buenos Aires aufgenommen von LANDSAT 7 Abb. 9-8: Buenos Aires aufgenommen von LANDSAT 7

Abb. 9-8: Buenos Aires aufgenommen von LANDSAT 7

Abb. 9-8: Buenos Aires aufgenommen von LANDSAT 7

Abb. 9-8: Buenos Aires aufgenommen von LANDSAT 7


Dynamische Veränderungen von Landschaften, aber auch der Biomasse, bestimmter Pflanzenarten oder der phänologischen Wachstumssituation können mittels einer multitemporalen Analyse sehr gut sichtbar gemacht werden. Die folgenden beiden Bilder zeigen, in einer Kombination der Kanäle 5-4-2, die Berge östlich von Salt Lake City, und zwar sowohl während (links, 14. August 1999), als auch am Ende der Wachstumsperiode (rechts, 17. Oktober 1999). Das wird an den beeindruckenden Farbänderungen der Bergwälder deutlich sichtbar.

Abb. 9-9: Salt Lake City aufgenommen mit LANDSAT 7 Abb. 9-9: Salt Lake City aufgenommen mit LANDSAT 7

Abb. 9-9: Salt Lake City aufgenommen mit LANDSAT 7

Abb. 9-9: Salt Lake City aufgenommen mit LANDSAT 7

Abb. 9-9: Salt Lake City aufgenommen mit LANDSAT 7

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Veit Höfler
Letzte Änderung: 11.11.2016