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Küstenlinien, Untiefen und Riffe sind einige der dynamischsten und sich ständig verändernden Regionen der Erde.<\/SPAN><\/P><\/P>Die Überwachung und Messung dieser Veränderungen ist entscheidend für die maritime Navigation und ein wichtiges Werkzeug zum Verständnis unserer Umwelt. Die Nahküstenbathymetrie wird derzeit mit hochauflösender multispektraler Satellitenbildgebung berechnet. Mit der Einführung von WorldView-2s höherer Auflösung, erhöhter Agilität und dem Coastal Blue-Band (400-450 nm) werden bathymetrische Messungen sowohl in der Tiefe als auch in der Genauigkeit erheblich verbessert, was kosteneffektiv eingesetzt werden kann, um potenziell den traditionellen maritimen Vermessungsbetrieb zu ersetzen, insbesondere bis zu einer Tiefe von 10 - 20 m.<\/SPAN><\/P><\/P>
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<\/P>Blue band (396-460 nm) in WorldView-2 & -3 durchdringt flaches Wasser (Küste, See usw.)<\/P><\/P>* Hinweis:<\/SPAN><\/P>Marine-Vermesser führen Inspektionen von Schiffen aller Art durch, einschließlich Ölplattformen, Fähren, Frachtschiffen und Kriegsschiffen, Freizeitbooten, Passagierschiffen, Schleppern, Lastkähnen, Baggern sowie maritimer Ladung, Schiffsmotoren und Einrichtungen wie Kanälen, Trockendocks, Ladeplätzen und mehr zum Zweck der Vor-Kauf-Bewertung, Versicherungsfähigkeit, Schadensregulierung und Einhaltung von Vorschriften.<\/SPAN><\/P><\/P>
Es gibt zwei etablierte Techniken zur Berechnung der Bathymetrie mit multispektraler Satellitenbildgebung: einen radiometrischen Ansatz und einen photogrammetrischen Ansatz.<\/SPAN><\/P><\/P>Der radiometrische Ansatz<\/STRONG><\/SPAN><\/P><\/P>Der radiometrische Ansatz nutzt die Tatsache aus, dass verschiedene Lichtwellenlängen im Wasser unterschiedlich stark abgeschwächt werden, wobei rotes Licht viel schneller abgeschwächt wird als blaues Licht.<\/SPAN><\/P><\/P>Analysten haben die Fähigkeit bestehender multispektraler Satelliten genutzt, Licht im blauen (450 – 510 nm), grünen (510 – 580 nm) und roten Band (630 – 690 nm) zu erkennen, um gute Tiefenschätzungen in Wasser bis zu einer Tiefe von 15 Metern zu erzielen. Und mit der Ergänzung durch sonarbasierte Bodenwahrheitsmessungen haben sie vertikale und horizontale Genauigkeiten von weniger als 1 Meter erreicht.<\/SPAN><\/P><\/P>Um bathymetrische Messungen zu verbessern, haben Analysten auf luftgestützte hochauflösende multispektrale Plattformen zurückgegriffen. Diese Sensoren können Licht zwischen 400 und 450 nm erkennen – das Spektrum, das die tiefste Durchdringung von klarem Wasser ermöglicht. Studien mit diesen Daten haben gezeigt, dass genaue bathymetrische Messungen bis zu 20 Meter und tiefer erreicht werden können.<\/SPAN><\/P><\/P>WorldView-2 ist der erste kommerzielle hochauflösende Satellit, der multispektrale Bilder mit einer Auflösung von 1,84 m sowie einen Coastal Blue Detektor im Bereich von 400 – 450 nm bereitstellt. Die großen Single-Pass-Erfassungsmöglichkeiten von WorldView-2 machen auch die Anwendung von Bodenwahrheitsdaten genauer und zuverlässiger. Mehrere kleine Erfassungen enthalten Unterschiede im Sonnenwinkel, Seegang und anderen Parametern, und es ist schwierig, eine Messreihe zu kalibrieren und dann über ein großes Gebiet anzuwenden.<\/SPAN><\/P><\/P>Große synoptische Erfassungen, ermöglicht durch die Agilität und schnelle Neuausrichtung von WorldView-2, erlauben es Analysten, die unterschiedliche Absorption der Coastal Blue-, Blue- und Green-Bänder zu vergleichen, ihre bathymetrischen Schätzungen anhand einiger bekannter Punkte zu kalibrieren und dann das Modell zuverlässig über das gesamte Erfassungsgebiet auszudehnen.<\/SPAN><\/P><\/P>Der photogrammetrische Ansatz<\/STRONG><\/SPAN><\/P><\/P>Bei dieser Methode werden stereoskopische Bilder über dem Zielgebiet aufgenommen und ein digitales Höhenmodell (DEM) des flachen Meeresbodens aus den Bildern erstellt. Frühe Studien mit Satellitenbildern und digitaler Fotografie waren vielversprechend und zeigen, dass diese Technik verwendet werden kann, um genaue bathymetrische Modelle flacher Umgebungen ohne Bodenwahrheit bereitzustellen. Allerdings wurde die Technik aufgrund der Einschränkungen aktueller Sensoren nicht weitgehend untersucht.<\/SPAN><\/P><\/P>Die Herausforderung bei der Aufnahme stereoskopischer Bilder des flachen Meeresbodens liegt darin, wie Licht mit der Luft-Wasser-Grenzfläche interagiert. Bei hohen Einfallswinkeln wird Licht vollständig an der Wasseroberfläche reflektiert, wodurch keine unterwasserliegenden Merkmale beobachtet werden können. Aktuelle multispektrale Satellitensensoren sind nicht in der Lage genug hochauflösende stereoskopische Bilder innerhalb des engen Winkels aufzunehmen, der notwendig ist, um die Meeresoberfläche zu durchdringen. Außerdem können sie keine kürzeren Wellenlängen des blauen Lichts messen, die für maximale Tiefendurchdringung erforderlich sind.<\/SPAN><\/P><\/P>WorldView-2 wird diese neue Methode zur Messung der Bathymetrie ermöglichen. Das Coastal Blue-Band liefert maximale Wasserdurchdringung und die verbesserte Agilität von WorldView-2 ermöglicht die Erfassung großer Mengen hochauflösender Intrack-Stereoaufnahmen im idealen Winkel für Wasserdurchdringung. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass mehrere Bilder mithilfe von Bindepunkten registriert werden können, die an Land und im Wasser sichtbar sind. Das resultierende Stereo-Komposit kann verwendet werden, um die Wassertiefe ohne Bodenwahrheitsmessungen zu berechnen. Kein anderer Satellit bietet diese einzigartige Kombination aus hoher räumlicher und spektraler Auflösung, Agilität und Stereo-Erfassungskapazität.<\/SPAN><\/P><\/P>Bitte beachten Sie das White Paper von DigitalGlobe aus dem Jahr 2010 (Anhang) sowie die frühere Studie von Lee (2010).<\/SPAN><\/P>
