Airbus Defence and Space

Die Erde als Mosaik

Schöne, scharfe und verblüffend einfach wirkende Bilder - das ist das Territorium von SPOTMaps, ein Service von Airbus Defence and Space

Neben den Rohdaten von Satellitenbildern und deren vielschichtigen Verarbeitungs- und Auswertungsformen gibt es einen Markt für schöne, scharfe und verblüffend einfach wirkende Bilder großer Abdeckungsgebiete. Das ist das Territorium von SPOTMaps, ein Service von Airbus Defence and Space.

 Die Erde aus der Sicht von SPOTMaps: Mehr als 100 Länder bzw. 95 Millionen km² sind bereits erfasst; jeden Monat kommen mehr Bilder hinzu.
Die Erde aus der Sicht von SPOTMaps: Mehr als 100 Länder bzw. 95 Millionen km² sind bereits erfasst; jeden Monat kommen mehr Bilder hinzu. © Airbus Defence and Space

 

Ein Vierteljahrhundert nach der Inbetriebnahme des ersten SPOT-Satelliten sind Satellitenbilder aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie begegnen uns in Diensten wie Google Earth, als Computergrafiken selbst im kleinsten Nachrichtensender oder als Hintergrund von Straßenkarten, auf Papier oder als digitale Daten im GPS-Empfänger.

Mit einer Auflösung von ursprünglich 10 Metern und einer Schwadbreite, die große Gebiete relativ detailgenau abdeckte, zählen die SPOT-Satelliten zu den Wegbereitern dieser Revolution. Man erinnere sich nur an die Intensität der Bilder von Tschernobyl nach dem Reaktorunfall im Jahr 1986 oder vom ersten Golfkrieg 1991 in den Fernsehberichterstattungen, um sich diese Tatsache bewusst zu machen.

Seit 2002 kann der Satellit SPOT 5 Flächen von 3.600 km2 erfassen – ein Gebiet etwa eineinhalbmal so groß wie das Saarland – und dies mit einer Auflösung von 2,5 Metern. Vier Jahre später zeigen sich erste Erfolge: Google unterzeichnet einen Vertrag über die Lieferung unter anderem von Mosaikbildern des Satelliten SPOT für seine GIS-Anwendungen Google Earth und Google Maps. Die Mosaikbilder wurden von den damaligen Firmen Infoterra und Spot Image erstellt dabei fertigten sie die digitalen geografischen Daten mit Hilfe von deren Bildproduktionssystem Pixel Factory TM an.

 

Künstlerische Darstellung des von Airbus Defence and Space entwickelten und gebauten Satelliten SPOT 5. Seit 2002 kann SPOT 5 Flächen von 3.600 km2 mit einer Auflösung von 2,5 m erfassen. (© Airbus Defence and Space / D. Apikian) Dieser erste Großauftrag zeugt von der starken Nachfrage nach dieser Form der nahtlosen, breiten Bildabdeckung und ist die Wiege des Produkts SPOTMaps, das im darauffolgenden Jahr allen potenziellen Nutzern zur Verfügung gestellt wurde und heute vom der Business Division GEO-Information Services entwickelt wird. Unter dem Dach dieses Bereichs von Airbus Defence and Space wurden die ehemaligen Tochtergesellschaften Spot Image und Infoterra für den Vertrieb der in Mosaikform aufbereiteter Satellitenbilder zusammengefasst.
Künstlerische Darstellung des von Airbus Defence and Space entwickelten und gebauten Satelliten SPOT 5. Seit 2002 kann SPOT 5 Flächen von 3.600 km² mit einer Auflösung von 2,5 m erfassen. (© Airbus Defence and Space / D. Apikian)

 

„Anfangs bezog sich die Nachfrage hauptsächlich auf die Abdeckung ganzer Länder zum Zwecke großflächiger Planung“, erläutert Laurent Pradère, technischer Leiter des Programms SPOTMaps. „Diese Bilder können aber auch als Arbeitsgrundlage für Bestandsaufnahmen in Ländern dienen, wo solche Daten bislang nicht verfügbar waren.“

Vier Monate Arbeit bis zum fertigen Mosaik

Für die Herstellung dieser Mosaike werden die Bilder nach produktspezifischen Kriterien von SPOTMaps programmiert und Sättigungsbereiche, Nebelfelder und Wolken auf ein Minimum reduziert. Anschließend werden sie orthorektifiziert, um relief- und aufnahmewinkelbedingte Verzerrungen weitgehend zu eliminieren, bevor sie zu einem Mosaik zusammengefügt werden.

 SPOTMaps-Abbildung von Australien über die gesamte Fläche des Inselkontinents (7.686.850 km2). (© CNES 2010 – Distribution Airbus Defence and Space / Spot Image)
SPOTMaps-Abbildung von Australien über die gesamte Fläche des Inselkontinents (7.686.850 km²). (© CNES 2010 – Distribution Airbus Defence and Space / Spot Image)

 

An den Stellen, wo sich die Bilder überlappen, werden optimierte Bildnähte definiert – in der Regel entlang von Wasserläufen, Gebäuden, Feldern, Straßen oder anderen markanten Formationen oder Gebilden – und so für das Auge unsichtbar gemacht.

Zum Schluss werden die Bilder farblich nachbearbeitet, um über das gesamte Mosaik eine homogene und der landschaftlichen Wirklichkeit entsprechende Farbgestaltung zu erzielen, auch wenn die Bilder zu unterschiedlichen Jahreszeiten aufgenommen und zwischen den Bildaufnahmen Veränderungen am Boden vorgenommen wurden. 

„Unser Ziel ist, ein schönes Bild über ein breites Gebiet zu erstellen, auf dem die Betrachter ihr Umfeld wiedererkennen.“

SPOTMaps-Bild: Abschnitt der Küste Australiens, Culburra Beach. (© CNES 2010 – Distribution Airbus Defence and Space / Spot Image)

SPOTMaps-Bild: Abschnitt der Küste Australiens, Culburra Beach. (© CNES 2010 – Distribution Airbus Defence and Space / Spot Image)
 


Aber Schönheit ist nicht alles! Für die Ansprüche professioneller Nutzer muss das Bild auch präzise und geometrisch hochwertig sein. Kein einfaches Unterfangen! Die Mosaike werden in Bildblöcken von je 150 bis 800 Bildern zur Abdeckung von 300.000 bis 900.000 km² (einem Gebiet mehr als zweimal so groß wie Deutschland) mit einer Auflösung von 2,5 Metern und einer Lokalisierung der Pixel auf 10 bis 15 Meter genau erstellt. Dank der Präzision des Satellitengeodäsiesystems DORIS (Doppler Orbit and Radio Positioning Integration by Satellite) und der extremen Zielgenauigkeit seiner Instrumente können die Bilder von SPOT 5 auf 25 Meter genau geolokalisiert werden. Zur Verdopplung dieser Präzision müssen sie mit einem genauen digitalen Bodenmodell abgeglichen werden. Hierzu dient die von Airbus Defence and Space GEO-Information Services und IGN Espace gemeinsam entwickelte Datenbank Reference3D.

 Jeder Bildblock von SPOTMaps (300.000 bis 900.000 km2 bzw. 150 bis 800 Einzelbilder) ist das Ergebnis von vier Monaten Arbeit mehrerer Experten aus den Bereichen Kartographie, Fotogrammetrie, GEO-Informationssysteme sowie der Auswertung der von den SPOT-Satelliten gesammelten Daten.
Jeder Bildblock von SPOTMaps (300.000 bis 900.000 km² bzw. 150 bis 800 Einzelbilder) ist das Ergebnis von vier Monaten Arbeit mehrerer Experten aus den Bereichen Kartographie, Fotogrammetrie, GEO-Informationssysteme sowie der Auswertung der von den SPOT-Satelliten gesammelten Daten.  © Airbus Defence and Space

 

Die farbliche Nachbearbeitung profitiert von der ausgeprägten radiometrischen Präzision der SPOT-Instrumente. Dies wurde deutlich, als die Teams von SPOTMaps für bestimmte Anforderungen die Bilder mit Bildmaterial anderer – manchmal sogar höher auflösender – Quellen verbinden wollten und feststellen mussten, dass deren Farbe nicht passte.

Letztendlich dauert die Erstellung eines Bildblocks vier Monate und erfordert nicht nur die Kompetenz der Fachleute aus den Bereichen Kartographie, Fotogrammetrie und GEO-Informationssysteme (GIS), sondern auch die gesamte in den letzten zwei Jahrzehnten bei der Verarbeitung der von den SPOT-Satelliten gesammelten Daten erworbene Kompetenz der Teams.

20 Millionen km² SPOTMaps werden jährlich produziert. Bisher wurden über 100 Länder mit einer Gesamtfläche von 95 Millionen km² – einer Fläche so groß wie Afrika, Asien und Ozeanien zusammen – erfasst und zu SPOTMaps-Mosaikbildern aufbereitet. Diese Bilder können pro Quadratkilometer auf der regelmäßig aktualisierten und erweiterten Website von SPOTMaps käuflich erworben werden.

SPOTMaps-Bild: Abschnitt der Küste Australiens, Culburra Beach. (© CNES 2010 – Distribution Airbus Defence and Space / Spot Image)

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