Sensordaten

Sensoren lassen sich nach Energiequelle (aktiv oder passiv) sowie nach ihrer gemessenen Größe einteilen. Vereinfacht gibt es im Lupine-Monitoring zwei wichtige Hauptgruppen von Bildsensordaten: Messungen elektromagnetischer Strahlung und Erfassung geometrischer Größen. In besonderen Fällen lassen sich beide Gruppen auch mit demselben Sensor erfassen. Die Wahl des passenden Sensors ist immer eine Abwägung unterschiedlicher Datenqualitäten und Kompromisse sind immer Bestandteil des Monitoringprozesses.

Die weit verbreiteten, sogenannten passiven Bildsensoren, messen die von der Sonne ausgestrahlte und von der Oberfläche reflektierte elektromagnetische Strahlung. Die Intensität der reflektierten Strahlung ist dabei maßgeblich von der Beschaffenheit der reflektierenden Oberfläche abhängig und kann genutzt werden, um später Bildbereiche voneinander zu unterscheiden. Je nachdem, wie detailliert ein Sensor diese elektromagnetische Strahlung differenzieren kann, desto höher ist seine spektrale Auflösung, die neben der räumlichen und zeitlichen Auflösung, maßgeblich die Informationsdichte der Sensordaten beeinflusst.

Weisen gängige, digitale Fotokameras drei Kanäle auf, sensitiv für sichtbares Licht (Rot, Grün, Blau), messen multispektrale Sensoren meist auch Strahlung außerhalb des sichtbaren Spektrums, welches für die Interpretation von Pflanzenbeständen besonders wichtig ist, da pflanzenphysiologische Prozesse die Reflektion beeinflussen. Diese Sensoren decken in der Regel vier bis 5 Bereiche des Lichtspektrums ab, meist im sichtbaren und Nahinfraroten Bereich. Weitaus umfangreicher ist die Informationsdichte von Hyperspektralsensoren, die auf mehrere hundert Kanälen, eng beieinander liegende Wellenlängenbereiche aufzeichnen können. Sie eignen sich hervorragend, um auch feine Nuancen im Reflektionsverhalten zu unterscheiden.

Neben spektralen Informationen lassen sich auch räumliche Daten erheben. Hierbei können sowohl terrestrische und drohnengestützte Lasersysteme als auch photogrammetrische Ansätze genutzt werden. Beide Verfahren erzeugen dreidimensionale Punktwolken der Untersuchungsflächen. Präzise Laserscanner haben den Vorteil, dass ihre räumliche Auflösung herausragend ist. Photogrammetrische Verfahren hingegen können Punktwolken aus zweidimensionalen Bildern, aufgenommen aus verschiedenen Blickwinkeln erzeugen (Structure from Motion). Dieser Ansatz ist kostengünstiger, erreicht jedoch auch nicht den räumliche Detailgrad eines Lasersystems.