uni'wissen 01(3)-2011

oder von ihnen ausgeht. Wenn die Wissenschaft- lerinnen und Wissenschaftler diese Strahlung messen, können sie Rückschlüsse auf den Zu- stand der Untersuchungsgegenstände ziehen. Passive Sensoren nutzen das Sonnenlicht, das von der Erdoberfläche und den Objekten zurück- geworfen wird. Luftbilder, die mit Film- und Digital- kameras aufgenommen werden, sind das beste Beispiel dafür. Die meisten passiven Empfänger- systeme können aber nur tagsüber arbeiten. Eine Ausnahme sind Thermalscanner, die die abgegebene Wärmestrahlung im Infrarotbereich auch nachts messen. Laserimpulse aus dem Flugzeug Die Forstwissenschaftlerin Barbara Koch hat sich mit ihrem Team hingegen auf eine aktive Fernerkundungsmethode spezialisiert: das Air- borne Laserscanning. Dabei senden Instrumente Laserimpulse vom Flugzeug zur Erdoberfläche und messen, wie lange es dauert, bis die reflek- tierte Strahlung zum Flugzeug zurückkehrt. Diese so genannte Laufzeit wird in Entfernung umge- rechnet. Messsysteme im Inneren des Flugzeugs bestimmen seine Lage und Stellung im Raum. Mithilfe der Laufzeit können sie die Position der Reflexion in einem räumlichen Koordinaten­system genau festlegen. Jeder Laserpunkt ­besitzt somit eine ihm eigene raumbezogene Information. Da die Lasersysteme bis zu 400.000 Signale in der Sekunde aussenden, erhalten die Forscher bis zu zehn Punkte je Quadratmeter – und damit ein relativ genaues Abbild der Erdoberfläche mit ihren Bauten und ihrem Bewuchs. „Der Vorteil dieser Methode ist, dass der Laser Tag und Nacht ein- setzbar ist“, sagt Koch. Allerdings ist er nicht wetterunabhängig wie das ­Radargerät, das mit So funktioniert das Airborne Laserscanning: Instrumente senden ­Laserimpulse (gelb) vom Flugzeug zur Erdoberfläche und messen, wie lange es dauert, bis die reflektierte Strahlung (rot) zum Flugzeug zurückkehrt. Mit den Daten lässt sich ein relativ genaues Abbild der Oberfläche mit ihren Bauten und ihrem Bewuchs erstellen. Grafik: Klaas seinen langen Wellen die Wolken durchdringt. „Bei einer dichten Wolkendecke sehe ich mit dem Laser auch nichts.“ Echos aus der Baumkrone Mit dieser Methode bekommen die Wissen- schaftler rasch flächendeckende Informationen über Gebiete, in denen Erkundungen auf der Erdoberfläche oft zu zeit- und kostenintensiv sind. Dies erklärt ein zunehmendes Interesse an flugzeuggetragenen Laserdaten für Inventuren im Wald, da Strukturen erfasst werden, die für die Forstwirtschaft von großer Bedeutung sind. Erhoben werden solche Daten hauptsächlich für topografische Geländeaufnahmen, bei denen die Form der Erdoberfläche bestimmt wird. Trifft der Laserstrahl, den der Sensor im Flugzeug abfeuert, auf den Boden, gibt es nur eine Reflexion in der Ebene. Wird aber Vegetation getroffen, kommen viele Echos zurück: aus der Baumkrone, aus dem Geäst, vom Stamm und schließlich vom Boden. Die Bodenechos sind aufgrund der Löcher im Kronendach meist immer noch so zahlreich, dass sich detaillierte Angaben über die Boden- form „unter Wald“, zum Beispiel Gräben und Schluchten, daraus ableiten lassen. Es ist allerdings nicht ganz einfach, den Bil- dern Informationen zu entlocken. Barbara Koch veranschaulicht dies mit einer Aufnahme, die viele rote Punkte zeigt, die sich in zwei Wolken aufteilen. „Die Punkte, die in der Luft hängen, sind Reflexionen von Bäumen, die restlichen sind vom Gelände“, erklärt sie. „Auf einem Luft- bild erkenne ich immer intuitiv, wo Wald, Straßen und Wege sind. Beim Laserbild sehe ich erst ein- mal wenig.“ Für die Interpretation der Daten 1717