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2024-08-24T07:43:15Z

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[[Datei:Etna TAS2002209.jpg|mini|SRTM-basiertes 3D-Modell des Ätna mit ASTER-basierter [[Falschfarben]]-Oberflächendarstellung (Kanalkombination 2-3-1)]]

'''ASTER''' ('''A'''dvanced '''S'''paceborne '''T'''hermal '''E'''mission and '''R'''eflection Radiometer) ist eines der fünf wissenschaftlichen Instrumente an Bord des am 18. Dezember 1999 von der [[NASA]] gestarteten [[Erdbeobachtungssatellit]]en ''[[Terra (Satellit)|Terra]]''. Das in [[Japan]] gebaute und vom japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie mitbetriebene Instrument umrundet mit ''Terra'' ca. alle 100 Minuten die Erde in einem nahpolaren, [[Sonnensynchrone Umlaufbahn|sonnensynchronen Orbit]] (Äquatorüberquerung jeweils um 10:30 Uhr und 22:30 Uhr [[Ortszeit]])<ref name="lpdaac_ASTER_overview">{{Webarchiv|text=''ASTER Overview'' |url=https://lpdaac.usgs.gov/dataset_discovery/aster/ |wayback=20150627175205}} Online-Präsenz des ''NASA Land Processes Distributed Active Archive Center'' (LP DAAC)</ref> in einer Höhe von 705 km.

Das 406 Kilogramm<ref name="lpdaac_ASTER_overview" /> schwere [[Multispektral]]<nowiki />instrument ASTER nahm bis 2008 mit seinen drei Subsystemen auf 15 separaten [[Farbkanal|Kanälen]] hochauflösende Bilder in jeweils verschiedenen Bereichen des [[Elektromagnetisches Spektrum|elektromagnetischen Spektrums]] auf, vom [[Licht|sichtbaren Licht]] bis ins kurzwellige mittlere („thermische“) [[Infrarotstrahlung|Infrarot]]. Die [[Auflösung (Fotografie)|Bodenauflösung]] beträgt 15 bis 90 Meter pro [[Pixel|Bildpunkt]]. Aus den aufgenommenen Daten können unter anderem [[Temperatur|Oberflächentemperatur]], [[Reflektivität]] und [[Emissivität]] sowie ein [[Digitales Höhenmodell]] des jeweils aufgenommenen Teils der [[Erdoberfläche]] abgeleitet werden. Da eines der Subsysteme 2008 ausfiel, liefern heute nur noch 9 Kanäle brauchbare Daten.

== Subsysteme und Kanalbelegung ==
Das Instrument ASTER besteht aus drei Subsystemen. Dies sind
* das Aufnahmesystem für sichtbares Licht und den Nahinfrarotbereich (visible and near-infrared, VNIR)
* das Aufnahmesystem für kurzwellige Infrarotstrahlung (short wave infrared, SWIR) und
* das Aufnahmesystem für längerwellige („thermische“) Infrarotstrahlung (thermal infrared, TIR).

„Thermische“ Infrarotstrahlung umfasst jenen Spektralbereich der von Menschen gemeinhin als (unsichtbare) „Wärmestrahlung“ wahrgenommen wird.

Das VNIR-Instrument verfügt über zwei Optiken, eine „[[Nadir (Richtungsangabe)|Nadir]]-Optik“, die üblicherweise Aufnahmen lotrecht zur Erdoberfläche macht und eine „Backward-Optik“, die um 27,7° zum Heck des Satelliten hin ausgerichtet ist. Beide Optiken können für Aufnahmen der Erdoberfläche, die sich nicht direkt unterhalb der Flugbahn des Satelliten befindet (engl. ''cross-track pointing''), zusammen um jeweils 24° nach links und rechts geschwenkt werden. Während die Nadir-Optik sowohl Bilder im Bereich des sichtbaren Lichts als auch im Nahinfrarotbereich aufnimmt (Kanäle 1, 2 und 3N), werden mittels der Backward-Optik nur Nahinfrarotaufnahmen (Kanal 3B) gemacht. Die um ca. 1 Minute zeitversetzt aufgenommenen Bilder der beiden 3er Kanäle ergeben ein [[Stereoskopie|Stereobildpaar]], das zur Berechnung eines [[Digitales Geländemodell|digitalen Höhenmodells]] (engl. digital elevation model, DEM) herangezogen werden kann.

Statt der für Echtfarbaufnahmen nötigen drei Kanäle für sichtbares Licht ([[RGB-Farbraum|Rot, Grün und Blau]]) verfügt das VNIR-Subsystem von ASTER nur über zwei solcher Kanäle, einen für den Rot- und einen für den Grünbereich. Daher handelt es sich bei ASTER-Aufnahmen stets um [[Falschfarben]]bilder.

Das SWIR-Subsystem wurde nach einem Defekt der Kühlung, der ab 2007 Auswirkungen auf die Aufnahmen auf den Kanälen 5 bis 9 zeitigte, nach erfolglosen Reparaturbemühungen im Januar 2009 von der NASA offiziell für unbrauchbar erklärt.<ref>{{Webarchiv|text=''ASTER User Advisory (updated: January 14, 2009)'' |url=https://lpdaac.usgs.gov/about/news_archive/aster_user_advisory_updated_january_14_2009/ |wayback=20130305113641}} Hinweis für Datennutzer auf der Online-Präsenz des ''NASA Land Processes Distributed Active Archive Center'' (LP DAAC)</ref> Nichtsdestoweniger übertraf schon die achtjährige Lebensdauer des SWIR-Subsystems die ursprünglich für das gesamte ASTER-Instrument auf fünf Jahre<ref name="Buis_2016">Alan Buis: ''[https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-japan-make-aster-earth-data-available-at-no-cost NASA, Japan Make ASTER Earth Data Available At No Cost.]'' Internetpräsenz der National Aeronautics and Space Administration (nasa.gov), 1. April 2016</ref> angesetzten Erwartungen.

Die einzelnen Kanäle sind wie folgt belegt:<ref>M. Abrams, S. Hook: ''ASTER User Handbook.'' 2012 (siehe [[#Literatur|Literatur]]), S. 10</ref>

{| class="wikitable" style="width: 60%; vertical-align: center;"
|-
! Subsystem !! Kanal (Band) !! Spektralbereich [µm] !! Bodenauflösung !! „[[Farbtiefe (Computergrafik)|Farbtiefe]]“
|-
| rowspan="4" | VNIR || 1 || style="color: green;" | 0,52 – 0,60 || rowspan="4" | 15 m || rowspan="4" | 8 bit
|-
| 2 || style="color: red;" | 0,63 – 0,69
|-
| 3N || 0,78 – 0,86
|-
| 3B || 0,78 – 0,86
|- style="color: gray;"
| rowspan="6" | SWIR || 4 || 1,60 – 1,70 || rowspan="6" | 30 m || rowspan="6" | 8 bit
|- style="color: gray;"
| 5 || 2,145 – 2,185
|- style="color: gray;"
| 6 || 2,185 – 2,225
|- style="color: gray;"
| 7 || 2,235 – 2,285
|- style="color: gray;"
| 8 || 2,295 – 2,365
|- style="color: gray;"
| 9 || 2,360 – 2,430
|-
| rowspan="5" | TIR || 10 || 8,125 – 8,475 || rowspan="5" | 90 m || rowspan="5" | 12 bit
|-
| 11 || 8,475 – 8,825
|-
| 12 || 8,925 – 9,275
|-
| 13 || 10,25 – 10,95
|-
| 14 || 10,95 – 11,65
|}

== Datenzugang ==
[[Datei:MADAS portal screenshot.PNG|mini|hochkant=1.5|Screenshot der MADAS-Website mit Kartenfenster für die Bilddatensatzsuche (Mitte) und [[Metadaten]] zu einem einzelnen ASTER-Bilddatensatz (rechts)]]

Während die ASTER-Daten anfangs nur zu Forschungs- und Lehrzwecken kostenfrei abgegeben wurden,<ref>{{Webarchiv|text=''ASTER Data for Affiliated Users'' |url=https://lpdaacaster.cr.usgs.gov/afd/index.php |wayback=20130213212010}} Online-Präsenz des ''NASA Land Processes Distributed Active Archive Center'' (LP DAAC)</ref> sind sie seit April 2016 [[Public domain|für die Allgemeinheit verfügbar]].<ref name="Buis_2016" /> Vor dem Download auf einer der einschlägigen Online-Plattformen (z. B. ''NASA EarthData'', ''USGS EarthExplorer'' oder dem japanischen ''MADAS''-Portal) kann lediglich eine kostenlose Registrierung nötig sein. Auf den Portalen werden verschiedene, mehr oder weniger aufbereitete Datenpakete vorgehalten.

So umfasst das Paket unter der Bezeichnung ''ASTER global digital elevation model'' (kurz ASTER GDEM oder ASTGTM), das seit August 2019 in der Version 003 vorliegt,<ref>''[https://earthdata.nasa.gov/learn/articles/new-aster-gdem New Version of the ASTER GDEM.]'' NASA EarthData, 5. August 2019, abgerufen am 2. Januar 2020</ref><ref>Michael Abrams: ''ASTER Global Water Bodies Database User Guide.'' Version 1. Japan’s Ministry of Economy, Trade, and Industry (METI) – National Aeronautics and Space Administration (NASA) Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology, Juli 2019 ([https://lpdaac.usgs.gov/documents/436/ASTWBD_User_Guide_V1.pdf PDF] 280 kB)</ref> [[Rastergrafik|Raster]]-Höhendatensätze aus allen Regionen zwischen 83° nördlicher und 83° südlicher Breite mit einer Bodenauflösung von einer [[Bogensekunde]] (30 m) in Form von 1×1°-Kacheln im [[GeoTIFF]]-Format. Zwar sind [[SRTM-Daten]] ebenfalls [[Open Data]] und damit für beliebige Zwecke frei nutzbar, liegen aber wegen des seinerzeit weniger steilen Winkels der Umlaufbahn des Shuttles zur Äquatorebene nur aus dem Bereich zwischen den beiden 60. Breitengraden vor.

== Siehe auch ==
* [[WorldDEM]]

== Literatur ==
* Michael Abrams, Simon Hook: ''ASTER User Handbook.'' Version 2. NASA/JPL/Caltech, Bhaskar Ramachandran EROS Data Center, Pasadena (CA), Sioux Falls 2002 ([https://lpdaac.usgs.gov/documents/262/ASTER_User_Handbook_v2.pdf PDF] 3,6 MB)

== Weblinks ==
{{Commonscat|Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER)|ASTER}}
* [https://asterweb.jpl.nasa.gov/ ASTER: Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer] – offizielle Homepage des Instruments auf einer Subdomain des Jet Propulsion Laboratory (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Aster}}
[[Kategorie:Optisches Messgerät]]
[[Kategorie:Geoinformatik]]
[[Kategorie:Earth Observing System]]

ASTER - Versionsgeschichte

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