Datenfusion:
Die Datenfusion ist die Kombination von Fernerkundungsdaten aus verschiedenen Quellen oder Sensoren, um ein genaueres Bild der Oberfläche zu erhalten.

Datenzugang:
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Zugang zu Copernius- und anderen Satellitendaten zu erhalten, um sie zu porzessieren oder herunterzuladen. Je nach Zielgruppe (z. B. Behörde vs. Wissenschaft) gibt es unterschiedliche Plattformen, die einen Zugriff auf die Daten erlauben.
Siehe auch: CODE-DE, EO-Lab, Copernicus Data Space Ecosystem

Digitaler Zwilling:
Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines physischen Objekts oder Systems, wie z. B. einer Stadt. Mit Hilfe verschiedenster (Erdbeobachtungs-)Daten, Modellen und Künstlicher Intelligenz lässt sich auch das Erdsystem digital nachbilden. So kann der gegenwärtige Zustand der Erde besser bewertet und auch zukünftige Veränderungen simuliert werden, wie beispielsweise die Auswirkungen des Klimawandels oder von Umweltkatastrophen. Die Initiative der Europäischen Kommission zur Entwicklung eines hochpräzisen digitalen Modells der Erde ist Destination Earth (DestinE).

Echtfarbkomposit:
Ein Echtfarbkomposit (True Color) lässt optische Satellitenbilder wie Fotos erscheinen und eigenet sich daher sehr gut für visuelle Analysen von Vegetation. Beim Echtfarbkomposit werden die drei Grundfarben des sichtbaren Lichts (Rot, Grün und Blau) in den entsprechenden Bildkanälen verwendet, um eine natürliche Farbabbildung zu erzeugen. Dadurch erscheinen Wälder und Bäume in grünlichen Tönen, da Pflanzen im sichtbaren Spektrum stark das grüne Licht reflektieren (aufgrund des Chlorophylls). Die genaue Farbe hängt jedoch von der Art und dem Zustand der Vegetation ab, daher werden auch Unterschiede in der Struktur von Wäldern abgebildet. Generell sind vitale Bäume grün, während abgestorbene Bäume braun oder gelb erscheinen. Die Darstellung bietet eine realistische und intuitive Sicht auf die Umgebung, die für die menschliche Wahrnehmung leicht verständlich ist. Dies macht es einfach, eine schnelle visuelle Einschätzung der Waldlandschaft zu machen. (siehe auch Vegetationsindizes)

Elektromagnetisches Spektrum:
Das gesamte Spektrum elektromagnetischer Strahlung, das für die Fernerkundung relevant ist, einschließlich sichtbarem Licht, Infrarot, Mikrowellen und Radiowellen. Für die optische Fernerkundung liefern passive Sensoren je nach Satellitenmission eine unterschiedliche Anzahl an Bändern. Jedes Band kann einzeln in Graustufen (von schwarz bis weiß) durch ein digitales Bildgebungsverfahren dargestellt werden, wobei die verschiedenen Graustufen unterschiedliche Innsitäten der Strahlungsreflecion und -emission darstellen und damit Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften der Erdoberfläche zulassen.

EO-Lab:
Das EO-Lab  ist das wissenschaftliche Gegenstück zu CODE-DE. Die Plattform bietet nationalen wissenschaftlichen Einrichtungen Zugang zu Erdbeobachtungsdaten, eine virtuelle Arbeitsumgebung für die Prozessierung dieser Daten sowie umfangreiches Informationsmaterial und Schulungen. Mit der EO-Lab Plattform wird die wissenschaftliche Nutzung nationaler EO-Missionsdaten und Daten des Copernicus Programms, sowie die Entwicklung effizienter, vollautomatischer Prozessierungsketten und innovativer EO-Anwendungen gefördert.

EVI:
Der EVI (Enhanced Vegetation Index) ist wie auch der NDVI ein Index zur Messung der Vegetation. Er bietet eine verbesserte Sensitivität gegenüber unterschiedlichen Vegetationstypen und atmosphärischen Einflüssen. Der EVI wurde entwickelt, um einige der Einschränkungen des NDVI zu überwinden, insbesondere in Gebieten mit hoher Aerosolbelastung oder in Regionen mit sehr dichter Vegetation. Der EVI wird häufig in der Fernerkundung zur Überwachung von Vegetationszuständen, der Analyse von Klima- und Umweltveränderungen sowie in der Landwirtschaft und Forstwirtschaft verwendet. Es ist besonders nützlich in tropischen und subtropischen Regionen sowie in Bereichen mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung, wo der NDVI aufgrund der dichten Vegetation oder atmosphärischer Störungen ungenau sein könnte. (siehe auch Vegetationsindizes)

Falschfarbenbild (Nah-Infrarot Komposit):
Das Falschfarbkomposit (False Color Infrared - FCIR) ist eine Bildgebungstechnik, die in der Fernerkundung verwendet wird, um bestimmte Merkmale eines Gebiets anhand von Infrarotdaten zu visualisieren. Dabei werden Infrarotbilder so bearbeitet, dass sie auf den Bildschirm in falschen Farben dargestellt werden, was es ermöglicht, Unterschiede und Merkmale, die im sichtbaren Licht nicht so gut erkennbar wären, besser hervorzuheben. Es gibt so Aufschluss über den Zustand und die Vitalität der Vegetation. (siehe auch Vegetationsindizes)

Fernerkundung:
Die Fernerkundung (Remote Sensing) ist ein interdisziplinäres Feld, das sich mit der Erfassung von Informationen über die Erdoberfläche ohne direkten Kontakt beschäftigt. Diese Daten werden durch Sensoren auf Satelliten, Flugzeugen oder Drohnen gesammelt und analysiert. Die Fernerkundung nutzt verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums, wie sichtbares Licht, Infrarot und Mikrowellen.

Fernerkundungsanwendungen:
Die Hauptanwendungen umfassen die Umweltüberwachung (z. B. Überwachung von Klimaveränderungen, Naturkatastrophen und Ökosystemen), Landwirtschaft (z. B. Erfassung von Pflanzenwachstum und Bodenbedingungen), Stadtplanung (z. B. Unterstützung bei der Planung und Überwachung urbaner Gebiete) und Katastrophenmanagement (schnelle Erkennung und Analyse von Naturkatastrophen).
Ansprechpartner und weitere Informationen für konkrete Anwendungen im Bereich Wald, Kommunal, Verkehr, Boden und Energie finden Sie bei den Copernicus Netzwerkbüros.

Fernerkundungsdaten:
Fernerkundungsdaten werden mit Sensoren (aktiv oder passiv) aufgenommen. Sensoren können sich z. B. auf Satelliten, Flugzeugen oder Drohnen befinden. Die Geodaten müssen zunächst analysiert werden, um Muster erkennbar zu machen. Gängige Datenformate sind GeoTIFF und HDF, die georeferenzierte Bilddaten speichern.

Georeferenzierung:
Fernerkundungsdaten werden einem spezifischen geografischen Punkt auf der Erde zugeordnet. Dabei werden Koordinaten und geographische Informationssysteme (GIS) verwendet.

GIS:
Geographische Informationssysteme (GIS) ermöglichen die Verarbeitung, Analyse und Visualisierung von georeferenzierten Daten. Dabei werden die Daten mit einer Karte, den Standortdaten und weiteren Informationen verbunden. Häufig genutzte Programme sind ArcGIS, QGIS, Maptitute, Global Mapper und MapInfo.

Hyperspektrale Fernerkundung:
Hyperspektrale Fernerkundung (Abbildende Spektroskopie) erfasst Informationen aus dem gesamten elektromagnetischen Spektrum. Durch die vielen schmalbandigen Wellenlängenbereiche wird die detaillierte Analyse von Oberflächen ermöglicht. Hyperspektrale Systeme haben mehr als 20 Spektralkanäle.
Beispiel: EnMap (Environmental Mapping and Analysis Program)

Indizes:
Indizes sind spezielle Berechnungen auf Basis von Fernerkundungsdaten, wie der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) zur Bestimmung der Vegetationsdichte (siehe auch Vegetationsindizes).

Lidar:
Lidar (Light Detection and Ranging) ist eine Fernerkundungstechnologie, mit der Abstand und Geschwindigkeit gemessen werden kann. Lidar-Systeme werden z. B. eingesetzt, um digitale Geländemodelle zu erstellen. Beim Scannen von Waldgebieten können die Höhe, Dichte und Verteilung der Bäume genau bestimmt werden.

Luftbild:
Luftbilder haben eine hohe räumliche Auflösung und ermöglichen die fotographische Abbildung der Erdoberfläche aus der Vogelperspektive. Sie werden häufig von Flugzeugen, Hubschraubern oder Drohnen aufgenommen.

Multispektrale Fernerkundung:
Multispektrale Sensoren messen mehrere Wellenlängenbereiche in einzelnen Kanälen (Bändern) gleichzeitig, z. B. im sichtbaren und nahen Infrarotbereich, beispielsweise Sentinel oder Landsat.

Nahbereichsfernerkundung:
Bei der Nahbereichsfernerkundung werden Daten aus geringer Entfernung von meist kleinräumigen Gebieten durch bodengestützte Sensoren oder Sensoren an Drohnen und Flugzeugen erfasst.

NDVI:
Der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) ist ein weit verbreiteter Index zur Überwachung der Vegetation auf der Erdoberfläche. Er wird aus Satellitenbildern und anderen Fernerkundungsdaten berechnet und gibt Aufschluss über die Grünheit  von Pflanzen. Der NDVI nutzt den Unterschied zwischen den Reflexionen von rotem Licht (Visible Red) und naher Infrarotstrahlung (NIR), da gesunde Pflanzen im NIR stark reflektieren und im roten Licht wenig.
Der NDVI wird häufig in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Umweltüberwachung verwendet, um die Vegetationsdichte, Pflanzenstress, Trockenheit und Veränderungen in der Landnutzung zu analysieren. Es hilft, die Produktivität und Gesundheit von Nutzpflanzen zu überwachen und ökologische Veränderungen im Laufe der Zeit zu erkennen. (siehe auch Vegetationsindizes)

Optische Fernerkundungsdaten:
Für die optische Fernerkundung liefern passive Sensoren je nach Satellitenmission eine unterschiedliche Anzahl an Bändern. Was man daraus erhält, ist nicht eine einzige Bilddatei, sondern eine Reihe von einzelnen Dateien jeweils für einen bestimmten Bereich des Elektromagnetischen Spektrums (=Bänder, siehe auch Elektromagnetisches Spektrum). Dem gegenüber steht die Radarfernerkundung.

Orthophoto:
Digitale Orthophotos (DOP) sind verzerrungsfreie, maßstabsgetreue, georeferenzierte Luftbilder im Rasterformat. Diese können mit Karten kombiniert werden. So können z. B. Strecken gemessen oder Flächen berechnet werden. Hochaufgelöste DOP liegen flächendeckend vor und werden von vielen Landesvermessungsämtern kostenfrei zur Verfügung gestellt.
 

Passive Sensoren:
Sensoren sind Geräte, die elektromagnetische Strahlung (wie Licht, Infrarotstrahlung oder Radarwellen) messen. Passive Sensoren zeichnen die natürlich vorhandene Strahlung auf, z. B. die von der Erdoberfläche reflektierte Sonneneinstrahlung oder die von der Erde emittierte Wärmestrahlung (thermale Fernerkundung). Gegenüber aktiven Sensoren haben sie den Vorteil, dass die Bilder in Echtfarben dargestellt und somit leichter interpretiert werden können. Dafür sind aktive Sensoren abhängig vom Tageslicht und die Aufnahmen können durch das Wetter (z. B. Wolkenbedeckung) beeinträchtigt werden.  Beispiele für passive Sensoren sind multisprektrale Satelliten, z. B. Sentinel-2-Mission, Landsat-Serie, RapidEye.

Pixel:
Satellitenbilder sind keine Bilder im Sinne eines Fotos. Sie sind bildliche Darstellungen von Messdaten. Jeder Bildpunkt (Pixel) auf der Erdoberfläche sendet eine charakteristische Reflexion aus, die vom Sensor gemessen wird. Die gemessenen Reflexionswerte werden von den Sensoren in digitale Zahlenwerte umgewandelt, die dann gespeichert werden. Sie werden in einem Raster angeordnet, um ein flächendeckendes Bild der Erdoberfläche zu erzeugen. Jeder Pixel in diesem Raster erhält so einen numerischen Wert, der die Intensität der Reflexion an dieser Stelle repräsentiert. Je kleiner ein Pixel, desto detaillierter ist die Darstellung.

Radarfernerkundung:
Für die Radarfernerkundung liefern aktive Sensoren je nach Satellitenmission Messdaten in spezifischen Frequenzbändern im Mikrowellenbereich. Dabei ist jede Mission auf ein bestimmtes Radarfrequenzband ausgelegt. Was man erhält, ist eine Aufnahme (nicht mehrere Bänder für bestimmte Teilbereiche des elektromagnetischen Spektrums, wie bei der optischen Fernerkundung, siehe auch aktive und passive Sensoren).

Radiometrische Auflösung:
Die Radiometrische Auflösung gibt die unterscheidbaren Grautonstufen eines Sensors an. Sie werden in Bit angegeben. Je mehr Bit ein Bild hat, desto mehr Grauwerte können gespeichert und so Unterschiede im Reflexionsverhalten der Oberfläche festgestellt werden.

Rasterdaten:
Satellitenbilder, Luftbilder und digitale Orthophotos werden als Rasterdaten gespeichert. Die Bilddaten bestehen aus Rasterpunkten und sind in der Regel quadratisch. Jedem Rasterelement wird ein oder mehrere Zahlenwerte zugeordnet (siehe auch Pixel).

Räumliche Auflösung:
Wie detailliert ist die Datenaufnahme? Die räumliche Auflösung ist umso besser, je weniger Objekte der Erdoberfläche in einem einzigen Pixel zusammengefasst sind.
- Sehr hohe Auflösung: < 5 m
- Hohe räumliche Auflösung: bis 20 m
- Mittlere räumliche Auflösung: bis 300 m
- Niedrige räumliche Auflösung: > 300 m

Reflexion und Emission:
Diese Begriffe beschreiben, wie verschiedene Oberflächenstrahlen (z. B. Wasser, Vegetation, Stadtgebäude) elektromagnetische Strahlung zurückwerfen oder selbst emittieren.

Satelliten:
Satelliten kreisen auf unterschiedlichen Umlaufbahnen (Orbits). Die Erdoberfläche wird von Sensoren in Zeilen (Streifen) „abgetestet“. Je nach Satellitenmission überqueren sie jeden Punkt der Erde etwa alle 1 bis 16 Tage, dadurch ist eine kontinuierliche Überwachung und Beobachtung der Erdoberfläche möglich. Satelliten wie Landsat und Sentinel bieten umfangreiche Daten für die Erdbeobachtung. Sie werden für die Überwachung der Landbedeckung genutzt und damit auch für das Monitoring unserer Wälder.
Moderne Technologien: CubeSats (kleine Satelliten) und UAVs (Drohnen) bieten kostengünstigere und flexiblere Erfassungsmöglichkeiten.

Satellitenbasierte Fernerkundung:
Satellitenbasierte Fernerkundung ist die Erfassung von großflächigen Gebieten aus dem Weltraum durch Sensoren an Satelliten. Dem gegenüber steht die Nahbereichsfernerkundung.

Sensoren:
Als Sensoren bezeichnet man Geräte, die elektromagnetische Strahlung (wie Licht, Infrarotstrahlung oder Radarwellen) messen. Aktive und passive Sensoren messen unterschiedliche elektromagnetische Strahlung des elektromagnetischen Spektrums. Es gibt verschiedene Typen von Sensoren:
- Optische Sensoren: Erfassen sichtbares Licht und Infrarotstrahlung.
- Radar-Sensoren: Verwenden Mikrowellenstrahlung zur Erfassung von Oberflächenmerkmalen.
- Lidar: Nutzt Laserstrahlung zur Erstellung hochpräziser 3D-Modelle der Erdoberfläche.

Sentinel:
Sechs unterschiedliche Missionen bilden die Sentinel-Satellitenfamilie des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus: Sentinel -1, -2, -3, -5P und -6 sind eigenständige Satelliten, während Sentinel-4 und -5 spezielle Messinstrumente sind, die auf Satelliten von EUMETSAT (Europäische Organisation für meteorologische Satelliten) mitfliegen. Die meisten Sentinel-Missionen bestehen aus zwei baugleichen Satelliten, um die zeitliche Wiederholrate zu erhöhen.
Für die Betrachtung des Waldes sind insbesondere die Sentinel-1 Radardaten sowie die optischen Sentinel-2-Daten interessant, mit denen sich besonders gut Veränderungen in der Vegetation erkennen lassen.

Servicestelle Fernerkundung:
Das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) betreibt für alle Bundeseinrichtungen die Servicestelle Fernerkundung. Sie stellt behördlichen Neu- und Expertennutzerinnen und -nutzern zahlreiche Beratungs- und Unterstützungsleistungen mit Schwerpunkt auf sehr hoch auflösenden Fernerkundungsdaten zur Verfügung. Ein Ziel ist die Mehrfachnutzung dieser – meist kommerziellen – Datensätze zu fördern. So berät die Servicestelle Fernerkundung z. B. hinsichtlich der Nutzung von Fernerkundungsdaten in individuellen Anwendungen und unterstützt bei der Recherche in Datenbeständen (z. B. Copernicus Contributing Missions, CCM) oder bei der Beschaffung von kommerziellen Fernerkundungsdaten.

Spektrale Auflösung:
Wie viele Bänder werden zur Verfügung gestellt? Für die optische Fernerkundung liefern passive Sensoren je nach Satellitenmission eine unterschiedliche Anzahl an Bändern. Jedes Band kann einzeln in Graustufen (von schwarz bis weiß) durch ein digitales Bildgebungsverfahren dargestellt werden, wobei die verschiedenen Graustufen unterschiedliche Intensitäten der Strahlungsreflexion und -emission darstellen und damit Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften der Erdoberfläche zulassen.
- Multispektral: wenige Bänder (typischerweise ab 3), z. B. Sentinel-2
- Hypersprektral: sehr viele Bänder (typischerweise mehr als 200), z. B. EnMAP

Spektrale Indizes:
Visualisieren von Fernerkundungsdaten ist nur der erste Schritt. Für detaillierte Analysen bzw. eine Klassifikation der Daten ist ein Quantifizieren der erzeugten Bilddaten notwendig. Spektrale Indizes sind mathematische Formeln, die speziell entwickelte Kombinationen von Wellenlängen aus Fernerkundungsdaten verwenden, um bestimmte Eigenschaften der Erdoberfläche zu quantifizieren. Sie helfen, bestimmte Phänomene wie Vegetation, Feuchtigkeit oder Bodenbeschaffenheit aus Fernerkundungsbildern zu extrahieren.
Durch die Kombination verschiedener Spektralbänder in Farbkompositen können Informationen für den menschlichen Betrachter besser visualisiert und interpretiert werden. Wichtige Indizes sind der NDVI (für Pflanzenwachstum), das Falschfarbenbild, der EVI und der SWIR (für erweiterte Vegetationsanalysen) oder der NDWI (Normalized Difference Water Index), der zur Identifikation von Wasserflächen dient.
Es gibt eine Vielzahl von Spektralindizes. Die Online-Datenbank Index DataBase gibt einen Überblick.

Spektrale Signatur:
Die einzigartige Reflexion und Absorption von elektromagnetischer Strahlung durch verschiedene Materialien (z. B. Pflanzen, Gewässer, Böden).

SWIR:
Der SWIR (Short-Wave Infrared) oder Kurzwellen-Infrarot-Komposit bezeichnet einen Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der Wellenlängen im Bereich von etwa 1.000 bis 3.000 Nanometern umfasst. Der SWIR-Bereich liegt also im Infrarotbereich, jedoch mit kürzeren Wellenlängen als der langwellige Infrarotbereich (LWIR) oder der mittlere Infrarotbereich (MIR).
Der SWIR eignet sich zur Überwachung von Pflanzenwachstum oder der Feuchtigkeit im Boden. Er stellt die Vegetation in verschiedenen Grünstufen dar. Generell gilt: dunkleres grün deutet auf dichtere Vegetation hin, Brauntöne verweisen auf freiliegende Böden und bebaute Flächen.
Weiterhin können im SWIR-Bereich Lichtstrahlen verschiedene Materialien durchdringen, die für sichtbares Licht und andere Infrarotbereiche undurchlässig sind. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen in der Materialinspektion und bei der Untersuchung von Oberflächenstrukturen oder inneren Merkmalen von Objekten.

TerraSAR-X:
TerraSAR-X ist ein deutscher Erdbeobachtungssatellit. Der Satellit umrundet die Erde in einer Höhe von 514 Kilometern und liefert Radardaten unabhängig von Wetterbedingungen, Wolkenbedeckung und Tageslicht mit einer Auflösung von bis zu einem Meter. TerraSAR-X Daten stehen Wissenschaftlern zu Forschungszwecken zur Verfügung. Die Daten werden nach Einreichen eines Projektvorschlages über das TerraSAR-X Science Service System - und dessen positiver Beurteilung durch unabhängige Gutachter - zugewiesen.

UAV/UAS:
Drohnen (Unmanned Aerial Vehicle bzw. Unmanned Aircraft System) kommen ebenfalls im forstlichen Umweltmonitoring zum Einsatz. Sie können mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet sein und z. B. in schwer erreichbaren Gebieten ein großer Zugewinn sein. Sie bieten eine kostengünstige Möglichkeit zur Datenerhebung im Vergleich zu terrestrischen Erhebungen und die Bilder können deutlich höher aufgelöst erhoben werden als z. B. durch die Satelliten-Fernerkundung.

USGS Global Visualization Viewer:
Seit 1972 dokumentiert  Landsat die Erdoberfläche und deren Veränderungen. Die Daten können über den USGS Global Visualization Viewer oder den USGS Earth Explorer angeschaut und heruntergeladen werden. Auch Höhendaten, Satelliten- und Luftaufnahmen sowie kartografische Produkte, finden sich in den Portalen.

Vegetationsindizes:
Bei der Berechnung von Vegetationsindizes werden mehrere spektrale Bänder in eine mathematische Beziehung gebracht, um eine quantitative Analyse des Vegetationszustandes zu ermöglichen. Wichtige Indizes sind das Echt- und das Falschfarbenbild, der NDVI, der EVI und der SWIR (mehr Details unter den jeweiligen Begriffen).

Zeitliche Auflösung:
Wie häufig gibt es eine Datenaufnahme von derselben Fläche? Je häufiger von derselben Region neue Messdaten erhoben werden, desto höher ist die zeitliche Auflösung. Satellitendaten zeichnen sich durch ihre hohe zeitliche Auflösung aus, so nimmt z. B. Sentinel-2 alle 2 bis 5 Tage (je nach Region) neue Aufnahmen auf. Dem gegenüber stehen Daten mit geringer zeitliche Auflösung, bei denen zwischen Aufnahmen häufig Jahre liegen, z. B. bei Luftbildern.