Author: henryk

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11 12 13 AR-Apps Fach Informatik Material

Bildverarbeitung

Bilder lassen sich im RGB-Farbraum leicht manipulieren, in dem Helligkeit, Sättigung und Kontrast geändert werden. Bei Satellitenbildern geht dies sogar über RGB hinaus. In der App lässt sich ein Bild des Ätna, geschossen vom ISS-gebundenen DESIS-Sensor, nicht nur in seinem Aussehen verändern, sondern auch in seiner Kanalkombination – denn Satelliten sehen mehr!

Im Arbeitsblatt wird u.a. mit Pseudocode und Programmierung in Java die funktionale und objektorientierte Programmierung geübt, die Manipulation eines RGB-Bildes implementiert und im Kontext der Data Literary analysiert.

Die App kostenlos bei Google Play (Part “Bildverarbeitung”)

Die Schüler*innen…

  • beschreiben digitale Bilder im RGB-Farbraum,
  • implementieren Veränderungen in Bezug auf den Kontrast, die Sättigung und die Helligkeit erklären und dazugehörige Funktionen,
  • vertauschen Kanäle,
  • nehmen Bildverarbeitungen von Hyperspektralbildern in Form des NDVIs vor,
  • bewerten Daten im Rahmen von Data Literacy kritisch.

Jahrgangsstufe 11-13

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Fach Geographie Lernvideos Material

Landnutzungswandel

Wir Menschen verändern die Landoberfläche unserer Erde aktiv – und das, in einem viel größeren Maßstab und mit dramatischeren Folgen als jemals zuvor. Wozu führen die Veränderungen bei der Landnutzung? Und wie lassen sich diese global verfolgen und darstellen?
Satellitenaufnahmen ermöglichen uns die Veränderungen in der Landnutzung sehr genau zu dokumentieren. Sie machen das Erfassen der Landbedeckung möglich und liefern Informationen über die Landnutzung auf globaler Ebene. Sie ermöglichen uns Prozesse des Landnutzungswandels und die damit verbundenen Entwicklungen zu verstehen und zu begleiten.

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Landnutzungswandel
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11 12 13 AR-Apps Fach Informatik Klasse Material

Daten-
kompression

Auf der ISS befinden sich zahlreiche Bildsensoren, also Kameras, die die Erde auf verschiedene Arten aufnehmen. Diese Bilddaten müssen aber auch zur Erde gesendet, dort empfangen und gespeichert werden. Um Speicherplatz zu sparen, können die Bilddaten auf verschiedene Weisen komprimiert werden.

In diesem Arbeitsblatt, App und Programmieraufgabe geht es beispielhaft um die Kompressionsverfahren Farbreduktion, Redundanz-/Ähnlichkeitssuche, und Farbunterabtastung, die auf DESIS-Hyperspektralbilder angewendet werden. Somit werden verlustfreie und verlustbehaftete Bildkompression diskutiert und verglichen. Ein Beispiel wird als rekursiver Algorithmus in einer Python-Programmieraufgabe implementiert und mit seiner iterativen Alternative verglichen.

Die App kostenlos bei Google Play (Part “Datenkompression”)

Ziele: Die Schüler*innen…

  • beschreiben die Übertragung eines Satellitenbildes zur Erde,
  • erklären verschiedene Kompressionsverfahren,
  • beurteilen die Eignung der verschiedenen Kompressionsverfahren vor dem Hintergrund des Anwendungsbereichs und nehmen Stellung,
  • implementieren den Median-Cut als rekursive Möglichkeit zur Farbreduktion in Python,
  • und vergleichen ihn mit einem iterativen Verfahren.
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10 5 6 7 8 9 Fach Geographie Klasse Lernvideos Material Physik

Elektromagnetisches Spektrum
– Vertiefung

Alle Informationen, die von erdbeobachtenden Satelliten gesammelt werden sind aus den Wellen des elektromagnetischen Spektrums abgeleitet. Grund genug, sich diese elektromagnetischen Wellen und ihre Eigenschaften einmal genauer anzuschauen.

Das elektromagnetische Spektrum -Vertiefung

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Lernvideos Material

Von der Mikrowelle zum Radarbild
– Farblose Fernerkundung aus dem
Weltraum

Mikrowellen sind nicht nur praktische viereckige Geräte auf dem Küchenschrank, die das Mittagessen von gestern aufwärmen, sondern sie sind auch wertvolle Informationslieferanten für die Erdbeobachtung. Gemeint sind aber natürlich nur die namensgebenden elektromagnetischen Wellen. Radarsatelliten senden langwellige Mikrowellenimpulse vom Weltall aus auf die Erde und empfangen die von Objekten reflektierten Mikrowellen. Aber wie wird dieses Echo am Ende eigentlich zu einem Bild? Und überhaupt: Ein Blick auf das elektromagnetische Spektrum zeigt uns: Wichtige Eigenschaften wie Farben, Temperaturen oder Pflanzenaktivitäten sind im Mikrowellenbereich gar nicht messbar. Also was messen Radarsensoren überhaupt?

Von der Mikrowelle zum Radarbild
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5 Fach Geographie Klasse Lernmodul Material

Vom Satellitenbild zur Karte

Als Grundlage der räumlichen Orientierung spielen Karten eine wesentliche Rolle im täglichen Leben und im Geographieunterricht. Während sie meist als gebrauchsfertiges Arbeitsmittel vorgegeben sind, steht in dieser Unterrichtseinheit die Entstehung einer Karte im Mittelpunkt: Aus einem Satellitenbild entwickeln die Schülerinnen und Schüler eine thematische Karte. Dabei werden Flächen am Rechner mithilfe von Reglern entsprechend ihrer Farbeigenschaft klassifiziert.

Klassen: 5

Bearbeitungszeit: 1-2 Stunden

Niveau: leicht 

Themen: Klassifikation, Landnutzungbedeckung, Thematische Karte

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß

Ziele:

  • Die Draufsicht von Objekten soll gedeutet werden können.
  • Satellitenbilder lesen und interpretieren.
  • Räumliche Orientierung mit Hilfe von Satellitenbildern und Karten.
  • Erstellung eines Klassifikationsschlüssels.
  • Ableitung von thematischen Karten aus Satellitenbildern.
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7 8 Geographie Lernvideos Physik

Das elektromagnetische Spektrum
– Einführung

Satelliten können Merkmale unserer Umwelt aufzeichnen, die uns Menschen verborgen bleiben. Doch was genau sehen sie denn, was wir nicht sehen?

Einführung in das elektromagnetische Spektrum
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10 7 8 9 Biologie Fach Geographie Klasse Lernmodul

Der Wald als Klimaretter!?

Im Zusammenhang mit den Prozessen des Klimawandels spielen natürliche CO2-Speicher als Glieder im Kohlenstoffkreislauf eine wichtige Rolle. Diese Einheit rückt den Wald als Kohlenstoffsenke in den Mittelpunkt und stellt die Frage nach der Relation in welcher die Bindung von CO2 durch Deutschlands Waldflächen zum Ausstoß des Treibhausgases innerhalb der Bundesrepublik steht. Mit Hilfe von Satellitenbildern verschaffen sich die Schülerinnen und Schüler einen Überblick über die Verteilung und das Ausmaß der Waldflächen in Deutschland. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundinformationen verknüpft, um die zentrale Fragestellung beantworten zu können.

Klassen: 7,8

Bearbeitungszeit: 2 Stunden 

Niveau: leicht

Themen: Infrarot, Jahreszeiten, Klimawandel, Kohlenstoffkreislauf, Wald

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß

Ziele:

  • Die Funktion des Waldes als CO2-Speicher soll beschrieben werden können.
  • Infrarot-Satellitenbilder sollen interpretiert werden und die Waldflächen in Deutschland darin identifiziert werden können.
  • Der Einfluss der Jahreszeiten auf die Abgrenzung von Wäldern im Satellitenbild soll beschrieben werden.
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7 8 Fach Geographie Klasse Lernvideos Material Physik

Bilder aus dem All

Satellitenbilder zeigen unseren Planeten aus neuen Blickwinkeln und in den ungewöhnlichsten Farben. Doch sie sehen nicht nur schön aus! Mit ihrer Hilfe werden vor allem Informationen gesammelt deren Analyse zum Verständnis des Systems Erde und des Wandels in dem es sich befindet einen unschätzbaren Beitrag leisten.
Doch wie geschieht das? Wie sehen diese stillen Beobachter, die Satelliten, aus? Welche Daten liefern sie und wie helfen sie uns dabei die hochdynamischen Prozesse auf unserem Planeten zu verstehen und zu erkennen welche Rolle der Mensch dabei spielt?

Bilder aus dem All

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