Direkt zum Inhalt

Lexikon der Kartographie und Geomatik: Digitalkamera

Digitalkamera, E digital camera, optisches Aufnahmesystem (Kamera), bei der die Bildaufzeichnung optoelektronisch durch ein Sensorsystem mit CCD-Elementen (CCD-Sensoren) erfolgt und somit den Film als Aufnahmemedium ersetzt. Je nach Auflösungsansprüchen werden Flächen- oder Zeilensensoren eingesetzt, wobei die hochauflösenden Zeilensensoren wie ein Scanner die Bildebene abtasten und gleichbleibende Beleuchtung und unbewegte Motive voraussetzen. Bei den Flächensensoren unterscheidet man One-Shot- (direkt befilterte CCD-Arrays) und Three-Shot-Systeme, bei denen der Strahlengang über einen Strahlenteiler in drei Strahlenteile aufgespalten wird, die jeweils über ein vorgeschaltetes Filter (R,G,B) entweder gleichzeitig auf drei CCD-Arrays oder nacheinander auf ein CCD-Array abgebildet werden. Für die Abbildung bewegter Motive sind nur die One-Shot-Kameras und Three-Shot-Kameras (mit gleichzeitiger Belichtung) geeignet. Die Auflösung der CCD-Sensoren dieser Kameras ist in jüngster Zeit stark gesteigert worden. Die Pixelangaben für die Auflösung bei One-Shot-Kameras reichen von 320 × 240 bis 2048 × 1536 Pixel und mehr, die für ein Bild-Wiedergabeformat bis DIN A4 ausreichen. Hierbei ist zu beachten, dass die Auflösung streng nur für Schwarzweißaufnahmen gilt. Für Farbaufnahmen sind die einzelnen Bildpixel mit einem Muster aus roten, grünen und blauen Farbfiltern beschichtet. Jedes CCD-Element korrespondiert mit einem Bildpixel, erzeugt aber nur einen der drei Farbwerte, die anderen zwei Farbwerte müssen aus den daneben liegenden Pixeln interpoliert werden. In der Regel sind doppelt so viele grüne wie rote und blaue Pixel vorhanden, da Grün die Helligkeitszeichnung am stärksten bestimmt. Die Speicherung der Bilder erfolgt teilweise mit Datenkompression (JPEG) auf auswechselbaren Speicherbausteinen, wie PCM-CIA-Cards, Flash-Memory-Cards, Compact-Flash oder Smart-Media-Cards. Aus dem Bildspeicher werden die Bilddaten dann in einen Rechner übertragen und anschließend bearbeitet und ausgedruckt. Die übrige Kameratechnik wie Autofocus, Zoomobjektiv, Blitz und automatische Belichtungssteuerung entspricht der herkömmlichen Kleinbildkameratechnik. Eingebaute LCD-Bildschirme erlauben eine Vorschau auf die digitalen Bilder direkt bei der Aufnahme.
In der Photogrammetrie sind Digitalkameras mit einem CCD-Array in der Bildebene das elektronische Pendant einer Messkamera mit photographischer Aufzeichnung.
Die derzeitige maximale Größe der CCD-Sensoren begrenzt das nutzbare Bildformat auf das einer Mittelformatkamera (maximal etwa 50 mm × 50 mm). Das erzeugte Bild besitzt eine einheitliche innere Orientierung und äußere Orientierung. Kameras mit einem CCD-Array gestatten die Aufnahme stationärer und instationärer Objekte von ortsfesten oder bewegten Plattformen aus.
Durch die Verwendung von CCD-Zeilen in der Bildebene einer Kamera kann in Richtung der Zeile ein größeres Bildformat (etwa 160 mm) erreicht werden. Digitale photogrammetrische Kameras mit einer CCD-Zeile werden auch als optoelektronische Scanner bezeichnet. Die Erfassung eines flächenhaften Objekts setzt die Aufnahme von einer bewegten Plattform voraus. Durch die Vorwärtsbewegung der Plattform rechtwinklig zur Richtung der Zeile wird nach dem Push-Broom-Prinzip ein kontinuierlicher Bildstreifen des aufgenommenen Geländes gewonnen. Alle Zeilen dieses Streifens besitzen die gleiche innere Orientierung, jede Zeile aber eine andere äußere Orientierung. Die gewonnenen Bilder sind nur zweidimensional auswertbar.
Eine Drei-Zeilen-Kamera enthält drei CCD-Zeilen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Plattform. Alle drei CCD-Zeilen (z. T. auch benachbarte Zeilenpaare) können in der Bildebene einer Kamera, aber auch je eine Zeile in den Bildebenen von drei starr miteinander verbundenen Kameras bei konvergenten Aufnahmeachsen angeordnet sein. Damit werden drei Bildstreifen im Rück- und Vorblick sowie in Nadirrichtung gewonnen. Die unterschiedliche äußere Orientierung der Zeilen, die den gleichen Objektbereich erfassen, ermöglicht eine dreidimensionale photogrammetrische Bildauswertung. Das Prinzip der Drei-Zeilen-Kamera eröffnet den Übergang von Luftbildmesskameras zu digitalen Luftbildkameras (Airborne Digital Sensors) für die Luftbildaufnahme.
Für die Aufnahme stationärer Objekte von einer ortsfesten Plattform sind digitale Kameras sowohl mit Flächen- als auch Zeilensensoren geeignet. Durch eine systematische sequentielle Verschiebung des CCD-Arrays oder der CCD-Zeile über die Bildebene der Kamera bei geöffnetem Verschluss können Bildformate realisiert werden, die denen photogrammetrischer Messkameras entsprechen.
Die Verwendung raster- oder zeilenförmig angeordneter Farbfilter vor den einzelnen Sensorelementen eines CCD-Arrays oder einer CCD-Zeile bildet die Grundlage für die Aufnahme digitaler Farbbilder oder Multispektralbilder. Die Aufnahme von Bildern in unterschiedlichen Kanälen (Bändern) des elektromagnetischen Spektrums erfordert damit Kameras mit jeweils einer CCD-Zeile für jeden Kanal.

JSR, KRR


Digitalkamera:Digitalkamera: Digitalkamera mit vergrößertem Filtermosaik auf dem CCD-Array.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Lexikons der Kartographie und Geomatik

Herausgeber und Redaktion (jew. mit Kürzel)

JBN

Prof. Dr. Jürgen Bollmann, Universität Trier, FB VI/Kartographie

WKH

Prof. Dr. Wolf Günther Koch, Technische Universität Dresden, Institut für Kartographie

ALI

Dipl.-Geogr. Annette Lipinski, Köln

Autorinnen und Autoren (jew. mit Kürzel)

CBE

Prof. Dr. Christoph Becker, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Fremdenverkehrsgeographie

WBE

Dipl.-Met. Wolfgang Benesch, Offenbach

ABH

Dr. Achim Bobrich, Universität Hannover, Institut für Kartographie und Geoinformatik

GBR

Dr.-Ing. Gerd Boedecker, Bayrische Akademie der Wissenschaften, Kommission für Erdmessung, München

JBN

Prof. Dr. Jürgen Bollmann, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Abt. Kartographie

WBO

Dr. Wolfgang Bosch, Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, München

CBR

Dr. Christoph Brandenberger, ETH Zürich, Institut für Kartographie, (CH)

TBR

Dipl.-Geogr. Till Bräuninger, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Abt. Kartographie

KBR

Prof. Dr. Kurt Brunner, Universität der Bundeswehr, Institut für Photogrammetrie und Kartographie, Neubiberg

MBR

Prof. Dr. Manfred F. Buchroithner, TU Dresden, Institut für Kartographie

EBN

Dr.-Ing. Dr. sc. techn. Ernst Buschmann, Potsdam

WBH

Prof. Dr. Wolfgang Busch, TU Clausthal-Zellerfeld

GBK

Dr. Gerd Buziek, München

ECS

Prof. Dr. Elmar Csaplovics, TU Dresden, Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung

WDK

Prof. Dr. Wolfgang Denk, FH Karlsruhe, Hochschule für Technik, FB Geoinformationswesen

FDN

Doz. Dr. Frank Dickmann, TU Dresden, Institut für Kartographie

RDH

Prof. Dr. Reinhard Dietrich, TU Dresden, Institut für Planetare Geodäsie

DDH

Dr. Doris Dransch, Berlin

HDS

Prof. Dr. Hermann Drewes, Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, München

DER

Dr. Dieter Egger, TU München, Institut für Astronomische und Physikalisch Geodäsie

RET

Dr. jur. Dipl.-Ing. Rita Eggert, Karlsruhe

HFY

Dipl.-Geogr. Holger Faby, Europäisches Tourismus Institut GmbH an der Universität Trier

GGR

Univ. Ass. Dr. MA Georg Gartner, TU Wien, Institut für Kartographie und Reproduktionstechnik, (A)

CGR

Prof. Dr. Cornelia Gläßer, Martin-Luther-Universität, Halle/S.-Wittenberg, Institut für Geographie

KGR

Dr. Konrad Großer, Institut für Länderkunde, Leipzig

RHA

Dr. Ralph Hansen, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Physische Geographie

HHT

Dipl.-Met. Horst Hecht, Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Hamburg

BHK

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Heck, Universität Karlsruhe, Geodätisches Institut

FHN

Dr. Frank Heidmann, Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart

RHN

Prof. Dr. Reinhard Hoffmann, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Didaktik der Geographie

KIK

Prof. Dr. Karl-Heinz Ilk, Universität Bonn, Institut für Theoretische Geodäsie

WKR

Dipl.-Geol. Wolfgang Kaseebeer, Universität Karlsruhe, Lehrstuhl für Angewandte Geologie

KKN

Prof. Dr. Ing. Karl-Hans Klein, Bergische Universität Wuppertal, FB 11, Vermessungskunde/ Ingenieurvermessung

AKL

Dipl.-Geogr. Alexander Klippel, Universität Hamburg, FB Informatik

CKL

Dr. Christof Kneisel, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Physische Geographie

WKH

Prof. Dr. Wolf Günther Koch, Technische Universität Dresden, Institut für Kartographie

IKR

Prof. Dr. Ingrid Kretschmer, Universität Wien, Institut für Geographie und Regionalforschung, (A)

JKI

Dr. Jan Krupski, Universität Wroclaw (Breslau), Institut für Geographie, (PL)

CLT

Dipl.-Geogr. Christian Lambrecht, Institut für Länderkunde, Leipzig

ALI

Dipl.-Geogr. Annette Lipinski, Köln

KLL

Dr. Karl-Heinz Löbel, TU Bergakademie Freiberg

OMF

Dr. Otti Margraf, Beucha

SMR

Prof. Dr. Siegfried Meier, TU Dresden, Institut für Planetare Geodäsie

SMI

Dipl.-Geogr. Stefan Neier-Zielinski, Basel (CH)

GML

Dr. Gotthard Meinel, Institut für Ökologische Raumentwicklung, Dresden

RMS

Roland Meis, Puls

BMR

Prof. Dr. Bernd Meißner, Technische Fachhochschule Berlin, FB 7

MMY

Doz. Dr. Dipl.-Ing. Miroslav Miksovsky, TU Prag, Fakultät Bauwesen, (CZ)

AMR

Dr. Andreas Müller, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Abt.Kartographie

JMR

Dr.-Ing. Jürgen Müller, TU München, Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie

MND

Dr. Maik Netzband, Universität Leipzig, Institut für Geographie

JNN

Prof. Dr. Joachim Neumann, Wachtberg

ANL

Dr. Axel Nothnagel, Universität Bonn, Geodätisches Institut

FOG

Prof. Dr. Ferjan Ormeling, Universität Utrecht, Institut für Geographie, (NL)

NPL

Dr. Nikolas Prechtel, TU Dresden, Institut für Kartographie

WER

Dr. Wolf-Dieter Rase, Bundesamt für Städtebau und Raumplanung, Abt. I, Bonn

KRR

Prof. Dr. em. Karl Regensburger, TU Dresden, Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung

WRT

Prof. Dr. Wolfgang Reinhardt, Universität der Bundeswehr, Institut für Geoinformation und Landentwicklung, Neubiberg

HRR

Heinz W. Reuter, DFS Deutsche Flugsicherung GmbH, Offenbach

SRI

Dipl.-Geogr. Simon Rolli, Basel (CH)

CRE

Dipl.-Ing. Christine Rülke, TU Dresden, Institut für Kartographie

DSB

PD Dr. Daniel Schaub, Aarau (CH)

MST

Dr. Mirko Scheinert, TU Dresden, Institut für Planetare Geodäsie

WSR

Dr.-Ing. Wolfgang Schlüter, Wetzell

RST

Dr. Reinhard-Günter Schmidt, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Physische Geographie

JSR

PD Dr. Ing. Johannes Schoppmeyer, Universität Bonn, Institut für Kartographie und Geoinformation

HSN

Prof. Dr. Heidrun Schumann, Universität Rostock, Institut für Computergraphik, FB Informatik

BST

PD Dr. Brigitta Schütt, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Physische Geographie

HSH

Prof. Dr.-Ing. Harald Schuh, TU Wien, Institut für Geodäsie und Geophysik, (A)

GSR

Prof. Dr. Günter Seeber, Universität Hannover, Institut für Erdmessung

KSA

Prof. Dr. Kira B. Shingareva, Moskauer Staatliche Universität für Geodäsie und Kartographie, (RU)

JSS

Dr. Jörn Sievers, Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt

MSL

Prof. Dr. Michael H. Soffel, TU Dresden, Lohrmann-Observatorium

ESS

Prof. Dr. em. h.c. Ernst Spiess, Forch (CH)

WSS

Doz. i.R. Dr. Werner Stams, Radebeul

MSR

Dipl.-Geogr. Monika Stauber, Berlin

KST

Prof. Dr. em. Klaus-Günter Steinert, TU Dresden, Lohrmann-Observatorium

PTZ

Dr. Peter Tainz, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Abt. Kartographie

ETL

Dr. Elisabeth Tressel, Universität Trier, FB VI/Physische Geographie

AUE

Dr. Anne-Dore Uthe, Institut für Stadtentwicklung und Wohnen des Landes Brandenburg, Frankfurt/Oder

GVS

Dr.-Ing. Georg Vickus, Hildesheim

WWR

Dipl.-Geogr. Wilfried Weber, Universität Trier, FB Geographie/Geowissenschaften – Abt. Kartographie

IWT

Prof. Dr. Ingeborg Wilfert, TU Dresden, Institut für Kartographie

HWL

Dr. Hagen Will, Gießen

DWF

Dipl.-Ing. Detlef Wolff, Leverkusen

Partnerinhalte