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Lexikon der Geowissenschaften: CCD-Kamera

CCD-Kamera, Charge Coupled Device, optisches Aufnahmesystem mit optoelektronischer Bildaufzeichnung durch CCD-Sensoren. Hinsichtlich der Aufnahmegeometrie sind CCD-Kameras mit Zeilen- und Array-Sensoren zu unterscheiden. Kameras mit einem CCD-Array in der Bildebene sind das elektronische Pendant einer photogrammetrischen Meßkamera mit photographischer Bildaufzeichnung. Die derzeitige maximale Größe der CCD-Sensoren begrenzt das nutzbare Bildformat auf das einer Mittelformatkamera (maximal etwa 50 mm x 50 mm). Das erzeugte Bild besitzt eine einheitliche innere und äußere Orientierung. Kameras mit einem CCD-Array gestatten die Aufnahme stationärer und instationärer Objekte von ortsfesten und bewegten Plattformen aus. Durch die Verwendung einer CCD-Zeile in der Bildebene einer Kamera kann in Richtung der Zeile ein größeres Bildformat (etwa 120 mm) erreicht werden. CCD-Zeilen-Kameras werden als optoelektronische Scanner bezeichnet. Die Erfassung eines flächenhaften Objektes 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 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. Für die Aufnahme stationärer Objekte von einer ortsfesten Plattform sind CCD-Kameras sowohl mit Flächen- als auch Zeilen-Sensoren geeignet. Durch die systematische sequentielle Verschiebung des CCD-Arrays oder der CCD-Zeile über die Bildebene einer 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 ( Abb. 1 u. 2 ). [KR]


CCD-Kamera 1: Prinzip der photogrammetrischen Aufnahme mit einer Drei-Zeilen-Kamera. CCD-Kamera 1:

CCD-Kamera 2: Drei-Zeilen-Kamera; a) drei Zeilen in einer Bildebene; b) drei Zeilen in drei Bildebenen. CCD-Kamera 2:
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