Wie bei der Vorstellung der Karte von Sewernaja Semlja erwähnt habe ich in dieser Karte zum ersten mal ein ‘shape from shading’-Verfahren zur Verbesserung von Reliefdaten mit Hilfe von Satellitenbildern angewandt. Hier ein paar zusätzliche Informationen hierzu.

Der Begriff shape from shading bescheibt Verfahren, bei denen die Geometrie eines Objektes mit Hilfe von einem oder mehreren schattierten Bildern des Objektes abgeleitet wird. Unsere menschliche Wahrnehmung basiert zu einem erhebliche Teil auf ‘shape from shading’ da Stereo-Sehen mit Hilfe beider Augen nur in einem sehr begrenzten Entfernungsbereich funktioniert und wir bei weiter entfernten Objekten auf verschiedene andere Hinweise, insbesondere die Schattierung, zurückgreifen müssen, um die Form betrachteter Objekte zu erfassen. Durch jahrelanges Training ist unser Gehirn sehr gut darin. Dennoch ist es ziemlich einfach, unsere Wahrnehmung in dieser Hinsicht zu zu verwirren, was auch die Basis einer Vielzahl optischer Illusionen bildet.

Für den Computer ist ‘shape from shading’ recht schwierig und im Fall von Satellitenbildern kommen noch einige zusätzlich erschwerende Dinge hinzu:

• Man hat oft nur ein einzelnes Bild als Datengrundlage zur Verfügung.
• Wenn man mehrere Bilder hat sind diese in der Beleuchtung durch den sonnensynchronen Orbit der Satelliten meist sehr ähnlich.
• Falls mehrere Bilder mit unterschiedlicher Beleuchtung existieren erschweren andere Unterschiede zwischen den Bildern wie saisonale Veränderungen oft die Interpretation der Schattierung.

Wie man sehen kann ist die Ausgangslage also recht schlecht und aus diesem Grund ist ‘shape from shading’ für die vollständige Ableitung der Reliefgeometrie ohne weitere Daten meist nicht praktikabel. Man kann jedoch versuchen, einen existierenden und in der Qualität möglicherweise unzureichenden Datensatz mit Hilfe der Schattierungsinformation aus Satellitenbildern zu verbessern. Lesen Sie, was man dabei praktisch berücksichtigen muss und wie das Ergebnis aussieht. Unten eine schnelle Voransicht – die Darstellung mit den Originaldaten links und das verbesserte Relief rechts:

Zu erwähnen ist noch, dass ich natürlich nicht der Erste bin, der so etwas probiert – siehe zum Beispiel hier und hier.