Was heißt „hyperspektral“?

Hier siehst du die Sonne – aufgenommen vom amerikanischen Satelliten SDO. Jedes Bild zeigt sie in einer anderen Wellenlänge, also in einem anderen Bereich des Lichtspektrums. Das nennt man multispektral. Wenn ein Satellit noch viel mehr Farben unterscheiden kann, nennt man das hyperspektral.
Hier siehst du die Sonne – aufgenommen vom amerikanischen Satelliten SDO. Jedes Bild zeigt sie in einer anderen Wellenlänge, also in einem anderen Bereich des Lichtspektrums. Das nennt man multispektral. Wenn ein Satellit noch viel mehr Farben unterscheiden kann, nennt man das hyperspektral.
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Im sichtbaren Licht lassen sich alle Farben aus drei Grundfarben erzeugen, nämlich aus Rot, Grün und Blau – abgekürzt RGB. So besteht zum Beispiel auch das Bild auf einem Fernseher aus vielen kleinen Punkten, die diese RGB-Farben wiedergeben. Je nachdem, welche dieser drei Farben stärker oder schwächer aufleuchtet, sehen wir dann auf dem Bildschirm auch die anderen Farben. So ergeben Rot und Blau zusammen Lila und Rot und Grün werden zu gelber Farbe. Bevor wir weiterreden, kannst du das selbst mit dieser interaktiven Animation ausprobieren: Einfach die verschiedenen Taschenlampen anknipsen und mal versuchen, gelbes oder anderes Licht zu erzeugen. Welche Farbe wir dann sehen, zeigen die „Comic-Blasen“ über dem Kopf an.

So ähnlich nehmen auch viele Satelliten die Farben der Erdoberfläche wahr, indem sie in drei Farbkanälen – eben Rot, Grün und Blau – Bilder aufnehmen. Jede Farbe entspricht dabei einer Wellenlänge. Mal sind die Abstände zwischen den Wellen lang – etwa beim roten Licht. Mal sind sie kurz – etwa beim blauen Licht. Und weil ein Satellit dabei mehrere Farben in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen aus dem gesamten „Spektrum“ der Strahlung wahrnimmt, nennt man das Verfahren „multispektral“ („multi“ bedeutet ja so etwas wie „mehrere“, was man zum Beispiel vom Multivitaminsaft kennt, der mehrere Vitamine enthält).

Ein hyperspektrales Aufnahmeverfahren nutzt im Unterschied dazu nicht nur die drei genannten Farbkanäle, sondern viele mehr. Rot, Grün und Blau – jede dieser Farben ist da noch einmal in zahlreiche einzelne Farbtöne unterteilt. Insgesamt sind das über 200 einzelne Farben. Also: Während andere Satelliten beispielsweise einfach „Blau“ erkennen, unterscheidet EnMAP viele verschiedene Blautöne. Nimmt ein herkömmlicher Satellit den ganzen blauen Wellenlängenbereich wahr, so ist das bei EnMAP in viele kleine Wellenlängenbereiche unterteilt. Außerdem kann EnMAP auch noch für unser menschliches Auge unsichtbare Strahlung „sehen“, also zum Beispiel das infrarote Licht. Das können multispektrale Satelliten auch – wobei EnMAP hier ebenfalls feine Unterschiede erkennt. Das alles ist in diesem kurzen Video dargestellt.

Das Video zeigt dir, wie EnMAP im Unterschied zu anderen Satelliten die Farben „sieht“.

Zum Schluss noch eine Anmerkung für besonders Neugierige: Oben haben wir erklärt, wie sich alle Farben aus drei Grundfarben, nämlich Rot, Grün und Blau, zusammensetzen. In der interaktiven Animation konntest du zum Beispiel gelb aus den Farben Rot und Grün „herstellen“. Aber wenn du das mit den Farben aus deinem Malkasten versuchst und da Rot und Grün vermischst, passiert etwas ganz anderes: Da kommt auf einmal ein Braunton zustande. Warum das mal so und mal so ist, ist etwas kompliziert. Es hat mit der Art der Farbmischung zu tun. Wenn du das genauer verstehen willst, recherchiere mal im Internet – zum Beispiel auf Wikipedia – unter den Begriffen „additive Farbmischung" beziehungsweise „subtraktive Farbmischung".