Ein 15-Gigapixel-Bild vom Mars

Projekt: Ein 15-Gigapixel-Bild vom Mars

Forschende: Dipl.-Ing. Jonas Bostelmann

Projektidee: Photogrammetrische Auswertung der HRSC-Aufnahmen zur globalen Kartierung der Mars-Oberfläche

Eine hochgenaue Kartierung der Marsoberfläche ist unter anderem für die Planung bemannter Landemissionen von großer Bedeutung. Bilder, die mit Hilfe der Photogrammetrie ausgewertet werden, spielen dabei die wichtigste Rolle, weshalb die meisten Satelliten im Mars-Orbit mit einer Kamera ausgestattet sind; so auch die europäische Raumsonde Mars Express: Die High Resolution Stereo Camera (HRSC) wurde zur photogrammetrischen Erfassung der Oberfläche des Mars‘ entwickelt. Aus den Aufnahmen der fünf panchromatischen Sensorzeilen lassen sich 3D-Informationen ableiten; die vier multispektralen Sensorzeilen liefern dazu Farbinformationen. Seit nun schon 13 Jahren fliegt die Zeilenkamera um unseren Nachbarplaneten. Ihre streifenförmigen Aufnahmen decken mittlerweile fast die gesamte Oberfläche ab. Diese nahezu lückenlose Abdeckung, sowie die Überlappung der Streifen ermöglicht es nun großflächige Mosaike zu erstellen.

In dem Projekt am Institut für Photogrammetrie und Geoinformation wird sich in diesem Zusammenhang mit der Bündelausgleichung großer photogrammetrischer Blöcke beschäftigt. Diese Optimierung nach der Methode der kleinsten Quadrate nutzt eine große Anzahl automatisch bestimmter Verknüpfungspunkte, wodurch die HRSC-Aufnahmen in Bezug auf drei Kriterien optimiert werden können:

1) Die Trajektorie, auf der sich die Kamera während der Aufnahme bewegt hat, wird rekonstruiert. Dadurch erhöht sich die geometrische Präzision der HRSC-Daten.

2) Eine Anpassung an ein globales Referenz-Geländemodell übernimmt die Funktion sonst üblicher Passpunkte. So wird die genaue Bestimmung globaler Koordinaten und die Kombination der HRSC-Aufnahmen mit anderen Daten möglich.

3) Die relative Lage der Bildstreifen innerhalb der Blöcke wird optimiert, um konsistente Daten für die Mosaike zu schaffen.

Die optimierten Daten können anschließend genutzt werden um riesige, kartographisch genaue Bilder, sogenannte Orthophoto-Mosaike zu erstellen.