Atlanta BYK spectro2profiler User manual

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Glossary – Explanation of Terminology
spectro2profiler
Glossar – Erklärung der Terminologie

BYK-Gardner GmbH spectro2profiler
2 283 025 846 - 2008
© Copyright 2020 BYK-Gardner GmbH
All rights reserved

spectro2profiler BYK-Gardner GmbH
Table of Contents
English .................................................................................................................................................. 4
Deutsch................................................................................................................................................. 12
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spectro2profiler BYK-Gardner GmbH
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Table of Contents
1 Introduction .............................................................................................................. 5
1.1 Welcome to BYK-Instruments!.................................................................................... 5
1.2 About ........................................................................................................................... 5
2 Measurement Results............................................................................................... 6
2.1 Leather-like Structures ................................................................................................ 6
2.2 Fine Structures ............................................................................................................. 7
2.3 Coarse Paint ................................................................................................................. 8
3 Settings for 3D / 2D Parameters in “smart-chart” ................................................. 9
3.1 Settings for 3D Topography Data (Watershed Analysis)........................................... 9
3.2 Settings for 2D Reflectivity Data ................................................................................ 11

BYK-Gardner GmbH spectro2profiler
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1 Introduction
1.1 Welcome to BYK-Instruments!
Congratulations on the purchase of this top-quality product which you can
100% rely on for your laboratory analysis and QC tasks. BYK-Gardner is com-
mitted to supply innovative and high quality testing solutions with global ser-
vice. BYK-Instruments are known as complete system solutions customized to
your requirements to optimize color, appearance and physical properties of
your products.
We strongly believe in total customer satisfaction including local services on a
global basis. Our BYK-Instruments’ offices and authorized agents can support
you with the following value-added services:
• Technically competent sales engineers - your resource to select the right
testing solution.
• Application engineers - your contact whenever you need technical expert-
ise or operation help.
• Repair & Certification services - your guarantee for a long instrument life-
time.
BYK-Gardner is part of the Altana Group and a direct subsidiary of BYK, the
worldwide leader of additives for coatings and plastics. Together we offer com-
plete and unique solutions for you, our customer.
We thank you for your trust. Let us know what we can do to best meet your
specific needs.
Your BYK-Gardner Team
www.byk-instruments.com
1.2 About
This document describes the meaning of the measurement parameters for the
different analysis modes. In addition, it is explained how to best edit the set-
tings for watershed and reflectivity calculation. The settings can be optimized
in Standard Management of “smart-chart” based on your specific structure /
texture.
Document Type Document Number
Safety Instructions 283 025 448
Short Instructions 283 025 449
Operating Instructions 283 025 450 E
All documents can be downloaded from our website:
https://www.byk-instruments.com/p/7300

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2 Measurement Results
Dependent on the selected analysis mode the parameters described in the fol-
lowing chapter are calculated by the spectro2profiler.
In order to optimize the measurement results for your specific structure the
2D / 3D settings can be edited in Standard Management of the “smart-chart”
software.
The firmware uses default settings, if not changed in Standard Management
and sent to the instrument with a specific standard.
2.1 Leather-like Structures
Cn - Number of Cells
The number of cells included into the data analysis. Incomplete border cells are
excluded from the data analysis.
Cs - Mean Cell Size (mm²)
The areas of the included cells are measured and the mean value is calculated.
Ca - Mean Cell Amplitude (P-µm)
The minimum height and the maximum height in each cell are detected. From
these two heights the amplitude of one cell is calculated. The averaged amp-
litudes of all cells yield the mean cell amplitude. The unit is perceived height
based on the measurement technology.
R - Mean Reflectivity (a.u.)
The mean value of the reflectivity data. This is an absolute measurement. The
value is calibrated with a matt white tile. This camera standard is provided as
accessory. The unit is non-standard and thus an arbitrary unit (a.u.).
Rc - Reflectivity Contrast
The topography data is separated into valleys and hills. The threshold height is
parameterized (see below). The algorithm calculates the two mean reflectivity
values for the area of valleys and of hills. The contrast is calculated with the
contrast formula contrast = (hill – valley) / (hill + valley).
Rh - Reflectivity on Hills (a.u.)
This is the mean reflectivity value for the area of hills.
Rv - Reflectivity in Valleys (a.u.)
This is the mean reflectivity value for the area of valleys.

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Hs - Mean Hill Size (mm²)
The cross sections of the hills within the corresponding cells are detected. These
areas are averaged and the mean value is returned. The threshold height for
the cross section is parameterized (see below).
F% - Fill Factor
The ratio of mean hill size and mean cell size yield the fill factor.
CsMin - Cell Size Minimum (mm²)
The smallest cell size of all cells included into the data analysis.
CsMax - Cell Size Maximum (mm²)
The largest cell size of all cells included into the data analysis.
CsDev - Cell Size Deviation
The standard deviation (mm²) of the cell sizes divided through the Mean cell
size (mm²). The standard deviation is calculated based on the of the distribu-
tion of all individual cell sizes. Division by mean value ensures the comparabil-
ity of different structure types.
2.2 Fine Structures
R - Mean Reflectivity (a.u.)
The mean value of the reflectivity data. This is an absolute measurement. The
value is calibrated with the matt white tile. This camera standard is provided as
accessory. The unit is non-standard and thus an arbitrary unit (a.u.).
µRc - Micro Reflectivity Contrast
The topography data is separated into low and high reflectivity areas. The al-
gorithm calculates the two mean reflectivity values for the corresponding
areas. The contrast is calculated with the contrast formula contrast = (high –
low) / (high + low).
µPd - Micro Mean Peak Distance (µm)
The algorithm finds local maxima. The next neighbour distances for these max-
ima are calculated and an average value is returned.
µA - Micro Mean Local Amplitude (P-µm)
The algorithm finds local maxima and local minima. A local amplitude is calcu-
lated between a local maximum and its nearest minimum. All local amplitudes
are averaged, and the result is returned. The unit is perceived height based on
the measurement technology.

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2.3 Coarse Paint
Cn - Number of Cells
The number of cells included into the data analysis. Incomplete border cells are
excluded from the data analysis.
Cs - Mean Cell Size (mm²)
The areas of the included cells are measured and the mean value is calculated.
Ca - Mean Cell Amplitude (P-µm)
The minimum height and the maximum height in each cell are detected. From
these two heights the amplitude of one cell is calculated. The averaged amp-
litudes of all cells yield the mean cell amplitude. The unit is perceived height
based on the measurement technology.
CsMin - Cell Size Minimum (mm²)
The smallest cell size of all cells included into the data analysis.
CsMax - Cell Size Maximum (mm²)
The largest cell size of all cells included into the data analysis.
CsDev - Cell Size Deviation
The standard deviation (mm²) of the cell sizes divided through the Mean cell
size (mm²). The standard deviation is calculated based on the of the distribu-
tion of all individual cell sizes. Division by mean value ensures the comparabil-
ity of different structure types.

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3 Settings for 3D / 2D Parameters in
“smart-chart”
In order to optimize the 3D / 2D measurement results for a specific structure
the following parameters can be adjusted in the Standard Management
module of “smart-chart”.
3.1 Settings for 3D Topography Data (Watershed
Analysis)
Segmentation parameter
… smoothes the surface topography to avoid over / under segmentation. The
true data for the 3D analysis is not affected. The parameter range is from 1.0 to
100.0. The default setting is 10, which is also used in the instrument
firmware.
If the filter offset = 1, a strong smoothing of the input data will take place. If
the filter offset = 100, little smoothing will be done.
Examples:
The left image in the figure shows the 3D data as a grey scaled image. The im-
ages next to it show different segmentation results for different segmentation
parameters. The green lines indicate the watershed segmentation results. The
images below show the smoothed topography as red line and the segmenta-
tion borders as green lines, illustrated in abstracted form.
Segmentation = 5
Under Segmentation
Segmentation = 10
Good Segmentation
Segmentation = 25
Over Segmentation

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Plateau parameter
… controls the truncation of the crests of the hills. This data manipulation af-
fects the watershed segmentation on the hills. The data for the 3D analysis is
not affected. The parameter range is from 0.0 to 1.0. The default setting is 1,
which is also used in the instrument firmware.
If plateau parameter = 1, no truncation will be done. If plateau parameter = 0,
the crests of the hills will be flattened down to their mean height. The images
underneath show the truncated topography as red line and the segmentation
borders as green lines, illustrated in abstracted form.
Examples:
The following images show the truncated topography as red line and the seg-
mentation borders as green lines, illustrated in abstracted form.
Plateau = 1.0
Over Segmentation
Plateau = 0.3
Good Segmentation
Hill size threshold
… defines the height of the hill intersection for the hill size calculation. The
range is from -1.0 to +1.0. The default setting is 0, which is also used in
the instrument firmware.
Hill size threshold = 0 means that the mean height of the topography is used as
threshold. A value of -1.0 means that the lowest point is used as threshold. This
selects all data as hills. A value of +1.0 generates the opposite output. The rel-
ative threshold parameter ensures the comparability between different
samples.
Examples:
Hill sections are indicated as red areas. The green lines are the watershed seg-
mentation result. The abstracted illustrations above show the intersection
marked as red line and the segmentation borders as green lines.

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Hill Size
Threshold = -0.5
Hill Size
Threshold = 0
Hill Size
Threshold = +0.5
3.2 Settings for 2D Reflectivity Data
Reflectivity contrast threshold
… defines the height at which hills and valleys are separated for the reflectivity
contrast calculation. The range is from -1.0 to +1.0. The default setting is 0,
which is also used in the instrument firmware.
Reflectivity contrast threshold = 0 means that the mean height of the topo-
graphy data is used as threshold. A value of -1.0 means that the lowest point is
used as threshold. This selects all data as hills. A value of +1.0 generates the op-
posite output. The relative threshold parameter ensures the comparability
between different samples.
Examples:
The reflectivity data are shown as grey scale images.
Reflectivity Contrast Threshold -0.5 0 +0.5
Reflectivity Hills
Reflectivity Valleys

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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung.................................................................................................................. 13
1.1 Willkommen bei BYK-Instruments! ............................................................................ 13
1.2 Überblick ...................................................................................................................... 13
2 Messergebnisse ........................................................................................................ 14
2.1 Lederähnliche Strukturen ........................................................................................... 14
2.2 Feine Strukturen .......................................................................................................... 15
2.3 Grobstrukturierter Lack............................................................................................... 16
3 Einstellungen für 3D / 2D Parameter in “smart-chart” ......................................... 17
3.1 Einstellungen für 3D-Topographiedaten (Wasserscheiden-Analyse) ....................... 17
3.2 Einstellungen für 2D-Reflexionsdaten........................................................................ 19

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1 Einleitung
1.1 Willkommen bei BYK-Instruments!
Wir gratulieren Ihnen zu diesem Spitzenprodukt, auf das Sie sich bei Ihren La-
boranalysen und QC-Aufgaben uneingeschränkt verlassen können. BYK-Gard-
ner garantiert Ihnen innovative und qualitativ hochwertige Prüfsysteme mit
weltweitem Service. BYK-Instrumente sind bekannt als Komplettlösungen, die
auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind, um Farbe, Glanz und physikalische
Eigenschaften Ihrer Produkte zu optimieren.
Wir vertreten den Grundsatz der totalen Kundenzufriedenheit, der lokale
Dienstleistungen auf globaler Basis miteinschließt. Unsere Niederlassungen und
autorisierten Vertretungen von BYK-Instruments unterstützen Sie mit den fol-
genden Serviceleistungen vor Ort:
• Technisch kompetente Vertriebsingenieure - Ihre Ressource zur Auswahl
des optimalen Prüfsystems.
• Applikationsingenieure - Ihre Ansprechpartner, wenn Sie technisches
Know-how oder Hilfe bei der Bedienung benötigen.
• Reparatur- und Zertifizierungsservice - Ihre Garantie für eine lange Geräte-
lebensdauer.
BYK-Gardner ist Teil der Altana-Gruppe und eine direkte Tochtergesellschaft
von BYK, dem weltweit führenden Anbieter von Additiven für Lacke und
Kunststoffe. Gemeinsam bieten wir komplette und einzigartige Lösungen für
Sie, unseren Kunden.
Wir danken Ihnen für Ihr Vertrauen. Lassen Sie uns wissen, was wir tun können,
um Ihre Anforderungen optimal zu erfüllen.
Ihr BYK-Gardner Team
www.byk-instruments.com
1.2 Überblick
Dieses Dokument beschreibt die Bedeutung der Messparameter für die ver-
schiedenen Analysemodi. Darüber hinaus wird erläutert, wie die Einstellungen
für die Wasserscheiden-Analyse und Reflexionsberechnung am besten bearbei-
tet werden können.
Dokumenttyp Literaturnummer
Safety Instructions 283 025 448
Short Instructions 283 025 449
Operating Instructions 283 025 450 E
Alle Dokumente finden Sie auch unserer Website zum Download:
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2 Messergebnisse
Abhängig vom gewählten Analysemodus werden die im folgenden Kapitel be-
schriebenen Parameter vom spectro2profiler berechnet.
Um die Messergebnisse für Ihre spezifische Struktur zu optimieren, können die
2D- / 3D-Einstellungen in der Standardverwaltung der Software "smart-
chart" optimiert werden.
Die Firmware verwendet Standardeinstellungen, wenn sie nicht in der Stan-
dardverwaltung geändert und mit einem spezifischen Standard an das Gerät
gesendet wird.
2.1 Lederähnliche Strukturen
Cn - Number of Cells = Zellenanzahl
Die Anzahl der in die Datenanalyse berücksichtigten Zellen. Unvollständige
Randzellen werden von der Datenanalyse ausgeschlossen.
Cs - Mean Cell Size (mm²) = Mittlere Zellgröße
Die Flächen der berücksichtigten Zellen werden gemessen und der Mittelwert
berechnet.
Ca - Mean Cell Amplitude (P-µm) = Mittlere Zellamplitude
Die minimale und die maximale Höhe jeder Zelle wird ermittelt. Aus diesen bei-
den Höhen wird die Amplitude einer Zelle berechnet. Die gemittelten Amplitu-
den aller Zellen ergeben die mittlere Zellamplitude. Die Einheit ist die wahrge-
nommene Höhe basierend auf der Messtechnik.
R - Mean Reflectivity (a.u.) = Mittlere Reflexion
Der Mittelwert der Reflexionsdaten. Dies ist eine absolute Messung. Der Wert
wird mit einer mattweißen Kachel kalibriert. Dieser Kamerastandard wird als
Zubehör mitgeliefert. Die Einheit ist nicht genormt und daher eine willkürli-
che Einheit = arbitrary unit (a.u.).
Rc - Reflectivity Contrast = Reflexionskontrast
Die Topographiedaten werden in Täler und Hügel unterteilt. Die Schwellenhö-
he wird festgelegt (siehe unten). Der Algorithmus berechnet die beiden mittle-
ren Reflektivitätswerte für die Fläche der Täler und der Hügel. Der Kontrast
wird mit der Kontrastformel, Kontrast = (Hügel - Tal) / (Hügel + Tal) berechnet.
Rh - Reflectivity on Hills (a.u.) = Reflexion der Hügel
Dies ist der mittlere Reflexionswert für die Hügelflächen.
Rv - Reflectivity in Valleys (a.u.) = Reflexion der Täler
Dies ist der mittlere Reflexionswert für die Täler.

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Hs - Mean Hill Size (mm²) = Mittlere Hügelgröße
Die Querschnitte der Hügel innerhalb der zugehörigen Zellen werden erfasst.
Diese Flächen werden gemittelt und der Mittelwert berechnet. Die Schwellen-
höhe für den Querschnitt wird parametrisiert (siehe unten).
F% - Fill Factor = Füllfaktor
Das Verhältnis von mittlerer Hügelgröße und mittlerer Zellgröße liefert den
Füllfaktor.
CsMin - Cell Size Minimum (mm²) = Minimale Zellgröße
Die kleinste Zellgröße aller in die Datenanalyse berücksichtigten Zellen.
CsMax - Cell Size Maximum (mm²) = Maximale Zellgröße
Die größte Zellgröße aller in die Datenanalyse berücksichtigten Zellen.
CsDev - Cell Size Deviation = Zellgrößen-Abweichung
Die Standardabweichung (mm²) der Zellgrößen dividiert durch die Mittlere Zell-
größe (mm²). Die Standardabweichung wird auf der Grundlage der Verteilung
aller individuellen Zellgrößen berechnet. Die Division durch den Mittelwert ge-
währleistet die Vergleichbarkeit der verschiedenen.
2.2 Feine Strukturen
R - Mean Reflectivity (a.u.)= Mittlere Reflexion
Der Mittelwert der Reflexionsdaten. Dies ist eine absolute Messung. Der Wert
wird mit der mattweißen Kachel kalibriert. Dieser Kamerastandard wird als Zu-
behör mitgeliefert. Die Einheit ist kein Standard und somit eine beliebige Ein-
heit (a.u.).
µRc - Micro Reflectivity Contrast = Mikro-Reflexionskontrast
Die Topographiedaten werden in Flächen mit niedriger und hoher Reflexion
unterteilt. Der Algorithmus berechnet die beiden mittleren Reflexionswerte für
die entsprechenden Flächen. Der Kontrast wird mit der Kontrastformel Kon-
trast = (hoch - niedrig) / (hoch + niedrig) berechnet.
µPd - Micro Mean Peak Distance (µm) = Mittlerer Mikro-Spitzenabstand
Der Algorithmus findet lokale Maxima. Die Entfernungen der nächstliegenden
Nachbarn für diese Maxima werden berechnet, und daraus wird ein Mittelwert
berechnet.
µA - Micro Mean Local Amplitude (P-µm) = Mittlere lokale Mikroampli-
tude
Der Algorithmus findet lokale Maxima und lokale Minima. Eine lokale Amplitu-
de wird zwischen einem lokalen Maximum und seinem nächsten Minimum be-
rechnet. Alle lokalen Amplituden werden gemittelt. Die Einheit ist die wahrge-
nommene Höhe basierend auf der Messtechnik.

spectro2profiler BYK-Gardner GmbH
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2.3 Grobstrukturierter Lack
Cn - Number of Cells = Zellenanzahl
Die Anzahl der in die Datenanalyse berücksichtigten Zellen. Unvollständige
Randzellen werden von der Datenanalyse ausgeschlossen.
Cs - Mean Cell Size (mm²) = Mittlere Zellgröße
Die Flächen der berücksichtigten Zellen werden gemessen und der Mittelwert
berechnet.
Ca - Mean Cell Amplitude (P-µm) = Mittlere Zellamplitude
Die minimale und die maximale Höhe jeder Zelle wird ermittelt. Aus diesen bei-
den Höhen wird die Amplitude einer Zelle berechnet. Die gemittelten Amplitu-
den aller Zellen ergeben die mittlere Zellamplitude. Die Einheit ist die wahrge-
nommene Höhe basierend auf der Messtechnik.
CsMin - Cell Size Minimum (mm²) = Minimale Zellgröße
Die kleinste Zellgröße aller in die Datenanalyse berücksichtigten Zellen.
CsMax - Cell Size Maximum (mm²) = Maximale Zellgröße
Die größte Zellgröße aller in die Datenanalyse berücksichtigten Zellen.
CsDev - Cell Size Deviation = Zellgrößen-Abweichung
Die Standardabweichung (mm²) der Zellgrößen dividiert durch die Mittlere Zell-
größe (mm²). Die Standardabweichung wird auf der Grundlage der Verteilung
aller individuellen Zellgrößen berechnet. Die Division durch den Mittelwert ge-
währleistet die Vergleichbarkeit der verschiedenen Strukturarten.

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3 Einstellungen für 3D / 2D Parameter in
“smart-chart”
Um die 3D / 2D-Messergebnisse für eine bestimmte Struktur zu optimieren,
können die folgenden Parameter im Modul Standardmanagement von
"smart-chart" eingestellt werden.
3.1 Einstellungen für 3D-Topographiedaten
(Wasserscheiden-Analyse)
Segmentierungsparameter
... glättet die Oberflächentopographie, um eine Über-/Untersegmentierung zu
vermeiden. Die wahren Daten für die 3D-Analyse werden nicht beeinträchtigt.
Der Parameterbereich reicht von 1,0 bis 100,0. Die Standardeinstellung ist
10, die auch in der Gerätefirmware verwendet wird.
Ist der Filteroffset = 1, findet eine starke Glättung der Eingangsdaten statt. Ist
der Filter-Offset = 100, wird nur eine geringe Glättung vorgenommen.
Beispiele:
Das linke Bild in der Abbildung zeigt die 3D-Daten als Graustufenbild. Die Bil-
der daneben zeigen unterschiedliche Segmentierungsergebnisse für verschiede-
ne Segmentierungsparameter. Die grünen Linien zeigen die Ergebnisse der
Wasserscheide-Segmentierung. Die Bilder unten zeigen die geglättete Topo-
graphie als rote Linie und die Segmentierungsgrenzen als grüne Linien, darge-
stellt in abstrahierter Form.
Segmentierung = 5
Untersegmentierung
Segmentierung = 10
Gute Segmentierung
Segmentierung = 25
Übersegmentierung

spectro2profiler BYK-Gardner GmbH
18 283 025 846 - 2008
Plateau parameter
... kontrolliert die Beschneidung der Hügelkämme. Diese Datenmanipulation
wirkt sich auf die Messergebnisse der Wasserscheiden-Analyse aus. Die Rohda-
ten für die 3D-Analyse werden nicht verändert. Der Parameterbereich reicht
von 0,0 bis 1,0. Die Standardeinstellung ist 1, die auch in der Gerätefirm-
ware verwendet wird.
Ist der Plateau-Parameter = 1, wird keine Beschneidung vorgenommen. Ist der
Plateau-Parameter = 0, werden die Kuppen der Hügel auf ihre mittlere Höhe
abgeflacht. Die Bilder unten zeigen die beschnittene Topographie als rote Linie
und die Segmentierungsgrenzen als grüne Linien, dargestellt in abstrahierter
Form.
Beispiele:
Die folgenden Bilder zeigen die beschnittene Topographie als rote Linie und
die Segmentierungsgrenzen als grüne Linien, dargestellt in abstrahierter Form.
Plateau = 1.0
Übersegmentierung
Plateau = 0.3
Gute Segmentierung
Schwelle Hügelgröße
... definiert die Höhe des Hügelkreuzungspunktes für die Berechnung der Hü-
gelgröße. Der Bereich reicht von -1,0 bis +1,0. Die Standardeinstellung ist
Null, die auch in der Gerätefirmware verwendet wird.
Schwelle Hügelgröße = 0 bedeutet, dass die mittlere Höhe der Topographie als
Schwellenwert verwendet wird. Ein Wert von -1,0 bedeutet, dass der niedrigste
Punkt als Schwellenwert verwendet wird. Dadurch werden alle Daten als Hügel
ausgewählt. Ein Wert von +1,0 erzeugt die umgekehrte Auswirkung. Der Para-
meter relativer Schwellenwert gewährleistet die Vergleichbarkeit zwischen ver-
schiedenen Proben.
Beispiele:
Hügelabschnitte werden als rote Flächen dargestellt. Die grünen Linien sind das
Ergebnis der Wasserscheiden-Segmentierung. Die abstrahierten Abbildungen
oben zeigen den als rote Linie markierten Schnittpunkt und die Segmentie-
rungsgrenzen als grüne Linien.

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283 025 846 - 2008 19
Schwelle
Hügelgröße = -0.5
Schwelle
Hügelgröße = 0
Schwelle
Hügelgröße = +0.5
3.2 Einstellungen für 2D-Reflexionsdaten
Schwelle Reflexionskontrast
... definiert die Höhe, bei der Hügel und Täler für die Reflexionskontrastbe-
rechnung voneinander getrennt werden. Der Bereich reicht von -1,0 bis +1,0.
Die Standardeinstellung ist Null, die auch in der Gerätefirmware ver-
wendet wird.
Schwelle Reflexionskontrast = 0 bedeutet, dass die mittlere Höhe der Topo-
graphiedaten als Schwellenwert verwendet wird. Ein Wert von -1,0 bedeutet,
dass der niedrigste Punkt als Schwellenwert verwendet wird. Dadurch werden
alle Daten als Hügel ausgewählt. Ein Wert von +1,0 erzeugt die umgekehrte
Auswirkung. Der Parameter relativer Schwellenwert gewährleistet die Ver-
gleichbarkeit zwischen verschiedenen Stichproben.
Beispiele:
Die Reflexionsdaten werden als Graustufenbilder dargestellt.
Schwelle Reflexionskontrast -0.5 0 +0.5
Reflexionshügel
Reflexionstäler

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