af Charlie Loyd, kortkasse
Landsat 8 måler forskellige frekvensområder langs det elektromagnetiske spektrum – en farve, men ikke nødvendigvis en farve, der er synlig for det menneskelige øje. Hvert område kaldes et band, og Landsat 8 har 11 bands. Landsat nummererer sine røde, grønne og blå sensorer som 4, 3 og 2, så når vi kombinerer dem, får vi et ægte farvebillede som dette:
Landsat 8 udsigt over Los Angeles-området, 13.maj 2013. Billedet roteres, så Nord er op. Alle billeddata venligst udlånt af US Geological Survey.
se den fulde liste over Landsat 8s bands:
| Bandnummer | Kart | opløsning |
|---|---|---|
| 1 | 0.433–0.453 | 30 m |
| 2 | 0.450–0.515 | 30 m |
| 3 | 0.525–0.600 | 30 m |
| 4 | 0.630–0.680 | 30 m |
| 5 | 0.845–0.885 | 30 m |
| 6 | 1.560–1.660 | 30 m |
| 7 | 2.100–2.300 | 30 m |
| 8 | 0.500–0.680 | 15 m |
| 9 | 1.360–1.390 | 30 m |
| 10 | 10.6-11.2 | 100 m |
| 11 | 11.5-12.5 | 100 m |
af sine 11 bånd er det kun dem i de meget korteste bølgelængder (bånd 1-4 og 8), der mærker synligt lys – alle de andre er i dele af spektret, som vi ikke kan se. Den ægte farvebillede fra Landsat er mindre end halvdelen af det, den ser. For at forstå værdien af alle båndene, lad os se på dem hver for sig:
båndene
Band 1 sanser dyb blues og violer. Blåt lys er svært at samle fra rummet, fordi det let spredes af små støv og vand i luften og endda af luftmolekyler selv. Dette er en af grundene til, at meget fjerne ting (som bjerge i horisonten) ser blålig ud, og hvorfor himlen er blå. Ligesom vi ser en masse diset blå, når vi ser op på rummet på en solskinsdag, ser Landsat 8 himlen under den, når den ser ned på os gennem den samme luft. Den del af spektret er svært at indsamle med tilstrækkelig følsomhed til at være nyttig, og Band 1 er det eneste instrument af sin art, der producerer åbne data i denne opløsning – en af mange ting, der gør denne satellit speciel. Det kaldes også coastal / aerosol band, efter dets to vigtigste anvendelser: billeddannelse af lavt vand og sporing af fine partikler som støv og røg. I sig selv ser dens output meget ud som Band 2 (normal blue), men hvis vi kontrasterer dem og fremhæver områder med mere dybblå, kan vi se forskelle:
Band 1 minus Band 2. Havet og levende planter afspejler mere dybe blåviolette nuancer. De fleste planter producerer overfladevoks (for eksempel den frostige belægning på friske blommer), når de vokser, for at reflektere skadeligt ultraviolet lys væk.
bånd 2, 3 og 4 er synlige blå, grøn og rød. Men mens vi besøger dem igen, lad os tage et referenceafsnit i Los Angeles, med en række forskellige arealanvendelser, at sammenligne med andre bands:
en del af det vestlige LA-område, fra landbrugsjord nær Oksnard i vest til Holly og centrum i øst. Som de fleste byområder, byens farver gennemsnit ud til lysegrå i denne skala.
bånd 5 måler nær infrarød, eller NIR. Denne del af spektret er især vigtigt for økologi, fordi sunde planter afspejler det – vandet i deres blade spreder bølgelængderne tilbage i himlen. Ved at sammenligne det med andre bands får vi indekser som NDVI, som lader os måle plantesundheden mere præcist, end hvis vi kun kiggede på synlig grønhed.
de lyse træk er parker og anden stærkt irrigeret vegetation. Punktet nær bunden af denne udsigt mod vest er Malibu, så det er et sikkert væddemål, at det lille lyspunkt i bakkerne nær det er en golfbane. På den vestlige kant er det mørke ar af en stor ild, som kun var en lille misfarvning i det ægte farvebillede.
bånd 6 og 7 dækker forskellige skiver af kortbølge infrarød eller hvirvel. De er især nyttige til at fortælle våd jord fra tør jord og til geologi: klipper og jord, der ligner hinanden i andre bånd, har ofte stærke kontraster i hvirvler. Lad os lave et falsk farvebillede ved at bruge hvirvel som rød, NIR som grøn og dybblå som blå (teknisk set et 7-5-1 billede):
ildarret er nu umuligt at gå glip af – reflekterer stærkt i Band 7 og næppe overhovedet i de andre, hvilket gør det rødt. Tidligere subtile detaljer om vegetation bliver også tydelige. Det ser ud til, at planter i kløfterne nord for Malibu er mere frodige end dem på højderne, hvilket er typisk for klimaer, hvor vand er den største begrænsning for vækst. Vi ser også vegetationsmønstre inden for LA-nogle kvarterer har mere løv (parker, fortovstræer, græsplæner) end andre.
Band 8 er det panchromatiske – eller bare pan – band. Det fungerer ligesom sort / hvid film: i stedet for at samle synlige farver separat, kombinerer den dem i en kanal. Fordi denne sensor kan se mere lys på en gang, er den den skarpeste af alle båndene med en opløsning på 15 meter (50 fod). Lad os gå ind på Malibu i 1: 1 skala i pan band:
og i ægte farve, strakt til at dække det samme område:
farveversionen ser ud af fokus, fordi disse sensorer ikke kan se detaljer af denne størrelse. Men hvis vi kombinerer de farveoplysninger, de giver, med detaljerne fra pandebåndet – en proces kaldet panslibning-får vi noget, der er både farverigt og sprødt:
Panskarpet Malibu, 15 m (50 ft) pr. Bemærk bølgeteksturen i vandet.
Band 9 viser mindst, men det er en af de mest interessante funktioner i Landsat 8. Det dækker en meget tynd skive bølgelængder: kun 1370 til 10 nanometer. Få rumbaserede instrumenter samler denne del af spektret, fordi atmosfæren absorberer næsten det hele. Landsat 8 gør dette til en fordel. Netop fordi jorden næppe er synlig i dette bånd, skal alt, hvad der vises tydeligt i det, reflektere meget lyst og/eller være over det meste af atmosfæren. Her er Band 9 til denne scene:
Band 9 er bare for skyer! Her er det picking up fluffy cumulus skyer, men det er designet specielt til cirrus skyer – høje, piskede “horsetails”. Cirrus er en reel hovedpine for satellitbilleddannelse, fordi deres bløde kanter gør dem svære at få øje på, og et billede taget gennem dem kan indeholde målinger, der er slukket med et par procent uden nogen åbenbar forklaring. Band 9 gør dem nemme at redegøre for.
bånd 10 og 11 er i termisk infrarød, eller TIR – de ser varme. I stedet for at måle luftens temperatur, som vejrstationer gør, rapporterer de på selve jorden, hvilket ofte er meget varmere.
en undersøgelse for et par år siden fandt nogle ørkenoverfladetemperaturer højere end 70 liter C (159 liter F) – varmt nok til at stege et æg. Heldigvis, LA er relativt tempereret i denne scene:
Bemærk, at de meget mørke (kolde) pletter matcher skyerne i Band 9. Efter dem er vandet vegetation fedeste, efterfulgt af åbent vand og naturlig vegetation. Brændearret nær Malibu, der er dækket af trækul og tørt, dødt løv, har en meget høj overfladetemperatur. Inden for byen er parker generelt sejeste, og industrielle kvarterer er varmeste. Der er ingen klar byvarmeø i denne scene – en effekt, som disse TIR-bånd vil være særlig nyttige til at studere.
Bands kan kombineres på mange forskellige måder for at afsløre forskellige funktioner i landskabet. Lad os lave et andet falsk farvebillede ved at bruge dette tir-bånd til rødt, et VIRVELBÅND til grønt og det naturlige grønne bånd til blåt (et 10-7-3 billede):
byområder og nogle slags jord er lyserøde. I det ægte farvebillede er vild vegetation næsten ensartet olivenfarvet, men her ser vi en skelnen mellem ferskenfarvet kratland, mahogni-farvet skov og så videre. Køling på landbrise fremstår som en lille lilla gradient langs byens kyst. De farvede strimler på hver side af billedet er områder, hvor ikke alle sensorer har dækning.
tekst høflighed Charlie Loyd, Kortboks. Oprindeligt indlæg med titlen sætte Landsat 8 ‘ s Bands på arbejde, udgivet den 14. juni 2013.