Charlie Loyd, MapBox
Landsat 8 mittaa sähkömagneettisen spektrin eri taajuusalueita – väriä, joskaan ei välttämättä ihmissilmälle näkyvää väriä. Jokainen alue on nimeltään bändi, ja Landsat 8 on 11 bändejä. Landsat numeroi punaisen, vihreän ja sinisen sensorinsa 4: ksi, 3: ksi ja 2: ksi, joten kun yhdistämme ne, saamme tosivärisen kuvan, kuten tämän.:
Landsat 8 view of the Los Angeles area, 13.toukokuuta 2013. Kuva on käännetty niin, että pohjoinen on ylhäällä. Kaikki kuvatiedot Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen luvalla.
Katso koko lista Landsat 8: n yhtyeistä:
| kaistan numero | µm | resoluutio |
|---|---|---|
| 1 | 0.433–0.453 | 30 lä |
| 2 | 0.450–0.515 | 30 lä |
| 3 | 0.525–0.600 | 30 lä |
| 4 | 0.630–0.680 | 30 lä |
| 5 | 0.845–0.885 | 30 m |
| 6 | 1.560–1.660 | 30 lä |
| 7 | 2.100–2.300 | 30 lä |
| 8 | 0.500–0.680 | 15 lä |
| 9 | 1.360–1.390 | 30 lä |
| 10 | 10.6-11.2 | 100 lä |
| 11 | 11.5-12.5 | 100 m |
sen 11 kaistasta vain ne, jotka ovat kaikkein lyhimmillä aallonpituuksilla (kaistat 1-4 ja 8), aistivat näkyvän valon – kaikki muut ovat spektrin osissa, joita emme näe. Landsatin aidon värinen näkymä on alle puolet siitä, mitä se näkee. Ymmärtääksemme kaikkien yhtyeiden arvon, tarkastelkaamme niitä kukin vuorollaan:
yhtyeet
Band 1 aistii syvää bluesia ja orvokkia. Sinistä valoa on vaikea kerätä avaruudesta, koska ilmassa olevat pienet pöly-ja vesimassat ja jopa ilmamolekyylit hajottavat sitä helposti. Tämä on yksi syy siihen, miksi hyvin kaukaiset asiat (kuten horisontissa olevat vuoret) näyttävät sinisiltä, ja miksi taivas on sininen. Aivan kuten näemme paljon utuista sinistä, kun katsomme avaruuteen aurinkoisena päivänä, Landsat 8 näkee taivaan sen alapuolella, kun se katsoo meitä alas saman ilman läpi. Tätä osaa spektristä on vaikea kerätä tarpeeksi herkästi ollakseen hyödyllinen, ja Band 1 on ainoa laatuaan väline, joka tuottaa avointa dataa tällä resoluutiolla – yksi monista asioista, jotka tekevät tästä satelliitista erityisen. Sitä kutsutaan myös rannikko / aerosoli bändi, kun sen kaksi pääkäyttöä: kuvaamme matalaa vettä ja jäljitämme pienhiukkasia, kuten pölyä ja savua. Itsessään, sen tuotos näyttää paljon kuin Band 2 (normaali sininen) n, mutta jos vertaamme niitä ja korostaa alueita enemmän syvä sininen, voimme nähdä eroja:
Band 1 minus Band 2. Meri ja elävät kasvit heijastavat syvempiä sinivioletteja sävyjä. Useimmat kasvit tuottavat kasvaessaan pintavahaa (esimerkiksi tuoreiden luumujen pakkaspinnoitetta) heijastaakseen haitallista ultraviolettivaloa pois.
kaistat 2, 3 ja 4 näkyvät sinisenä, vihreänä ja punaisena. Mutta samalla kun käymme niitä läpi, Otetaanpa vertailukohta Los Angelesista, jossa on erilaisia maankäyttöjä, verrataksemme muihin bändeihin.:
osa läntistä LA: n aluetta, lännessä Oxnardin lähellä sijaitsevasta maatalousmaasta Hollywoodiin ja idässä keskustaan. Kuten useimmilla kaupunkialueilla, kaupungin värit ovat tässä mittakaavassa keskimäärin vaaleanharmaat.
kaista 5 mittaa Lähi-infrapunaa eli NIR: ää. Tämä spektrin osa on erityisen tärkeä ekologian kannalta, koska terveet kasvit heijastavat sitä – niiden lehdissä oleva vesi siroaa aallonpituudet takaisin taivaalle. Vertailemalla sitä muihin kaistoihin saamme NDVI: n kaltaisia indeksejä, joiden avulla voimme mitata kasvien terveyttä tarkemmin kuin jos tarkastelisimme vain näkyvää vihreyttä.
valoisia piirteitä ovat puistot ja muu voimakkaasti keinokasteltu kasvillisuus. Kohta tämän näkymän pohjalla lännessä on Malibu, joten on varmaa, että pieni valopilkku kukkuloilla sen lähellä on golfkenttä. Länsireunalla on suuren nuotion tumma arpi, joka oli vain hieman värjäytynyt tosivärikuvaan.
kaistat 6 ja 7 kattavat lyhytaaltoisen infrapunan eli SWIRIN eri viipaleet. Ne ovat erityisen hyödyllisiä kostean maan erottamisessa kuivasta maasta ja geologiassa: kallioilla ja maaperillä, jotka näyttävät samanlaisilta muilla kaistoilla, on usein voimakkaita kontrasteja suossa. Tehdään valevärikuva käyttämällä SWIRIÄ punaisena, NIR vihreänä ja deep blue sinisenä (teknisesti 7-5-1 kuva):
paloarpi on nyt mahdoton missata – heijastuu voimakkaasti bändissä 7 ja tuskin lainkaan muihin, tehden siitä punaisen. Aiemmin myös kasvillisuuden hienovaraiset yksityiskohdat selviävät. Näyttää siltä, että Malibun pohjoispuolisten kanjonien kasvit ovat rehevämpiä kuin harjujen kasvit, mikä on tyypillistä ilmastolle, jossa vesi on suurin kasvun rajoittaja. Näemme myös kasvillisuuden kuvioita LA: ssa-joissakin naapurustoissa on enemmän lehvästöä (puistoja, jalkakäytäviä puita, nurmikoita) kuin toisissa.
Band 8 on panchromatic – tai vain pan – band. Se toimii aivan kuten mustavalkofilmi: sen sijaan, että se keräisi visibiilivärit erikseen, se yhdistää ne yhdeksi kanavaksi. Koska tämä anturi voi nähdä enemmän valoa kerralla, se on terävin kaikista kaistoista, jonka resoluutio on 15 metriä (50 jalkaa). Let ’ s zoomata Malibu 1: 1 mittakaavassa pan band:
ja aidossa värissä, venytetty kattamaan saman alueen:
väriversio näyttää epätarkalta, koska sensorit eivät näe tämän kokoisia yksityiskohtia. Mutta jos yhdistämme väritietoja, jotka ne tarjoavat yksityiskohtien kanssa pan band-prosessia kutsutaan pan teroitus – saamme jotain, joka on sekä värikäs ja raikas:
Pansharpened Malibu, 15 metriä (50 jalkaa) pikseliä kohti. Huomaa aaltorakenne vedessä.
yhtye 9 näyttää vähiten, mutta se on kuitenkin Landsat 8: n kiinnostavimpia piirteitä. Se kattaa hyvin ohuen siivun aallonpituuksia: vain 1370 ± 10 nanometriä. Harva avaruudessa toimiva laite kerää tämän osan spektristä, koska ilmakehä imee siitä lähes kaiken. Landsat 8 kääntää tämän eduksi. Juuri siksi, että maa on tuskin näkyvissä tässä kaistassa, minkä tahansa siinä selvästi näkyvän täytyy heijastaa hyvin kirkkaasti ja / tai olla suurimman osan ilmakehän yläpuolella. Tässä bändi 9 tähän kohtaukseen:
Band 9 is just for clouds! Täällä se poimii pörröisiä cumulus-pilviä, mutta se on suunniteltu erityisesti cirrus – pilville-korkeille, wispy ”horsetailsille”. Cirrus on todellinen päänvaiva satelliittikuville, koska niiden pehmeät reunat tekevät niistä vaikeasti havaittavia, ja niiden läpi otetussa kuvassa voi olla mittauksia, jotka ovat muutaman prosentin pielessä ilman selvää selitystä. Band 9 tekee niistä helposti tilitettäviä.
bändit 10 ja 11 ovat lämpöinfrapunalla eli TIR – ne näkevät lämpöä. Sen sijaan, että ne mittaisivat ilman lämpötilaa, kuten sääasemat tekevät, ne raportoivat itse maasta, joka on usein paljon kuumempi.
muutama vuosi sitten tehdyssä tutkimuksessa havaittiin joidenkin aavikoiden pintalämpötilojen olevan yli 70 °C (159 °F) – riittävän kuumia paistamaan kananmunan. Onneksi Los Angeles on suhteellisen lauhkea tässä kohtauksessa.:
huomaa, että hyvin tummat (kylmät) pilkut vastaavat kaistan 9 pilviä. Niiden jälkeen kasteltu kasvillisuus on viileintä, jota seuraa avovesi ja luonnollinen kasvillisuus. Malibun lähellä olevan paloarpen, joka on hiilellä ja kuivilla, kuolleilla lehvillä peitossa, pintalämpötila on erittäin korkea. Kaupungin sisällä puistot ovat yleensä siisteimpiä ja teollisuusalueet lämpimimpiä. Tässä kohtauksessa ei ole selvää urbaania lämpösaareketta-vaikutus, että nämä TIR-bändit ovat erityisen hyödyllisiä opiskeluun.
yhtyeitä voidaan yhdistää monin eri tavoin, jotta maiseman eri piirteet paljastuisivat. Tehdään toinen väärä väri kuva käyttämällä tätä TIR bändi punainen, SWIR bändi vihreä, ja luonnollinen vihreä bändi sininen (10-7-3 kuva):
kaupunkialueet ja jotkin maalajit ovat vaaleanpunaisia. Tosivärisessä kuvassa luonnonvarainen kasvillisuus on lähes tasaisen oliivinväristä, mutta tässä näemme eron persikanvärisen pensasmaan, mahonkinvärisen metsän ja niin edelleen välillä. Viilentävät tuulenpuuskat näkyvät lievänä purppuravärinä kaupungin rannikolla. Kuvan molemmin puolin olevat värilliset liuskat ovat alueita, joissa kaikilla sensoreilla ei ole peittoa.
teksti Charlie Loyd, MapBox. Alkuperäinen artikkeli nimeltä Putting Landsat 8 ’ s Bands to Work, julkaistu 14. kesäkuuta 2013.