autor: Charlie Loyd, MapBox
Landsat 8 mierzy różne zakresy częstotliwości wzdłuż widma elektromagnetycznego – kolor, choć niekoniecznie kolor widoczny dla ludzkiego oka. Każdy zakres nazywa się pasmem, a Landsat 8 ma 11 pasm. Landsat numeruje swoje czerwone, zielone i niebieskie czujniki jako 4, 3 i 2, więc kiedy je połączymy, otrzymamy prawdziwy kolorowy obraz, taki jak ten:
Landsat 8 widok na obszar Los Angeles, 13 maja 2013. Obraz jest obrócony, więc północ jest w górę. Wszystkie zdjęcia dzięki uprzejmości US Geological Survey.
Zobacz pełną listę zespołów Landsat 8:
| numer pasma | µm | rozdzielczość |
|---|---|---|
| 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 |
z jego 11 pasm, tylko te w bardzo najkrótszych długościach fal (pasma 1-4 i 8) wyczuwają światło widzialne – wszystkie pozostałe znajdują się w częściach widma, których nie widzimy. Widok w prawdziwym kolorze z Landsat jest mniejszy niż połowa tego, co widzi. Aby zrozumieć wartość wszystkich zespołów, spójrzmy na nie po kolei:
zespoły
Zespół 1 wyczuwa głęboki blues i fiołki. Niebieskie światło jest trudne do zebrania z kosmosu, ponieważ jest łatwo rozpraszane przez małe kawałki pyłu i wody w powietrzu, a nawet przez same cząsteczki powietrza. Jest to jeden z powodów, dla których bardzo odległe rzeczy (jak góry na horyzoncie) wydają się niebieskawe, i dlaczego niebo jest niebieskie. Tak jak widzimy wiele mglistego błękitu, gdy patrzymy w kosmos w słoneczny dzień, Landsat 8 widzi niebo pod nim, gdy patrzy na nas w dół przez to samo powietrze. Ta część widma jest trudna do zebrania z wystarczającą czułością, aby była użyteczna, a pasmo 1 jest jedynym tego rodzaju instrumentem produkującym otwarte dane w tej rozdzielczości – jedną z wielu rzeczy, które sprawiają, że ten satelita jest wyjątkowy. Jest również nazywany pasmem przybrzeżnym / aerozolowym, po dwóch głównych zastosowaniach: obrazowanie płytkiej wody i śledzenie drobnych cząstek, takich jak kurz i dym. Sam w sobie jego wyjście wygląda jak Pasmo 2 (normalny niebieski), ale jeśli je zestawimy i podświetlimy obszary głębszym niebieskim, widzimy różnice:
Band 1 minus Band 2. Ocean i żywe rośliny odzwierciedlają bardziej głębokie odcienie niebiesko-fioletowe. Większość roślin produkuje wosk powierzchniowy (na przykład mroźną powłokę na świeżych śliwkach) w miarę wzrostu, aby odbijać szkodliwe światło ultrafioletowe.
pasma 2, 3 i 4 są widoczne na niebiesko, zielono i czerwono. Ale wracając do nich, przyjrzyjmy się sekcji referencyjnej Los Angeles, z szeregiem różnych zastosowań ziemi, aby porównać ją z innymi pasmami:
część zachodniego obszaru LA, od gruntów rolnych w pobliżu Oxnard na Zachodzie do Hollywood i centrum na wschodzie. Podobnie jak większość obszarów miejskich, Kolory Miasta Średnio się do jasnoszarego w tej skali.
pasmo 5 mierzy bliską podczerwień lub NIR. Ta część widma jest szczególnie ważna dla ekologii, ponieważ zdrowe rośliny ją odbijają-woda w ich liściach rozprasza fale z powrotem do nieba. Porównując go z innymi pasmami, otrzymujemy indeksy takie jak NDVI, które pozwalają nam dokładniej mierzyć zdrowie roślin, niż gdybyśmy patrzyli tylko na widoczną zieleń.
jaskrawymi cechami są parki i inna silnie nawadniana roślinność. Punktem w dolnej części tego widoku na zachód jest Malibu, więc jest pewne, że mały jasny punkt na wzgórzach w pobliżu To pole golfowe. Na zachodnim krańcu znajduje się ciemna blizna po wielkim pożarze, która była tylko nieznacznym przebarwieniem na obrazie w prawdziwym kolorze.
Pasma 6 i 7 pokrywają różne kawałki krótkofalowej podczerwieni lub wir. Są one szczególnie przydatne do odróżnienia mokrej ziemi od suchej, a także do geologii: skały i gleby, które wyglądają podobnie w innych pasmach, często mają silne kontrasty w wirze. Stwórzmy obraz o fałszywym kolorze, używając SWIR jako czerwonego, NIR jako zielonego i deep blue jako niebieskiego (technicznie obraz 7-5-1):
blizna ognia jest teraz niemożliwa do przeoczenia-odbija się silnie w paśmie 7 i prawie wcale w innych, czyniąc ją czerwoną. Wcześniej subtelne szczegóły roślinności również stają się jasne. Wydaje się, że rośliny w kanionach na północ od Malibu są bardziej bujne niż te na grzbietach, co jest typowe dla klimatów, w których woda jest głównym ograniczeniem wzrostu. Widzimy również wzory roślinności w LA-niektóre dzielnice mają więcej liści (parki, drzewa chodnikowe, trawniki) niż inne.
Band 8 to panchromatyczny – lub po prostu Pan-band. Działa podobnie jak film czarno-biały: zamiast zbierać widoczne kolory osobno, łączy je w jeden kanał. Ponieważ ten czujnik widzi więcej światła na raz, jest najostrzejszy ze wszystkich pasm, o rozdzielczości 15 metrów (50 stóp). Przybliżmy Malibu w skali 1: 1 w paśmie pan:
i w prawdziwym kolorze, rozciągnięty na pokrycie tego samego obszaru:
wersja kolorystyczna wygląda na nieostrą, ponieważ czujniki nie widzą szczegółów tego rozmiaru. Ale jeśli połączymy informacje o kolorze, które dostarczają z szczegółami z paska pan-proces zwany wyostrzaniem pan-otrzymamy coś, co jest zarówno kolorowe, jak i ostre:
Pansharpened Malibu, 15 m (50 ft) na piksel. Zauważ fakturę fali w wodzie.
Band 9 pokazuje najmniej, ale jest to jedna z najciekawszych cech Landsat 8. Obejmuje bardzo cienki kawałek długości fal: tylko 1370 ± 10 nanometrów. Niewiele instrumentów kosmicznych gromadzi tę część widma, ponieważ atmosfera pochłania prawie całość. Landsat 8 zmienia to w przewagę. Właśnie dlatego, że ziemia jest ledwo widoczna w tym paśmie, wszystko, co w nim wyraźnie się pojawia, musi odbijać się bardzo jasno i/lub znajdować się nad większością atmosfery. Oto zespół 9 na tę scenę:
Band 9 jest tylko dla chmur! Tutaj zbiera puszyste chmury cumulus, ale jest zaprojektowany specjalnie dla chmur cirrus-wysokich, wiotkich „skrzyp”. Cirrus są prawdziwym bólem głowy dla obrazowania satelitarnego, ponieważ ich miękkie krawędzie sprawiają, że trudno je dostrzec, a obraz wykonany przez nie może zawierać pomiarów, które są wyłączone o kilka procent bez oczywistego wyjaśnienia. Band 9 ułatwia ich rozliczanie.
pasma 10 i 11 są w podczerwieni termicznej, lub TIR – widzą ciepło. Zamiast mierzyć temperaturę powietrza, jak robią to Stacje pogodowe, informują one o samej ziemi, która często jest znacznie gorętsza.
badania kilka lat temu wykazały, że temperatura powierzchni pustyni przekracza 70 °C (159 °F) – wystarczająco gorąca, aby usmażyć jajko. Na szczęście LA jest stosunkowo umiarkowane w tej scenie:
zauważ, że bardzo ciemne (zimne) plamy pasują do chmur w paśmie 9. Po nich najchłodniejsza jest roślinność nawadniana, a następnie otwarta woda i roślinność naturalna. Blizna oparzeniowa w pobliżu Malibu, pokryta węglem drzewnym i suchymi, martwymi liśćmi, ma bardzo wysoką temperaturę powierzchni. W mieście parki są na ogół najfajniejsze, a dzielnice przemysłowe są najcieplejsze. W tej scenie nie ma wyraźnej miejskiej wyspy ciepła-efekt, że te pasma TIR będą szczególnie przydatne do nauki.
zespoły można łączyć na wiele różnych sposobów, aby ujawnić różne cechy krajobrazu. Stwórzmy kolejny obraz o fałszywym kolorze, używając tego pasma TIR dla czerwieni, pasma SWIR dla zieleni i naturalnego Zielonego pasma dla niebieskiego(obraz 10-7-3):
obszary miejskie i niektóre rodzaje gleby są różowe. Na obrazie w prawdziwym kolorze dzika roślinność jest prawie jednolicie oliwkowa, ale tutaj widzimy różnicę między brzoskwiniową zaroślą, mahoniowym lasem i tak dalej. Chłodne bryzy lądowe pojawiają się jako lekki fioletowy gradient wzdłuż wybrzeża miasta. Kolorowe paski po obu stronach obrazu to obszary, w których nie wszystkie czujniki mają zasięg.
tekst dzięki uprzejmości Charlie Loyd, MapBox. Original post putting Landsat 8 ’ S Bands to Work, published on June 14, 2013.