Por Charlie Loyd, MapBox
Landsat 8 medidas diferentes gamas de frequências ao longo do espectro eletromagnético – uma cor, apesar de não ser necessariamente uma cor visível para o olho humano. Cada faixa é chamada de banda, e Landsat 8 tem 11 bandas. Landsat números, vermelho, verde e azul sensores de 4, 3 e 2, então quando nós combiná-los, nós obtemos uma cor verdadeira imagem, como um presente:
Landsat 8 da área de Los Angeles, 13 de Maio, 2013. A imagem é rodada para norte é para cima. Todos os dados de Imagem cortesia do Serviço Geológico dos EUA.
dê uma olhada na lista completa do Landsat 8 bandas:
| Banda Número | µm | Resolução |
|---|---|---|
| 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 |
das suas 11 bandas, apenas aquelas com comprimentos de onda muito mais curtos (bandas 1-4 e 8) sentem a luz visível – todas as outras estão em partes do espectro que não conseguimos ver. A visão de cor verdadeira do Landsat é menos da metade do que ele vê. Para entender o valor de todas as bandas, vamos olhar cada uma delas por sua vez:
as bandas
Band 1 senses deep blues and violets. A luz azul é difícil de coletar do espaço porque é facilmente espalhada por pequenos pedaços de poeira e água no ar, e até mesmo pelas próprias moléculas de ar. Esta é uma razão pela qual as coisas muito distantes (como montanhas no horizonte) parecem azuladas, e por que o céu é azul. Assim como vemos um monte de azul nebuloso quando olhamos para o espaço em um dia ensolarado, Landsat 8 vê o céu abaixo dele quando olha para nós através do mesmo ar. Essa parte do espectro é difícil de coletar com sensibilidade suficiente para ser útil, e a faixa 1 é o único instrumento de seu tipo produzindo dados abertos nesta Resolução – uma de muitas coisas que tornam este Satélite especial. Também é chamado de faixa costeira / aerossol, depois de seus dois principais usos: imagem de águas rasas, e rastreamento de partículas finas como poeira e fumaça. Por si só, sua saída se parece muito com a banda 2 (normal Azul)’S, mas se nós os contrastarmos e destacar áreas com mais profundo azul, podemos ver diferenças:
Band 1 minus Band 2. O oceano e as plantas vivas refletem tons mais profundos de azul-violeta. A maioria das plantas produz cera de superfície (por exemplo, o revestimento gelado em ameixas frescas) à medida que crescem, para refletir a luz ultravioleta nociva de distância.
as bandas 2, 3 e 4 são visíveis azul, verde e vermelho. Mas enquanto estamos revisitá-los, vamos fazer uma seção de referência de Los Angeles, com uma gama de diferentes usos da terra, para comparar com outras bandas:
Parte da western LA, área de terra agrícola perto de Oxnard, no oeste de Hollywood e o centro da cidade, a leste. Como a maioria das áreas urbanas, as cores da cidade média para fora a cinza claro nesta escala.
Faixa 5 mede o infravermelho próximo, ou NIR. Esta parte do espectro é especialmente importante para a ecologia porque plantas saudáveis refletem – no-a água em suas folhas dispersa os comprimentos de onda de volta para o céu. Comparando-o com outras bandas, obtemos índices como NDVI, que nos permitem medir a fitossanidade mais precisamente do que se olhássemos apenas para o verde visível.
as características brilhantes são parques e outras vegetação fortemente irrigrated. O ponto perto do fundo desta vista no oeste é Malibu, assim que é uma aposta segura que o ponto pequeno brilhante nas colinas perto dele é um campo de golfe. Na borda oeste está a cicatriz escura de um grande incêndio, que foi apenas uma ligeira descoloração na imagem de cor verdadeira.
as bandas 6 e 7 cobrem diferentes fatias do infravermelho de onda curta, ou SWIR. Eles são particularmente úteis para distinguir a terra úmida da terra seca, e para geologia: rochas e solos que parecem semelhantes em outras bandas muitas vezes têm fortes contrastes em SWIR. Vamos fazer uma imagem de falsa cor usando SWIR como vermelho, NIR como verde ,e deep blue como azul (tecnicamente, uma imagem 7-5-1):
a cicatriz do fogo é agora impossível de perder-refletindo fortemente na banda 7 e quase não em todos os outros, tornando-o vermelho. Os detalhes anteriormente sutis da vegetação também se tornam claros. Parece que as plantas nos canyons a norte de Malibu são mais exuberantes do que aquelas nas cristas, o que é típico dos climas onde a água é a principal restrição no crescimento. Também vemos padrões de vegetação dentro de LA-alguns bairros têm mais folhagem (parques, calçadas, relvados) do que outros.
a banda 8 é a pancromática – ou apenas pan – banda. Funciona como um filme a preto e branco: em vez de coletar cores visibiles separadamente, ele os combina em um canal. Como este sensor pode ver mais luz de uma vez, é o mais afiado de todas as bandas, com uma resolução de 15 metros (15 pés). Vamos ampliar Malibu à escala 1:1 na banda pan.:
E true color, estendido para cobrir a mesma área:
A versão de cor parece fora de foco, uma vez que os sensores não pode ver detalhes deste tamanho. Mas se combinarmos a informação de cor que eles fornecem com o detalhe da banda pan-um processo chamado afiamento pan-nós obtemos algo que é colorido e crocante:
Malibu afiada, 15 m (50 pés) por pixel. Repara na textura das ondas na água.
a banda 9 mostra o mínimo, mas é uma das características mais interessantes do Landsat 8. Cobre uma fatia muito fina de comprimentos de onda: apenas 1370 ± 10 nanómetros. Poucos instrumentos espaciais coletam esta parte do espectro, porque a atmosfera absorve quase toda ela. O Landsat 8 transforma isto numa vantagem. Precisamente porque o solo é pouco visível nesta faixa, qualquer coisa que aparece claramente nela deve estar refletindo muito intensamente e/ou estar acima da maior parte da atmosfera. Aqui está a banda 9 para esta cena:
Band 9 is just for clouds! Aqui está captando nuvens de cúmulos fofinhos, mas é projetado especialmente para nuvens de cirrus – alto, “cavalinhas”viscosas. Cirrus são uma verdadeira dor de cabeça para imagens de satélite porque suas bordas macias fazem com que eles sejam difíceis de detectar, e uma imagem feita através deles pode conter medições que estão fora de alguns por cento, sem qualquer explicação óbvia. A banda 9 torna-os fáceis de explicar.
as bandas 10 e 11 estão no infravermelho térmico, ou TIR-eles vêem calor. Em vez de medir a temperatura do ar, como as estações meteorológicas fazem, eles reportam no próprio solo, que é muitas vezes muito mais quente.
a study a few years ago found some desert surface temperatures higher than 70 ° C (159 °F) – hot enough to fry an egg. Felizmente, LA é relativamente temperado nesta cena:
observe que as manchas muito escuras (Frias) coincidem com as nuvens na banda 9. Depois deles, a vegetação irrigada é mais fria, seguida de água aberta e vegetação natural. A cicatriz de queimadura perto de Malibu, que está coberta de carvão vegetal e folhagem seca e morta, tem uma temperatura superficial muito alta. Dentro da cidade, os parques são geralmente mais frios e os bairros industriais mais quentes. Não há nenhuma Ilha de calor urbano clara nesta cena-um efeito que estas bandas TIR será particularmente útil para o estudo.
bandas podem ser combinadas de muitas maneiras diferentes para revelar diferentes características na paisagem. Vamos fazer outra imagem de falsa cor usando esta banda TIR para vermelho, uma banda de SWIR para verde, e a banda verde natural para azul (uma imagem 10-7-3):
Urban areas and some kind of soil are pink. Na imagem a cores verdadeiras, a vegetação selvagem é quase uniformemente colorida, mas aqui vemos uma distinção entre matagal cor de pêssego, floresta de mogno, e assim por diante. O resfriamento das brisas terrestres aparece como um ligeiro gradiente roxo ao longo da costa da cidade. As tiras coloridas em ambos os lados da imagem são áreas onde nem todos os sensores têm cobertura.
texto cortesia de Charlie Loyd, MapBox. Post Original intitulado Putting Landsat 8’s Bands to Work, publicado em 14 de junho de 2013.