引言(7)I:遥感历史:陆卫…
来源:互联网 发布:ubuntu重启网络管理 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 09:14
本小节考虑陆卫四个MSS波段如何生成美国东部同一个地区的多光谱影像(请详细阅读该区地理描述),扫描日期是1972年10月。这些影像并排显示,其下是一张假彩色复合片,区域与前四张照片相同,仅仅是南部地区面积包含得多一些而已。通过观察1978年4月(春季)MSS波段7的影像和72年秋季的影像,了解区域变化。
下面的照片是一张完整的陆卫影像,时间是1972年10月,每个波段的照片都有,还有一张假彩色复合片。波段编号自4至7(1-3号赋给RVB了),照片中是美国东部一个著名区域。在四张照片之下是一张假彩色照片,由波段4、5、7组合而成。照片上向南包括半岛(peninsula)的南端,这里还有小镇CapeMay(一个线索)。
注释1:按照惯例(convention),陆卫和许多其他的卫星系统影像一样,上端是北方。但是由于99º的轨道倾角,北方并非与图像顶部和底部边缘垂直,而是稍稍有几度偏离。
注释2:在每幅影像底部的字母(你的显示屏上可能读不出来)是NASA、EROS和其他商业机构在其提供的陆卫影像上的标准注释(annotation)。这些自左至右的信息记录的内容包括获取影像的日期、场景主点和最低点(nadirpoint)的经纬度坐标、传感器类型、太阳高度角和方位角(azimuthposition)、场景标识号(ID),标识号以特定的陆卫序号开始(1-5),结尾是特定波段(如果是彩色是,则是波段组合)。
在开始阅读影像下的第二段之前,我们要考考你,能否找出图中区域是哪里。
这些波段的影像,与下一幅影像的一小部分(在南部)拼接起来,采用三波段组合方法,就可以合成如下所示的标准假彩色影像。
MSS Band 4 =Blue
MSS Band 5 =Green
MSS Band 7 =Red
如果你辨认出了影像拍摄的区域,你可以看到新泽西州大部分区域,包括右上角的纽约市和长岛西部,中部偏左是费城。彩色复合片上的区域延伸到Delmarva半岛北部,旁边(flank)是Chesapeake海湾(底部偏左)北部、Delaware海湾(底部中间)和CapeMay(底部偏右)。两个都市区,NewJersey都市区和Hudson河都市区,在波段5的影像(红色)中呈现浅至中等的灰-蓝色。在波段7,都市区的中心区域是深色调,主要是由于沥青街道和深色屋顶(通常是沥青(asphalt))是主体,而树木和植被稀少。波段6和7的影像中,城市和农村呈鲜明对比,农村的植被反射系数高,色调明亮。波段6和7中,水体是深色的,但在4和5中色调浅一些,部分原因是由于淤泥(silt)和沉积物(sediment)(反射系数更高)。在每个波段和假彩色影像中,色调明亮的是沿着新泽西海岸分布的临海岛屿的沙滩和土壤。
1972年10月10日这景影像的植被生长繁茂(自然色应当是绿色,但有些树木染了秋天的色彩),因此在波段6和7,植被分布的地方色调明亮。我们可以比较波段5的影像,位于左上方的褶皱脊(fold beltridge)呈深色,波段7的影像则是亮色(与树叶高反射系数相关,褶皱脊上分布了茂密的森林)。在假彩色照片中植被覆被处呈现深浅不一的红色。收获后(休耕)的田地是蓝色的,与城市的色调相似。在新泽西的费城东边是PineBarrens,有大片深色区域,是在砂质土壤上生长良好的常绿植被(evergreen)(注意树木在四个波段影像中的外观;彩色照片上,树木是红褐色;常绿植被色调明亮,但不如落叶乔木(deciduoustree))。
问题I-21:试着在这景影像中找出其他主要的地标(landmark)吧(可以使用地图集来确认其位置)。
答案:这是一个主观问题。但是至少你可以找出New Jersey的Trenton。
问题I-22:虽然要不断地上下滚动察看很麻烦(pain),我们依然建议你在四幅MSS影像中挑出不同的地物,注意其外观,也即是灰阶(和形状);换而言之,进行比较。描述每幅波段的影像的整体外观。你可以只在脑中考虑,也可以写出来。这项任务很有价值,它使你形成对波长在0.4-1.1µm的四个波段影像特质(nature)的一种“感觉”。
答案:波段4的影像显得“模糊”(washed out),整体呈现较深的色调,对比度较差。但是它显示海水中淤泥的效果很好。波段5的影像对比最强烈(sharp)(灰阶变化程度(spread)大)。植被色调最深。在影像中左上角的山脊(ridge)处可以见到深色(的植被)。在4和5的影像中,Pine Barrens色调均较暗;表明该地有大量的常绿植被,以及颜色更深的针叶林(needle)。波段6的影像整体色调较浅,表明具有高反射系数植被的广泛分布。黑色区域是城市。6和7影像中的水体色调十分深,其反射系数接近于零。波段7的影像其色调更浅。6和7的影像中Pine Barrens色调都稍微深一些,表明常绿植被的反射系数略低于落叶林。注意虽然与植被茂盛(vegetation-rich)的山谷对比度很小,但山脊仍可以辨认出来(discern)还需注意城市在波段4和5中并不突出(stand out)。
比较1972年10月和1978年4月18日(下面一张)的波段7的影像,来做一次变化对比的预览(preview)。由于时值春季,在美国东部树木和植被的叶片尚未生长,1978年的影像上山脊的位置色调很深,这是由于植被没有叶子,岩石和土壤占据了场景的主体,它们具有较低的反射系数。由于影像来自不同的季节,1978年的影像中,低地(lowland)上尚未播种,没有植被生长,这些地方的色调偏暗。在这张影像上,较为明亮的区域,大多是由于较早时候种植的田间植被;PineBarrens地区小块明亮区域是沙坑(sandpit)——它们在所有波段的反射系数都很高。
读者可能已经注意到在本页顶端的两张陆卫1号黑白影像的下端有一条灰色的条带和一些注释。这是一种在早期和最近的部分陆卫影像中常见的格式。(本教程中使用的影像一般是裁剪(cropoff)去这些信息,以便减小影像尺寸;而且通过网络浏览时,这些信息无法读出来(readable)。)这里有另一张影像(北非),影像上的注释包含了陆卫影像一般的周边(peripheral)信息。
注释包含了有价值的信息。这是上图中注释的放大:
注释行最左边是注释的开头,写明了数据采集(acquisition)的日期。然后是两组字母/数字界定:a.主点(格式中心)经纬度坐标,和b.最低点(nadir指从遥感平台做垂线和地面的交点)经纬度坐标。向右是传感器(MSS)和波段(7)的标识。然后是数据获取时太阳高度角(在地平线以上的角度)和太阳方位角(太阳在地平线以上和正北方向的夹角)。下一个字符串(string ofalphanumerics)包含了关于飞行器航向(heading)(189°)和接收站位置(G,加州的Goldstone)的信息,然后是I-N-D-IL,其中I表示全尺寸,N表示常规处理,D表示影像中心的最终精度(definitiveaccuracy),1L中的1表示飞行器数据传输(transmission)采用线性模式(linearmode)(2表示压缩模式),L表示低增益(lowgain)(H表示高增益)信号放大(amplification)水平。NASAERTS表明该影像来自NASA的ERTS(陆卫)。最右边的字符E-1106-09183-7中,E来自ERTS,然后是飞行任务编号1(即陆卫1号),106是卫星发射后的天数,09183的09表示小时,18表示分钟,7表示秒,这些都是观察地(场景中心)的当地时间。最后的01是正反馈(regeneration)编号。在灰色条带之下是三组数字,注明和下一景影像在底部相交的经度(E表示London,Greenich以东),单位是度和分;这些数字会再出现在(译者注:下一景)影像顶端,由于轨道倾斜向左偏移。
在订购(order)陆卫影像时,注释中的信息十分有益。还有一项帮助是用户常使用的。针对陆卫项目,专门提出了全球坐标系统(WorldwideReference System ,简称WRS)。这是一个格网(grid),近乎自上而下的线称为轨道(Pathtrace),水平线称为行(Row)。下面展示了一张带有该坐标系统的地图(红线标识每10个轨道/行单位),通过网络浏览时,数字和单词太小,无法阅读。
请看在下面的地图中出现的部分轨道行系统:
对于陆卫1-3号,有251条轨道(001至251),也即是绕地球18天一个周期的轨道数。行得数目是120,第一行从北极附近开始(80°47'),60行与赤道重合(coincide),120行在南极高纬度处。轨道001设置在与赤道相交经度64°36'处。
WRS-1是陆卫1-3号使用的坐标系。WRS-2是陆卫4、55和7号使用的。由于轨道高度较低,WRS-2包含了233条轨道。如果要订购俄亥俄州的影像,其位置可界定为轨道号19,行号31.然后选择年份时间等,通常要注意影像中云层面积不应超过一定比例(通常用百分比)(低于该比例的影像可使用)。
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