加载中…【转】landsat 8 卫星 波段介绍 及组合
(2017-11-09 21:33:25) | 分类： RS |
landsat7 landsat8卫星对比
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Landsat 7 |
Landsat 8 |
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Band Name |
Bandwidth (μm) |
Resolution (m) |
Band Name |
Bandwidth (μm) |
Resolution (m) |
| |
|
|
Band 1 Coastal
|
0.43 – 0.45 |
30 |
|
Band 1 Blue |
0.45 – 0.52 |
30 |
Band 2 Blue |
0.45 – 0.51 |
30 |
|
Band 2 Green |
0.52 – 0.60 |
30 |
Band 3 Green |
0.53 – 0.59 |
30 |
|
Band 3 Red |
0.63 – 0.69 |
30 |
Band 4 Red |
0.64 – 0.67 |
30 |
|
Band 4 NIR |
0.77 – 0.90 |
30 |
Band 5 NIR |
0.85 – 0.88 |
30 |
|
Band 5 SWIR 1 |
1.55 – 1.75 |
30 |
Band 6 SWIR 1 |
1.57 – 1.65 |
30 |
|
Band 7 SWIR 2 |
2.09 – 2.35 |
30 |
Band 7 SWIR 2 |
2.11 – 2.29 |
30 |
|
Band 8 Pan |
0.52 – 0.90 |
15 |
Band 8 Pan |
0.50 – 0.68 |
15 |
| |
|
|
Band 9 Cirrus
|
1.36 – 1.38 |
30 |
|
Band 6 TIR |
10.40 – 12.50 |
30/60 |
Band 10 TIRS 1 |
10.6 – 11.19 |
100 |
|
Band 11 TIRS 2 |
11.5 – 12.51 |
100 |
|||
表1： OLI陆地成像仪和ETM+对照表
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OLI陆地成像仪 |
ETM+ |
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序号 |
波段(μm) |
空间分辨率 |
序号 |
波段(μm) |
空间分辨率 |
|
1 |
0.433–0.453 |
30 |
|
|
|
|
2 |
0.450–0.515 |
30 |
1 |
0.450–0.515 |
30 |
|
3 |
0.525–0.600 |
30 |
2 |
0.525–0.605 |
30 |
|
4 |
0.630–0.680 |
30 |
3 |
0.630–0.690 |
30 |
|
5 |
0.845–0.885 |
30 |
4 |
0.775–0.900 |
30 |
|
6 |
1.560–1.660 |
30 |
5 |
1.550–1.750 |
30 |
|
7 |
2.100–2.300 |
30 |
7 |
2.090–2.350 |
30 |
|
8 |
0.500–0.680 |
15 |
8 |
0.520–0.900 |
15 |
|
9 |
1.360–1.390 |
30 |
|
|
|
表2：OLI波段合成
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R、G、B |
主要用途 |
|
4 、3 、2 Red、Green、Blue |
自然真彩色 |
|
7、 6 、4 SWIR2、SWIR1、Red |
城市 |
|
5、 4 、3 NIR、Red、Green |
标准假彩色图像，植被 |
|
6 、5 、2 SWIR1、NIR、Blue |
农业 |
|
7 、6、 5 SWIR2、SWIR1、NIR |
穿透大气层 |
|
5、 6、 2 NIR、SWIR1、Blue |
健康植被 |
|
5 、6、 4 NIR、SWIR1、Red |
陆地/水 |
|
7、 5 、3 SWIR2、NIR、Green |
移除大气影响的自然表面 |
|
7 、5 、4 SWIR2、NIR、Red |
短波红外 |
|
6、 5 、4 SWIR1、NIR、Red |
植被分析 |
2013年2月11日发射的Landsat系列最新卫星Landsat8，携带有OLI陆地成像仪和TIRS热红外传感器，Landsat8的OLI陆地成像仪包括9个波段，OLI包括了ETM+传感器所有的波段，为了避免大气吸收特征，OLI对波段进行了重新调整，比较大的调整是OLI Band5(0.845–0.885 μm)，排除了0.825μm处水汽吸收特征；OLI全色波段Band8波段范围较窄，这种方式可以在全色图像上更好区分植被和无植被特征；此外，还有两个新增的波段：蓝色波段 (band 1; 0.433–0.453 μm) 主要应用海岸带观测，短波红外波段(band 9; 1.360–1.390 μm) 包括水汽强吸收特征可用于云检测；近红外band5和短波红外band9与MODIS对应的波段接近，TIRS包括2个单独的热红外波段。下表是Landsat8中OLI和TIRS两个传感器波段说明：
表： Landsat8数据波段参数
|
波段 |
波长范围(μm) |
空间分辨率 (m) |
|
1-海岸波段 |
0.433–0.453 |
30 |
|
2-蓝波段 |
0.450–0.515 |
30 |
|
3-绿波段 |
0.525–0.600 |
30 |
|
4-红波段 |
0.630–0.680 |
30 |
|
5-近红外波段 |
0.845–0.885 |
30 |
|
6-短波红外1 |
1.560–1.660 |
30 |
|
7-短波红外2 |
2.100–2.300 |
30 |
|
8-全色波段 |
0.500–0.680 |
15 |
|
9-卷云波段 |
1.360–1.390 |
30 |
|
10-热红外1 |
10.60 -11.19 |
100 |
|
11-热红外2 |
11.50 -12.51 |
100 |
标准的数字相机拍摄得到的图像是真彩色的，效果和人眼看到的一样，红、绿、篮三个波段分别用红、绿、篮三个通道显示，当传感器有更多的波段，我们就可以得到更多的信息，以Landsat8为例，某些特殊的光谱波段可以帮助我们看到一些特殊的地物特征，或者可以透过"现象看到本质"。比如，近红外波段（NIR）是多光谱传感器常用的一个通道，因为在该通道，植被的反射率非常高，所以这个波段对于监测植被很有效；短波红外波段（SWIR）对监测裸土非常有效，它可以反应出裸土表面的湿度情况。类似的例子还有很多。下面以Landsat8数据为例，介绍多波段在不同的RGB组合下显示的效果及其应用。
（一）4,3,2,——真彩色合成，美国加利福尼亚州夫勒斯诺市
用OLI数据，可以得到真彩色合成的图像，这种图像的缺点是易受到大气的影响，有时图像不够清晰。
http://s14/middle/002ajk6hzy6PToDexw98d&690
图(1) 4/3/2真彩色合成，美国加利福尼亚州夫勒斯诺市
（二）5,4,3——标准假彩色合成（CIR），用于植被相关的监测，美国科罗拉多
在这种波段组合下，植被显示为红色，植被越健康红色越亮，而且还可以区分出植被的种类，这种波段组合方式非常常用，用来监测植被、农作物和湿地。
图(2) 5/4/3标准假彩色合成（CIR），美国科罗拉多
（三）7,6,4——假彩色合成，用于城市监测，美国洛杉矶
这种波段组合用到了短波红外波段，相较于波长较短的波段来说，效果比较明亮。
http://s3/middle/002ajk6hzy6PToDtHAC52&690
图(3) 7/6/4假彩色合成，美国洛杉矶
（四）5,6,4——假彩色合成，有效区分陆地和水体，加拿大哈德逊河
这种波段组合，深浅的橙色和绿色是陆地，冰显示为很亮的玫红色，深浅蓝色是水。
图(4) 5/6/4假彩色合成，加拿大哈德逊河
（五）7,5,3——假彩色合成，具有良好的大气透射，美国华盛顿
这种波段组合和前面提到的5,6,4比较像，植被显示为不同深度的绿色，这种波段组合用于NASA生产的镶嵌的Landsat数据。
图(5) 7/5/3假彩色合成，美国华盛顿
（六）6,5,2——假彩色合成，农作物监测，科罗拉多弗鲁塔
这种波段组合，对监测农作物很有效，农作物显示为高亮的绿色，裸地显示为品红色，休耕地显示为很弱的墨绿色
http://s6/middle/002ajk6hzy6PToDP9I1e5&690
图(6) 6/5/2假彩色合成，科罗拉多弗鲁塔
（七）7,5,2——假彩色合成，有效森林火灾，加利福尼亚州
这种波段组合类似上面提到的6,5,2，该组合用了更长波段的短波红外，对火点燃烧引起的烟雾的敏感度降低。
图(7) 7/5/2假彩色合成，加利福尼亚州
（八）6,3,2——假彩色合成，突出裸露地表上的一些景观，美国犹他州峡谷
这种波段组合对于没有或少量植被情况下，突出地表的景观，对地质监测有效。
图(8) 6/3/2假彩色合成，美国犹他州峡谷
（九）5,7,1——假彩色合成，有效监测植被和水体，坦桑尼亚的维多利亚河
这种波段组合使用了近红外波段、短波红外2波段和海岸波段，海岸波段是Landsat8独有的，可以穿透一些很小的微粒如灰尘、烟雾等，还能穿透浅的水域。在这种波段组合下，植被显示为橘红色。
http://s12/middle/002ajk6hzy6PToEbJbBeb&690
图(9) 5/7/1假彩色合成，有效监测植被和水体，坦桑尼亚的维多利亚河
Landsat8还能有许多其他的波段组合，有时候单波段灰度图像也能解释一些特别的现象，比如下面是TIRS传感器的热红外1波段的图像，该影像位于冰岛，中间亮白色的区域是Bardarbunga火山，热红外波段灰度图像突出显示了从薄冰区向南部流动的熔岩流。
对于单波段的数据，还可以用颜色表渲染彩色显示，可清晰的显示一些特征，下图是将上面的灰度图设置了颜色表彩色显示的结果，下方蓝色区域是低温区，深红色是温度高的区域。
http://s6/middle/002ajk6hzy6PToEoVGB35&690
图(11) 冰岛Bardarbunga火山热红外波段配颜色表彩色显示
对多光谱图像利用不同的波段组合能帮助我们凸显感兴趣的地物，组合方式取决于感兴趣地物对不同波段的反射率特征，有一些经验可以借鉴，但在实际分析中，可以通过尝试，发现某个波段或者组合对于所做的区域效果明显，那么这个波段或者RGB波段组合方式就是适合的。
ENVI中进行波段组合非常方便，如下图为打开一个标准Landsat8数据，根据需求选择对应RGB合成显示。
http://s6/middle/002ajk6hzy6PToEJIe975&690
图(12) 数据管理面板
表3：Landsat TM波段合成总结说明
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R、G、B |
类型 |
特点 |
|
3、2、1 |
真假彩色图像 |
用于各种地类识别。图像平淡、色调灰暗、彩色不饱和、信息量相对减少。 |
|
4、3、2 |
标准假彩色图像 |
它的地物图像丰富，鲜明、层次好，用于植被分类、水体识别，植被显示红色。 |
|
7、4、3 |
模拟真彩色图像 |
用于居民地、水体识别 |
|
7、5、4 |
非标准假彩色图像 |
画面偏蓝色，用于特殊的地质构造调查。 |
|
5、4、1 |
非标准假彩色图像 |
植物类型较丰富，用于研究植物分类。 |
|
4、5、3 |
非标准假彩色图像 |
（1）利用了一个红波段、两个红外波段，因此凡是与水有关的地物在图像中都会比较清楚；（2）强调显示水体，特别是水体边界很清晰，益于区分河渠与道路；（3）由于采用的都是红波段或红外波段，对其它地物的清晰显示不够，但对海岸及其滩涂的调查比较适合；（4）具备标准假彩色图像的某些点，但色彩不会很饱和，图像看上去不够明亮；（5）水浇地与旱地的区分容易。居民地的外围边界虽不十分清晰，但内部的街区结构特征清楚；（6）植物会有较好的显示，但是植物类型的细分会有困难。 |
|
3、4、5 |
非标准接近于真色的假彩色图像 |
对水系、居民点及其市容街道和公园水体、林地的图像判读是比较有利的。 |
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