TM图像简介
- 格式:docx
- 大小:20.60 KB
- 文档页数:8
Landsat陆地卫星遥感影像数据简介“地球资源技术卫星”计划最早始于1967年,美国国家航空与航天局(NASA)受早期气象卫星和载人宇宙飞船所提供的地球资源观测的鼓舞,开始在理论上进行地球资源技术卫星系列的可行性研究。
1972年7月23日,第一颗陆地卫星(Landsat_1)成功发射,后来发射的这一系列卫星都带有陆地卫星(Landsat)的名称。
到1999年,共成功发射了六颗陆地卫星,它们分别命名为陆地卫星1到陆地卫星5以及陆地卫星7,其中陆地卫星6的发射失败了。
Landsat陆地卫星系列遥感影像数据覆盖范围为北纬83o到南纬83o之间的所有陆地区域,数据更新周期为16天(Landsat 1~3的周期为18天),空间分辨率为30米(RBV和MSS传感器的空间分辨率为80米)。
目前,中国区域内的Landsat陆地卫星系列遥感影像数据(见图1)可以通过中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台 QQ电子网免费获得()。
Landsat 陆地卫星在波段的设计上,充分考虑了水、植物、土壤、岩石等不同地物在波段反射率敏感度上的差异,从而有效地扩充了遥感影像数据的应用范围。
在基于Landsat遥感影像数据的一系列应用中,计算植被指数和针对Landsat ETM off影像的条带修复为最常用同时也是最为基础的两个应用。
因此,中国科学院计算机网络信息中心基于国际科学数据服务平台,提供了1)基于Landsat 数据的多种植被指数提取。
2)对Landsat ETM SLC-off影像数据的条带修复。
图1 Landsat 遥感影像中国区示意图数据特征(1)数据基本特征Landsat陆地卫星包含了五种类型的传感器,分别是反束光摄像机(RBV),多光谱扫描仪(MSS),专题成像仪(TM),增强专题成像仪(ETM)以及增强专题成像仪+(ETM+),各传感器拍摄影像的基本特征如下:(2)数据主要参数Landsat陆地卫星携带的传感器,在南北向的扫描范围大约为179km,东西向的扫描范围大约为183km,数据输出格式是GeoTIFF,采取三次卷积的取样方式,地图投影为UTM-WGS84南极洲极地投影。
一)TM影像是指美国陆地卫星4~5号专题制图仪(thematic mapper)所获取的多波段扫描影像。
有7个波段,其波谱范围:TM-1为0.45~0.52微米,TM-2为0.52~0.60微米,TM-3为0.63~0.69微米,以上为可见光波段;TM-4为0.76~0.90微米,为近红外波段;TM-5为1.55~1.75微米,TM-7为2.08~2.35微米,为中红外波段;TM-6为10.40~12.50微米,为热红外波段。
影像空间分辨率除热红外波段为120米外,其余均为30米,像幅185×185公里2。
每波段像元数达61662个(TM-6为15422个)。
一景TM影像总信息量为230兆字节),约相当于MSS影像的7倍。
因TM影像具较高空间分辨率、波谱分辨率、极为丰富的信息量和较高定位精度,成为20世纪80年代中后期得到世界各国广泛应用的重要的地球资源与环境遥感数据源。
能满足有关农、林、水、土、地质、地理、测绘、区域规划、环境监测等专题分析和编制1∶10万或更大比例尺专题图,修测中小比例尺地图的要求。
(二)MSS和TM影像都属多波段扫描影像。
MSS影像为多光谱扫描仪(MultiSpectral Scanner)获取的影像,它具有四个波段,两个波段为可见光波段,两个波段为近红外波段,第一颗至第三颗地球卫星(Landset)上,反束光导管(RBV)摄像机获取的三个波段摄影像片分别称为第1、2、3波段,多光谱扫描仪获取的扫描影像按顺序分别被命名为4、5、6、7波段,此外,第三颗地球卫星(Landset)上还提供热红外波段影像,这个波段被称为第8波段,热红外波段使用不久,就因仪器操作上的问题而关闭了,因此,Landset提供的热红外波段影像并不多。
第4、5颗地球卫星上多光谱扫描仪获取的四个波段扫描影像重新被分别命名为1、2、3、4波段。
在MSS影像中,灰度又按照一定的区间归并为16级灰阶,同时每幅遥感影像下部也曝光产生一个灰阶尺,灰阶尺由白-灰白-淡灰...浅灰-灰-暗灰...浅黑-黑等多个灰阶组成。
各个波段的特征TM1 0.45-0.52um蓝波段:对叶绿素和叶色素浓度敏感,对水体穿透强,用于区分土壤与植被、落叶林与针叶林、近海水域制图,有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等。
TM2 0.52-0.60um,绿波段:对健康茂盛植物的反射敏感,对绿的穿透力强,用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种和反映水下特征。
在所有的波段组合中,TM 波段-2 的分类精度是最高的,达到了 75.6%。
从单时相遥感影像的分类来讲,这种分类精度只相当于中等水平。
但若从多时相图像的角度来看,这一精度则相当于在采用分类后比较法时,每一景图像的平均分类精度需达到 86.9% 的水平②,而这种分类精度,特别是在山区,其实已经是比较好的了。
TM3 0.62-0.69UM ,红波段:叶绿素的主要吸收波段,反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,其信息量大多为可见光最佳波段,广泛用于地貌,岩性,土壤,植被,水中泥沙等方面。
TM4 0.76-0.96UM近红外波段:对无病害植物近红外反射敏感,对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于目视调查,作物长势测量,水域测量,生物量测定及水域判别。
TM51.55-1.75UM中红外波段:对植物含水量和云的不同反射敏感,处于水的吸收波段,一般1.4-1.9UM内反映含水量,用于土壤湿度植物含水量调查,水分善研究,作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力,可判断含水量和雪、云。
在TM7个波段光谱图像中,一般第5个波段包含的地物信息最丰富。
TM61.04-1.25UM远红外波段:可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,作温度图,植物热强度测量。
TM7 2.08-3.35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物。
Landsat MSS/TM/ETM 简介和应用LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划(1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”),从1972年开始发射第一颗卫星LANDSAT-1,已发射7颗。
目前,在役服务的是Landsat5和Landsat7。
卫星参数Landsat1Landsat2Landsat3Landsat4Landsat5Landsat6Landsat7发射时间1972.7.231975.1.121978.3.51982.7.161984.31993.11999.4.15覆盖周期18天18天18天16天16天—16天扫幅宽度185km185km185km185km185km—185km 波段数44477—8机载传感器MSS MSS MSS MSS、TMMSS、TM—ETM+运行情况1978退役1976年失灵,1980年修复,1982年退役1983年退役1983年TM传感器失效,退役在役服务发射失败2003.5月出现故障一、传感器简介(一)Landsat 7 ETM1、产品描述美国陆地卫星7号(Landsat-7)于1999年4月15日由美国航空航天局(NASA)发射升空,其携带的主要传感器为增强型主题成像仪(ETM+)。
Landsat-7除了在空间分辨率和光谱特性等方面保持了与Landsat-5的基本一致外,又增加了许多新的特性,因而受到了各国用户的普遍重视和欢迎。
自发射升空至今,已为用户提供了大量高质量的图像数据。
Landsat-7每16天扫瞄同一地区,即其16天覆盖全球一次。
2003年5月31日(21:42:35GMT),Landsat-7ETM+机载扫描行校正器(Scan Lines Corrector,简称SLC)突然发生故障,导致获取的图像出现数据重叠和大约25%的数据丢失,因此2003.5.31日之后Landsat7的所有数据都是异常的,需要采用SLC-off模型校正。
各个波段的特征B1 为蓝色波段,该波段位于水体衰减系数最小的部位,对水体的穿透力最大,用于判别水深,研究浅海水下地形、水体浑浊度等,进行水系及浅海水域制图;B2 为绿色波段,该波段位于绿色植物的反射峰附近,对健康茂盛植物反射敏感,可以识别植物类别和评价植物生产力,对水体具有一定的穿透力,可反映水下地形、沙洲、沿岸沙坝等特征;B3 为红波段,该波段位于叶绿素的主要吸收带,可用于区分植物类型、覆盖度、判断植物生长状况等,此外该波段对裸露地表、植被、岩性、地层、构造、地貌、水文等特征均可提供丰富的植物信息;B4 为近红外波段,该波段位于植物的高反射区,反映了大量的植物信息,多用于植物的识别、分类,同时它也位于水体的强吸收区,用于勾绘水体边界,识别与水有关的地质构造、地貌等;B5 为短波红外波段,该波段位于两个水体吸收带之间,对植物和土壤水分含量敏感,从而提高了区分作物的能力,此外,在该波段上雪比云的反射率低,两者易于区分,B5 的信息量大,应用率较高;B6 为热红外波段,该波段对地物热量辐射敏感,根据辐射热差异可用于作物与森林区分、水体、岩石等地表特征识别;B7 为短波外波段,波长比 B5 大,是专为地质调查追加的波段,该波段对岩石、特定矿物反应敏感,用于区分主要岩石类型、岩石水热蚀变,探测与交代岩石有关的粘土矿物等;B8 为全色波段(Pan),该波段为 Landsat-7 新增波段,它覆盖的光谱范围较广,空间分辨率较其他波段高,因而多用于获取地面的几何特征。
=============================波段组合:TM321(RGB):均是可见光波段,合成结果接近自然色彩。
对浅水透视效果好,可用于监测水体的浊度、含沙量、水体沉淀物质形成的絮状物、水底地形。
一般而言:深水深兰色;浅水浅兰色;水体悬浮物是絮状影象;健康植被绿色;土壤棕色或褐色。
可用于水库、河口及海岸带研究,但对水陆分界的划分不合适。
TM遥感影像解译技术手册1、TM遥感影像的数据类型为DAT,我们拿到的一景影像中的原始数据有三个文件,一个是SCENE01文件夹,其中包括TM影像的7个波段,band1到band7,还包括一个header.dat的头文件,共8个数据,另外的两个是LBL和SELF文件,可以用记事本打开,记录这景TM影像的一些基本信息,如时间、经纬度、像元的行列数等。
2、TM影像的打开我们要打开这些TM影像有两个方法,一是用ERDAS打开,二是用ENVI打开,首先我们用ERDAS打开,因为TM原始数据为二进制DAT数据,首先将band1到band7TM的7个波段通过ERDAS 的import模块将其转成ERDAS可以用的IMG格式文件,首先点击菜单条上的import然后在type(类型)中选择Generic Binary(二进制),在media里选择file,imput里选择我们要选择的TM影像波段,如band1,存出一个路径,点击OK按钮,我们转出的格式为ERDAS 可以打开的IMG格式,只是在现在是单波影像,分为7个单独的文件,不利于我们以后的解译工作,需要将这7个波段组合成一个文件,点击菜单条上的interpreter模块,然后点击Utilities,在弹出的菜单条中选择layer stack,在弹出的窗口中选择需要合成的单波段文件,然后点击add按钮,重复的将需要合成的7个单波段加入到对话框中,在output file中写入文件名和调整输出路径,输出数据类型为unsignde8 bit,波段组合选择union,然后选中Ignore Zero In Stats复选框(统计忽略0值),点击OK按钮,执行波段组合。
这样我们就可以从ERDAS打开我们组合完成的IMG格式TM影像,包括7个波段。
现在利用ENVI打开TM影像的原始文件,打开TM影像的路径为,file→open external file→land sat→fast,打开头文件header.dat文件,在弹出的对话框中选择RGB color,然后分别选择4、5、3三个波段,点击load band就可以打开TM影像,这种方式打开的TM影像是直接有经纬度的,只是由于投影和椭球体的原因使得经纬度与我们需要利用的有些偏差,需要下一步的将其校正,更改其投影和椭球体。
tm遥感影像彩色合成方案及主要地物特征随着遥感技术的发展,TM(Thematic Mapper)遥感影像彩色合成已成为获取地物信息的重要手段之一。
TM遥感影像彩色合成是通过将不同波段的遥感影像进行组合,形成一张具有多种颜色信息的彩色影像,以更好地展示地物特征。
TM遥感影像彩色合成方案主要包括RGB合成、色调饱和度调整合成和主成分分析合成等方法。
其中,RGB合成是最常用的方法之一。
通过将TM遥感影像的红、绿、蓝三个波段分别对应于红、绿、蓝三个颜色通道,将其进行合成,可以得到一张直观清晰的彩色影像。
此方法在显示植被、水体等地物特征时效果显著,但在区分不同地物类型方面可能存在一定的局限性。
为了进一步增强彩色合成影像的信息表达能力,色调饱和度调整合成方法被广泛应用。
该方法通过调整色调和饱和度,可以突出地物的某些特征,使得合成影像更加鲜艳、生动。
此方法在展示地物边缘、纹理等细节方面具有优势,常用于土地利用分类、城市扩展研究等领域。
此外,主成分分析合成方法也常用于TM遥感影像的彩色合成。
该方法通过对TM遥感影像进行主成分分析,提取出反映地物信息的主要成分,再将其映射到RGB颜色空间,形成彩色合成影像。
该方法在减少数据冗余、突出地物特征等方面具有明显优势,适用于地质勘探、资源调查等应用领域。
在TM遥感影像的彩色合成中,不同地物具有不同的特征表现。
植被通常呈现绿色或青绿色,水体通常呈现蓝色或青色,建筑物和道路通常呈现灰色或黄色。
通过观察彩色合成影像中地物的色彩和纹理特征,可以对地物类型进行初步判断和识别。
例如,植被地物通常具有较为均匀的绿色或青绿色,而建筑物地物具有明显的几何形状和灰色或黄色的颜色,这些特征可以帮助进行地物分类和目标提取。
综上所述,TM遥感影像彩色合成是一种重要的地物信息提取手段,通过合理选择合成方案和观察地物的特征,可以更加准确地获取和分析地表信息,为资源调查、环境监测、土地利用规划等领域提供有力支持。
编辑词条TM目录[隐藏]1.商标符号2.TM靓号3.即时通讯软件4.动漫名词5.(物品)专业科学名词6.(化学)元素符号7.(生物)专业科学名词8.游戏名词1.商标符号2.TM靓号3.即时通讯软件4.动漫名词5.(物品)专业科学名词6.(化学)元素符号7.(生物)专业科学名词8.游戏名词∙9.同人界名词之一(网球王子)∙10.通信用语∙11.通路企划∙12.麦蒂的简称∙13.Dota战队∙15.开关脱扣器的一种类型∙16.终端复用器∙17.图灵机∙18.The maked-picture∙19.管理学名词∙20.(化学)有机合成∙21.期货市场机构投资者TM图像TM图像为专题绘图仪(Thematic Mapper)获取的图像。
从Landsat-4起,发射的卫星上加装了专题绘图仪(TM)来获取地球表层信息。
TM在光谱分辨率、辐射分辨率和地面分辨率都比MSS图像有较大的改进。
在光谱分辨率方面,它采用7个波段来记录遥感器获取的目标地物信息;在辐射分辨率方面,Tm采用双向扫描,改进了辐射测量精度,ub iao地物模拟信号经过模数转换,以256级辐射亮度来描述不同地物的光谱特性;在地面分辨率方面,TM瞬间视场对应的地面分辨率为30m。
[编辑本段]1.商标符号在中国,商标上的TM也有其特殊含义,其实TM标志并非对商标起到保护作用,它与R不同,TM表示的是该商标已经向国家商标局提出申请,并且国家商标局也已经下发了《受理通知书》,进入了异议期,TM安装这样就可以防止其他人提出重复申请,也表示现有商标持有人有优先使用权。
HTM L中,™使用™显示,R用®显示。
R是“注册商标”的标记,意思是该商标已在国家商标局进行注册申请并已经商标局审查通过,成为注册商标。
®是英文re gister注册的开头字母。
注册商标具有排他性、独占性、唯一性等特点,属于注册商标所有人所独占,受法律保护,任何企业或个人未经注册商标所有权人许可或授权,均不可自行使用,否则将承担侵权责任。
遥感图像是按一定的比例尺,客观真实地记录和反映地表物体的电磁辐射的强弱信息,是遥感探测所获得的遥感信息资料的一种表现形式。
在遥感图像技术的研究中,无论是专业信息提取,运动变化预测,还是专题地图制作和遥感数据库的建立等都离不开分类。
随着近年来计算机技术的飞速发展,计算机识别分类成了遥感技术应用的一个重要组成部分。
遥感图像数据类别多,合混度大,如何解决多类别分类识别是当前遥感图像研究中的一个关键问题,也是人们关注的焦点 [1]。
本文基于ENVI软件,利用武汉市地区的七波段TM影像,选择合适波段进行组合,再分别采用监督分类和非监督分类方法对影像进行分类,多次试验进行比较,获得较优的波段组合。
同时应用专家知识等增维方法,对比Google Earth上的武汉市影像,根据实际需要进行组合分类。
一、TM影像各波段合成的比较TM影像共有七个波段组成,从中任意挑选3个波段进行组合得到的图像有不同的特点。
1、TM321(RGB):均是可见光波段,合成结果接近自然色彩。
可以模拟出一副自然色的图象。
2、TM453(RGB):2个红外波段、1个红色波段。
用于土壤湿度和植被状况的分析。
也很好的用于内陆水体和陆地/水体边界的确定。
3、TM742(RGB):适用于水、陆边界划分、土、植被边界划分,但不适于植被分类。
4、TM432(RGB):标准假彩色。
植被呈现各种红色调。
在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面,这是最常用的波段组合。
5、TM543(RGB):城镇和农村土地利用的区分;陆地、水体边界的确定。
6、TM457(RGB):探测云,雪和冰(尤其在高维度地区)。
本文需要对武汉市影像进行分类处理,对比现有影像,并考虑到武汉市地区河流湖泊较多,本文采用TM543波段进行分类。
二、TM543波段分类的结果利用TM543波段合成,其合成图如下:图2-1 TM543波段合成图1、非监督分类(以Isodata算法为例)算法步骤[2]:(1)选择某些初始值。
LandsatMSS/TM/ETM简介和应用LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划(1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”),从1972年(一1SLC)的Landsat7ETM+影像数据包括8个波段(波段设计),band1-band5和band7的空间分辨率为30米,band6的空间分辨率为60米,band8的空间分辨率为15米,南北的扫描范围大约为170km,东西的扫描范围大约为183km。
L7SLC-on是指日Landsat7SLC故障之前的数据产品。
L7SLC-off是指日Landsat7SLC故障之后的异常数据产品。
(二)Landsat4-5TM1、产品描述Landsat主题成像仪(TM)是Landsat4和Landsat5携带的传感器,从1982年发射至今,其工作状态良好,几乎实现了连续的获得地球影像。
Landsat-4和Landsat5同样每16天扫瞄同一地区,即其16天覆盖全球一次。
LandsatTM影像包含7个波段,波段1-5和波段7的空间分辨率为30米,波段6(热红外波段)的空间分辨率为120米。
南北的扫描范围大约为170km,东西的扫描范围大约为(三)Landsat1-5MSS1、产品描述LandsatMSS是由Landsat1-5卫星携带的传感器,他几乎获得了1972年7月至1992年10月期间的连续地球影像。
Landsat-1,Landsat-2,andsat-3每18天扫瞄同一地区,即其18天可以覆盖全球一次。
Landsat-4和Landsat5每16天扫瞄同一地区。
LandsatMSS影像数据有四个波段(如下),所有波段的分辨率为79米,南北的扫描范围大约为170km,东西的扫描范围大约为183km。
二、常用波段组合:(一)321:真彩色合成,即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色,则获得自然彩色合成图像,图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致,适合于非遥感应用专业人员使用。
TM图像波段介绍一、各波段特征:1.TM1 0。
45-0.52um,蓝波段,对水体穿透强,对叶绿素与叶色素反映敏感,有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等.2.TM2 0.52-0。
60um,绿波段,对健康茂盛植物的反射敏感,对力的穿透力强,用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种和反映水下特征.3。
TM3 0.62—0.69UM ,红波段,叶绿素的主要吸收波段,反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,其信息量大多为可见光最佳波段,广泛用于地貌,岩性,土壤,植被,水中泥沙等方面。
4 .TM4 0.76-0.96UM 近红外波段,对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于牧师调查,作物长势测量,水域测量。
5.TM5 1。
55-1.75UM,中红外波段,处于水的吸收波段,一般1.4—1。
9UM内反映含水量,用于土壤湿度植物含水量调查,水分善研究,作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力。
易于反映云与雪.6.TM6 1.04-1。
25UM热红外波段,可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,进行热制图.7。
TM7 2。
08-3.35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物.二.波段组合:1、TM321(RGB):均是可见光波段,合成结果接近自然色彩。
对浅水透视效果好,可用于监测水体的浊度、含沙量、水体沉淀物质形成的絮状物、水底地形.一般而言:深水深兰色;浅水浅兰色;水体悬浮物是絮状影象;健康植被绿色;土壤棕色或褐色。
可用于水库、河口及海岸带研究,但对水陆分界的划分不合适。
这种RGB组合模拟出一副自然色的图象。
有时用于海岸线的研究和烟柱的探测。
2、TM453(RGB):2个红外波段、1个红色波段。
高光谱遥感数据最佳波段的选择根据自己对具体影像解译的要求进行波段的选择,以提高解译的速度和精度。
若要获得丰富的地质信息和地表环境信息,可以选择TM(7、4、1)波段的组合,TM(7、4、1)波段组合后的影像清晰度高,干扰信息少,地质可解译程度高,各种构造形迹(褶皱及断裂)显示清楚;若要获得监测火灾前后变化分析的影像,可以选择TM(7、4、3)波段的组合,它们组合后的影像接近自然彩色,所以可通过TM(7、4、3)彩色合成图的分析来掌握林火蔓延与控制及灾后林木的恢复状况;若要获得砂石矿遥感调查情况,可以选择TM(5、4、1)波段组合;用TM影像编制洲地芦苇资源图时,宜用TM(3、4、5)波段组合的影像,分辨率最高,信息最丰富;用MSS图像编制土地利用地图,通常采用MSS(4、5、7)波段的合成影像;若要再区分林、灌、草,则需要选用MSS(5、6、7)波段的组合影像。
遥感影像时相的选择:遥感影像的成像季节直接影响专题内容的解译质量。
对其时相的选择,既要根据地物本身的属性特征,又要考虑同一地物不同地域间的差异。
例如解译农作物的种植面积最好选在8、9月份,因为这时作物成熟了,但还没有收割,方便各种作物的区别;解译海滨地区的芦苇地及其面积宜用5、6月份的影像;解译黄淮海地区盐碱土分布图宜用3、4月份的影像。
高分辨率影像的选择:分辨率的选择要符合自己的实际需要,分辨率高对解译速度和精度都有很大帮助。
随着科技的不断发展,已经有了15~30m分辨率的ETM/TM影像、2.5~5.0m分辨率的SPORT影像、2m分辨率的福卫二号、lm分辨率的ORBVIEW 一3/IKONOS、0.6m分辨率的QUICK BIRD等。
法国SPOT-5卫星影像分辨率可达到2.5m,并可获得立体像对,进行立体观测。
SPOT一5卫星上的主要遥感设备是2台高分辨率几何成像仪(HRVIR),其工作谱段有4个,主要任务是监测自然资源分布,特别是监测农业、林业和矿产资源,观测植被生长状态与农田含水量等项,对农作物进行估产,了解城市建设与城市土地利用状况等。
TM图像波段介绍一、各波段特征:1、TM1 0、45-0、52um,蓝波段,对水体穿透强,对叶绿素与叶色素反映敏感,有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中就是否有水华等、2、TM2 0、52-0、60um,绿波段,对健康茂盛植物的反射敏感,对力的穿透力强,用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种与反映水下特征、3、TM3 0、62-0、69UM ,红波段,叶绿素的主要吸收波段,反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,其信息量大多为可见光最佳波段,广泛用于地貌,岩性,土壤,植被,水中泥沙等方面、4 、TM4 0、76-0、96UM 近红外波段,对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于牧师调查,作物长势测量,水域测量、5、TM5 1、55-1、75UM,中红外波段,处于水的吸收波段,一般1、4-1、9UM内反映含水量,用于土壤湿度植物含水量调查,水分善研究,作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力、易于反映云与雪、6、TM6 1、04-1、25UM热红外波段,可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,进行热制图、7、TM7 2、08-3、35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物、二、波段组合:1、TM321(RGB):均就是可见光波段,合成结果接近自然色彩。
对浅水透视效果好,可用于监测水体的浊度、含沙量、水体沉淀物质形成的絮状物、水底地形。
一般而言:深水深兰色;浅水浅兰色;水体悬浮物就是絮状影象;健康植被绿色;土壤棕色或褐色。
可用于水库、河口及海岸带研究,但对水陆分界的划分不合适。
这种RGB组合模拟出一副自然色的图象。
有时用于海岸线的研究与烟柱的探测。
2、TM453(RGB):2个红外波段、1个红色波段。
Landsat陆地卫星遥感影像数据简介“地球资源技术卫星”计划最早始于1967年,美国国家航空与航天局(NASA)受早期气象卫星和载人宇宙飞船所提供的地球资源观测的鼓舞,开始在理论上进行地球资源技术卫星系列的可行性研究。
1972年7月23日,第一颗陆地卫星(Landsat_1)成功发射,后来发射的这一系列卫星都带有陆地卫星(Landsat)的名称。
到1999年,共成功发射了六颗陆地卫星,它们分别命名为陆地卫星1到陆地卫星5以及陆地卫星7,其中陆地卫星6的发射失败了。
Landsat陆地卫星系列遥感影像数据覆盖范围为北纬83o到南纬83o之间的所有陆地区域,数据更新周期为16天(Landsat 1~3的周期为18天),空间分辨率为30米(RBV和MSS传感器的空间分辨率为80米)。
目前,中国区域内的Landsat陆地卫星系列遥感影像数据(见图1)可以通过中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台QQ电子网免费获得()。
Landsat 陆地卫星在波段的设计上,充分考虑了水、植物、土壤、岩石等不同地物在波段反射率敏感度上的差异,从而有效地扩充了遥感影像数据的应用范围。
在基于Landsat遥感影像数据的一系列应用中,计算植被指数和针对Landsat ETM off影像的条带修复为最常用同时也是最为基础的两个应用。
因此,中国科学院计算机网络信息中心基于国际科学数据服务平台,提供了1)基于Landsat 数据的多种植被指数提取。
2)对Landsat ETM SLC-off影像数据的条带修复。
图1 Landsat 遥感影像中国区示意图数据特征(1)数据基本特征Landsat陆地卫星包含了五种类型的传感器,分别是反束光摄像机(RBV),多光谱扫描仪(MSS),专题成像仪(TM),增强专题成像仪(ETM)以及增强专题成像仪+(ETM+),各传感器拍摄影像的基本特征如下:(2)数据主要参数Landsat陆地卫星携带的传感器,在南北向的扫描范围大约为179km,东西向的扫描范围大约为183km,数据输出格式是GeoTIFF,采取三次卷积的取样方式,地图投影为UTM-WGS84南极洲极地投影。
TM图像简介众所周知,美国陆地卫星的主题制图仪TM共有七个波段,而在假彩色合成仪上用三原色合成彩色图像,只能选用其中三个波段。
七个波段选用其三,共有35种可能,每个波段并有三种原色可选,这样共有210种合成的可能。
如单纯用试验的方法来选择,显然这是一个冗长而又低效的途径。
对于具体景物的图像来说,选用波段的一个主要依据是该波段辐射量的方差应尽可能大,因为方差的大小体现了所含信息内容的多少。
但是由于景物各波段的辐射特性之间的相关性,用三个方差最大的波段合成的结果并不一定能获得最多的信息。
一、波段特征及其选择:光学遥感所接收的电磁波辐射源是地物对太阳光的反射和散射,其波长主要分布在可见光、近红外区域。
目前使用较多的光学遥感卫星有:美国发射的LANDSAT 的TM 数据分7 个波段,其中6 个波段波长范围为0 .45~2 .35 μm,空间分辨率为30 m,时间分辨率为16 d,其中TM5 对线性构造反映清晰,一个热红外波长范围为10 .4~12 .5 μm,空间分辨率为120 m,在揭示第四纪覆盖区的隐伏断裂及活动性构造方面具有一定优势,可用于地热制图、地质、制图等。
多波段的传感器提供了空间环境不同的信息,以下以TM为例:TM1 0.45-0.52um蓝波段:对叶绿素和夜色素浓度敏感,对水体穿透强,用于区分土壤与植被、落叶林与针叶林、近海水域制图,有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等。
TM2 0.52-0.60um,绿波段:对健康茂盛植物的反射敏感,对力的穿透力强,用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种和反映水下特征。
在所有的波段组合中,TM 波段-2 的分类精度是最高的,达到了 75.6%。
从单时相遥感影像的分类来讲,这种分类精度只相当于中等水平。
但若从多时相图像的角度来看,这一精度则相当于在采用分类后比较法时,每一景图像的平均分类精度需达到86.9% 的水平②,而这种分类精度,特别是在山区,其实已经是比较好的了。
TM3 0.62-0.69UM ,红波段:叶绿素的主要吸收波段,反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,其信息量大多为可见光最佳波段,广泛用于地貌,岩性,土壤,植被,水中泥沙等方面。
TM4 0.76-0.96UM近红外波段:对无病害植物近红外反射敏感,对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于牧师调查,作物长势测量,水域测量,生物量测定及水域判别。
TM51.55-1.75UM中红外波段:对植物含水量和云的不同反射敏感,处于水的吸收波段,一般1.4-1.9UM内反映含水量,用于土壤湿度植物含水量调查,水分善研究,作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力,可判断含水量和雪、云。
在TM7个波段光谱图像中,一般第5个波段包含的地物信息最丰富。
TM61.04-1.25UM远红外波段:可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,作温度图,植物热强度测量。
TM7 2.08-3.35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物.各光谱差异为:TM1居民地与河流菜地不易分开;TM2居民地与河流菜地不易分;TM3乡村与菜地不易分;TM4农田与道路不易分,乡镇,道路,河滩易浑;TM5县城与农田不易分;TM6村庄与河流易混。
所以在遥感的类型提取上,一般采取:城市与乡镇的提取:TM1+TM7+TM3+TM5+TM6+TM2-TM4乡镇与村落:TM1+TM2+TM3+TM6+TM7-TM4-TM5河流的提取:TM5+TM6+TM7-TM1-TM2-TM4道路的提取:TM6-(TM1+TM2+TM+-TM4+TM5+TM7)二、波段融合及专题应用:利用多波段图像之间的差异进行特征提取,可获得较多的信息量。
常用的方法有:灰度四则运算、假彩色合成、HIS 变换等,利用这些方法可以简单地减少异物同谱现象,如在波长0 .63 μm 下,绿泥岩和褐铁矿的反射系数相同,但在0 .5 μm 下,其反射系数的差别却很大,可针对不同的遥感资料,根据岩石反射能力的不同,选取不同的波段,对岩石进行分类。
TM图像的光波信息具有3~4维结构,其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。
在TM7个波段光谱图像中,一般第5个波段包含的地物信息最丰富。
3个可见光波段(即第1、2、3波段)之间,两个中红外波段(即第4、7波段)之间相关性很高,表明这些波段的信息中有相当大的重复性或者冗余性。
第4、6波段较特殊,尤其是第4波段与其他波段的相关性得很低,表明这个波段信息有很大的独立性。
而第7波段只是在探测森林火灾、岩矿蚀变带及土壤粘土矿物类型等方面有特殊的作用。
由于地物的复杂性和多样性,只选一个波段是不够的,在进行地质现象的解释时,常选几个波段进行比较,以下以TM为例:741 :741波段组合图像具有兼容中红外、近红外及可见光波段信息的优势,图面色彩丰富,层次感好,具有极为丰富的地质信息和地表环境信息;而且清晰度高,干扰信息少,地质可解译程度高,各种构造形迹(褶皱及断裂)显示清楚,不同类型的岩石区边界清晰,岩石地层单元的边界、特殊岩性的展布以及火山机构也显示清楚。
742:适宜于温带到干旱地区,提供最大的光谱多样性。
1992年,完成了桂东南金银矿成矿区遥感地质综合解译,利用1:10万TM7、4、2假彩色合成片进行解译,共解译出线性构造1615条,环形影像481处, 并在总结了构造蚀变岩型、石英脉型、火山岩型典型矿床的遥感影像特征及成矿模式的基础上,对全区进厅成矿预测,圈定金银A类成矿远景区2处,B类 4处,C类5处。
为该区优选找矿靶区提供遥感依据。
743:我国利用美国的陆地卫星专题制图仪图象成功地监测了大兴安岭林火及灾后变化。
这是因为TM7波段(2.08-2.35微米)对温度变化敏感;TM4、TM3波段则分别属于红外光、红光区,能反映植被的最佳波段,并有减少烟雾影响的功能;同时TM7、TM4、TM3(分别赋予红、绿、蓝色)的彩色合成图的色调接近自然彩色,故可通过TM743彩色合成图的分析来指挥林火蔓延与控制和灾后林木的恢复状况。
754:适宜于湿润地区,提供了最大的空间分辨率。
对不同时期湖泊水位的变化,可采用不同波段,如用陆地卫星MSS7,MSS5,MSS4合成的标准假彩色图像中的蓝色、深蓝色等不同层次的颜色得以区别。
从而可用作分析湖泊水位变化的地理规律。
陆地卫星图像的标准假彩色指采用陆地卫星多光谱扫描仪所成的同一图幅的第四波段MSS4图像、第五波段MSS5图像和第七波段MSS7图像,分别配以兰、绿、红色的彩色合成图像上的彩色。
并称此种合成的图像为陆地卫星标准假彩色图像。
在此图像上植被分布显红色,城镇为兰灰色,水体为兰色、浅兰色(浅水),冰雪为白色等。
541:某开发区砂石矿遥感调查是通过对陆地卫星TM最佳波段组fefee7合的选择(TM5、TM4、 TM1)以及航空、航天多种遥感资料的解译分析进行的,在初步解译查明调查区第四系地貌。
543:城镇和农村土地利用的区分,陆地/水体边界的确定。
例如采用1995年8月2日的TM数据对于图象分析,选用信息量最为丰富的5、4、3波段组合配以红、绿、兰三种颜色生成假彩色合成图象,这个组合的合成图象不仅类似于自然色,较为符号人们的视觉习惯,而且由于信息量丰富,能充分显示各种地物影像特征的差别,便于训练场地的选取,可以保证训练场地的准确性;对于计算机自动识别分类,采用主成分分析(K-L变换)进行数据压缩,形成三个组分的图象数据,用于自动识别分类。
742:用于土壤和植被湿度内容分析,内陆水体定位,其中植被显示为绿色的阴影。
适宜于温带到干旱地区,提供最大的光谱多样性。
采用以遥感图像解译为主结合地质、物化探资料进行研究的综合方法。
解译为目视解译,解译的遥感图像有:以1984年3月成像经处理放大为1:5万卫星TM假彩色片(5、4、3波段合成)和1979年7月拍摄的1:1.6万黑白航片为主要工作片种;采用1986年11月的1:10万TM 假彩色片(7、4、2波段合成)为参考片种。
432:红外假色。
在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面,这是最常用的波段组合。
提供中等的空间分辨率。
在这种组合中,所有的植被都显示为红色。
例如当卫星遥感图像示蓝藻暴发情况时,蓝藻暴发时绿色的藻类生物体拌随着白色的泡沫状污染物聚集于水体表面,蓝藻覆盖区的光谱特征与周围湖面有明显差异。
由于所含高叶绿素A的作用,蓝藻区在LandsatTM2波段具有较高的反射率,在TM3波段反射率略降但仍比湖水高,在TM4波段反射率达到最大。
因此,在TM4(红)、3(绿)、2(蓝)假彩色合成图像上,蓝藻区呈绯红色,与周围深蓝色、蓝黑色湖水有明显区别。
此外,蓝藻暴发聚集受湖流、风向的影响,呈条带延伸,在TM 图像上呈条带状结构和絮状纹理,与周围的湖水面也有明显不同。
453:用于土壤湿度和植被状况的分析,也很好的用于内陆水体和陆地/水体边界的确定,可突出水体、城市、山区、线性特征。
例如采取4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像,色彩反差明显,层次丰富,而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似,符合过去常规片的目视判读习惯。
再例如把4、5两波段的赋色对调一下,即5、4、3分别赋予红、绿、蓝色,则获得近似自然彩色合成图像,适合于非遥感应用专业人员使用。
本研究遥感信息源是中国科学院卫星遥感地面接收站于1995年10月接收美国MSS卫星遥感TM波段4(红)、波段5(绿)、波段3(蓝)CCT磁带数据制作的1∶10万和1∶5万假彩色合成卫星影像图。
图上山地、丘陵、平原台地等喀斯特地貌景观及各类用地影像特征分异清晰。
成像时期晚稻接近收获,且稻田中不存积水,因此耕地类型中的水田色调呈粉红色;旱地由于作物大多收获,且土壤水分少而呈灰白色;菜地则由于蔬菜长势好,色调鲜亮并呈猩红色。
园地色调呈浅褐色,且地块规则整齐、轮廓清晰。
林地中乔木林色调呈深褐色,而分布于喀斯特山地丘陵等地区的灌丛则呈黄到黄褐色。
牧草地大多呈黄绿色调。
建设用地中的城镇呈蓝色;公路呈线状,色调灰白;铁路呈线条状,色调为浅蓝;机场跑道为蓝色直线,背景草地呈蓝绿色;在建新机场建设场地为白色长方形;备用旧机场为白色色调,外形轮廓清晰、较规则。
水库和河流则都呈深蓝色调。
472:土壤和植被湿度内容分析,内陆水体定位,植被显示为绿色的阴影。
在采用TM4、7、2波段假彩色合成和 1:4 计算机插值放大技术方面,在制作 1:5万TM影像图并成 1:5万工程地质图、塌岸发展速率的定量监测以及在单张航片上测算岩 (断) 层产状等方面,均有独到之处。