|  | Landsat 7 ETM | |
Kairo - Übungen mit Landsatdaten
Beschreibung der Landsat Daten
Der US-Satellit Landsat 7 ETM ist der sechste (Start von Landsat 6 schlug 1993 fehl) in Betrieb genommene NASA-Erdbeobachtungssatellit einer Serie, die bis auf das Jahr 1972 zurückgeht. Damit stellt das Landsatsystem die längste durchgehende Beobachtungsreihe der Erdoberfläche. Alle Landsat-Satelliten werden in erster Linie für Umweltüberwachung, Katastrophenschutz, Landnutzung und Gebietsplanung, Kartographie, Raumordnung und Öl- sowie Mineralexploration genutzt.
Ihre Betriebsart wurde stetig verbessert. Landsat ETM bietet heute acht Kanäle, die vom sichtbaren Licht (Kanäle 1, 2, 3) über nahes und mittleres Infrarot (Kanäle 4, 5, 7) bis hin zur thermischen Strahlung (Kanal 6) reichen. Die Bodenauflösung des panchromatischen Kanals (8) beträgt 15 Meter und diejenige der Kanäle 1 bis 5 und 7 beträgt 30 Meter. Der thermische Kanal 6 liefert eine Bodenauflösung von 80 Metern. Der Satellit Landsat 7 wird in einer nahezu kreisförmigen, sonnensynchronen und polnahen Bahn betrieben.
Technische Daten der Landsatbänder.
Beschreibung der Aufnahmen von Kairo
Bevor Sie mit den Übungen beginnen, müssen Sie die erforderlichen Bilder herunterladen.
Alle Bilder, die Sie benötigen, finden Sie komprimiert in der Datei cairo.zip.
In dieser Übung arbeiten wir mit Landsat 7 ETM-Aufnahmen aus dem Jahr 2000.
Öffnen Sie das Programm LEOWorks.
Zum Öffnen des ersten Bildes wählen Sie File>Open. Ein Dialogfeld wird angezeigt. Öffnen Sie den Ordner "Kairo", und wählen Sie das erste Bild, Cairo_Landsat_2000_Band_1.tif, aus. Öffnen Sie auch alle anderen Einzelbandaufnahmen aus dem Jahr 2000.
Um eine deutlichere Ansicht des Bildbereiches zu erhalten, müssen alle Aufnahmen verbessert werden.
Markieren Sie das erste Bild, Cairo_Landsat_2000_Band_1.tif, und wählen Sie Enhance>Histogram Equalization. Das Bild verändert sich. Konvertieren Sie alle anderen Bilder auf dieselbe Weise.
Sie sehen nun neun Bilder auf dem Bildschirm. Jedes einzelne Bild stellt einen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen 0,45 µm und 12,5 µm dar (der Bereich des sichtbaren Lichts liegt zwischen 0,45 µm und 0,7 µm).
Es werden deshalb so viele Bänder verwendet, weil unterschiedliche Merkmale der Erdoberfläche in unterschiedlichen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums sichtbar sind oder sich dasselbe Merkmal in unterschiedlichen Bereichen des Spektrums anders darstellt. Das bedeutet, dass sich alle abgebildeten Merkmale oder Objekte für unsere Augen in unterschiedlichen Farben darstellen, wenn sie mit Licht (einschließlich Infrarotlicht) bestrahlt werden. Um diese Objekte nach ihrer Farbe unterscheiden zu können, benötigen wir ein Instrument, das in mehreren Bändern messen kann und alle sichtbaren Farben sowie den Infrarotbereich abdeckt.
Betrachten Sie nun die Bilder und teilen Sie sie in zwei Gruppen einander ähnlicher Bilder auf. Beachten Sie besonders das Wasser und die Vegetation im Nordwesten. Vergleichen Sie die beiden Gruppen mit der Tabelle der Landsatdatenbänder. Lassen sich die beiden Gruppen auch hier wiederfinden?
Worin besteht im Hinblick auf Bilddetails der bedeutende Unterschied zwischen Cairo_Landsat_2000_Band_61.tif/Cairo_Landsat_2000_ Band_62.tif (Landsat ETM band 6) und Cairo_Landsat_2000_Band_8.tif (Landsat ETM band 8) und den übrigen Bändern?
| | | Kairo, 23. August 2000 |
Multispektralbildkombination
Für das menschliche Auge sind die unterschiedlichen Merkmale der Erdoberfläche in einem Schwarzweißbild nur schwer zu erkennen. Deshalb ist es hilfreich, drei schwarzweiße Landsatbilder zu einem RGB-Farbbild zu kombinieren.
RGB steht für Rot (Kanal 3), Grün (Kanal 2) und Blau (Kanal 1) und beruht auf dem physikalischen Prinzip des additiven Farbsystems.
Die Farben der unterschiedlichen Merkmale hängen von den für die Kombination ausgewählten Bändern ab, da jedes Objekt eigene Reflexionseigenschaften aufweist. Durch unterschiedliche Kombinationen können unterschiedliche Darstellungen von ein und demselben Merkmal erreicht werden. In der nächsten Übung werden wir mit einigen Kombinationen experimentieren.
| | Echtfarbenkombination von Kairo aus den Bändern 3, 2 und 1 | |
Echtfarbenkombination
Für die Echtfarbenkombination benötigen wir den roten (Band 3 - 0,63 - 0,69 µm), den grünen (Band 2 - 0,52 - 0,6 µm) und den blauen Landsatkanal (Band 3 - 0,45 - 0,52 µm). Das aus dieser Kombination entstehende Bild sieht einem Farbfoto sehr ähnlich.
Öffnen Sie das Programm LEOWorks. Wenn Sie die Aufnahmen von Kairo noch nicht heruntergeladen haben, gehen Sie zu "Eduspace-Download" im rechten Navigationsstab, und befolgen Sie die Anweisungen.
Wählen Sie File>Open. Ein Dialogfeld wird angezeigt. Öffnen Sie den Ordner "Kairo", und wählen Sie das erste Bild, Cairo_Landsat_2000_Band_1.tif, aus. Öffnen Sie auch Cairo_Landsat_2000_Band_2.tif und Cairo_Landsat_2000_Band_3.tif.
Wählen Sie Image>Combine from...>Red Green Blue. Es wird ein Kontextmenü eingeblendet. Wählen Sie das Bild Cairo_Landsat_2000_Band_3.tif für Red (Rot), Cairo_Landsat_2000_Band_2.tif für Green (Grün) und Cairo_Landsat_2000_Band_1.tif für Blue (Blau), und klicken Sie auf OK.
Das neue Bild ist das aus den drei Kanälen des sichtbaren Lichts erzeugte Echtfarbenbild. Da die Daten aber noch nicht verbessert sind, wird es noch nicht in Echtfarben dargestellt.
Markieren Sie das erste Bild Cairo_Landsat_2000_Band_3.tif, und wählen Sie Enhance>Interactive Stretching. Es wird ein Histogramm angezeigt. Verschieben Sie die blaue Leiste links im Eingangshistogramm (Input Histogram) an den äußerst linken Punkt des Eingangshistogramms. Verschieben Sie dann die rote Leiste rechts an den äußerst rechten Punkt des Histogramms, und klicken Sie auf Apply. Beachten Sie die Veränderungen im kombinierten Bild. Konvertieren Sie die anderen beiden Bilder auf dieselbe Weise.
Beschreiben Sie das Bild und unterteilen Sie seine Merkmale in fünf Klassen: Parks und Agrarland, Wasser, Wüste und nackter Boden, dicht bebaute Gebiete, locker bebaute Gebiete.
Welche weiteren Merkmale können Sie feststellen?
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