Übung 1 - Landsat ETM-Daten - Fortsetzung
|  | Landsat ETM | |
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 jede Landbedeckung einen eigenen, charakteristischen „spektralen Fingerabdruck“ aufweist. Durch unterschiedliche Kombinationen können unterschiedliche Bilder ein und desselben Merkmals erstellt werden. In den nächsten Übungen werden wir mit einigen Kombinationen experimentieren.
a) 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 1 - 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 des Nigerbinnendeltas noch nicht heruntergeladen haben, gehen Sie zu "Download" am oberen Rand des Arbeitsblatts, und befolgen Sie die Anweisungen.
Wählen Sie File>Open. Ein Dialogfeld wird angezeigt. Öffnen Sie den Ordner "Niger", und wählen Sie das erste Bild, Nigerdelta_Landsat_Band_1.tif, aus. Öffnen Sie auch die Bilder Nigerdelta_Landsat_Band_2.tif und Nigerdelta_Landsat_Band_3.tif.
Wählen Sie Image>Combine from>...Red Green Blue. Es wird ein Kontextmenü eingeblendet. Wählen Sie das Bild
Nigerdelta_Landsat_Band_1.tif für Red (Rot),
Nigerdelta_Landsat_Band_2.tif für Green (Grün) und
Nigerdelta_Landsat_Band_3.tif für Blue (Blau) aus, 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, Nigerdelta_Landsat_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. Suchen Sie Gebiete mit Vegetation. Suchen Sie Gebiete ohne Vegetation. Versuchen Sie, die Verteilung der Bereiche mit Vegetation zu erklären.
Welche weiteren Merkmale können Sie feststellen?
| | Echtfarbenkombination des Nigerbinnendeltas aus den Bändern 7, 4 und 2 | |
b) Falschfarbenkombination
Zur Verbesserung der Interpretierbarkeit von Satellitenbildern werden häufig Falschfarbenbilder eingesetzt.
Meistens enthält ein Falschfarbenbild mindestens einen Infrarotkanal. Der Infrarotbereich eignet sich sehr gut zur Interpretation der Erdoberfläche, da er sowohl die reflektierte als auch die abgestrahlte Energie umfasst.
Infrarotlicht ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, birgt aber sehr viele Informationen. Insbesondere reflektieren Pflanzen mehr Energie im nahen Infrarotbereich als im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Die Intensität gibt sogar Aufschluss über den Gesundheitszustand der Pflanzen. Manchmal kommen in Falschfarbenbildern sogar unsichtbare Merkmale zum Vorschein.
Welche Merkmale waren im Echtfarbenbild des Nigerbinnendeltas nicht zu sehen?
Gibt es verborgene Vegetations- oder Wasserflächen?
Öffnen Sie das Programm LEOWorks. Wenn Sie die Aufnahmen des Nigerbinnendeltas noch nicht heruntergeladen haben, gehen Sie zu "Download" am oberen Rand des Arbeitsblatts, und befolgen Sie die Anweisungen.
Wählen Sie File>Open. Ein Dialogfeld wird angezeigt. Öffnen Sie den Ordner "Niger", und wählen Sie das erste Bild, Nigerdelta_Landsat_Band_2.tif, aus. Öffnen Sie Nigerdelta_Landsat_Band_4.tif und Nigerdelta_Landsat_Band_7.tif.
Wählen Sie Image>Combine from...>Red Green Blue. Es wird ein Kontextmenü eingeblendet. Wählen Sie das Bild
Nigerdelta_Landsat_Band_7.tif für Red (Rot),
Nigerdelta_Landsat_Band_4.tif für Green (Grün) und
Nigerdelta_Landsat_Band_2.tif für Blue (Blau) aus, und klicken Sie auf OK. Verbessern Sie die Rohdaten, wie in der Übung zur Echtfarbenkombination beschrieben.
Welche neuen Merkmale der Flussmündung sind nun erkennbar?
Weshalb sind die Oberflächenstrukturen, die im Echtfarbenbild nicht zu erkennen sind, im Falschfarbenbild sichtbar? Erläutern Sie die Beschaffenheit dieser Bereiche.
| | | Falschfarbenkombination des Nigerbinnendeltas aus den Bändern 4, 3 und 2 |
Probieren Sie eine andere Kombination aus.
Wählen Sie File>Open. Ein Windows-Dialogfeld wird angezeigt. Öffnen Sie den Ordner „Niger“, und wählen Sie das erste Bild, Nigerdelta_Landsat_Band_2.tif, aus. Öffnen Sie auch Nigerdelta_Landsat_Band_3.tif und Nigerdelta_Landsat_Band_4.tif.
Wählen Sie Image>Combine from...>Red Green Blue. Es wird ein Kontextmenü eingeblendet. Wählen Sie das Bild
Nigerdelta_Landsat_Band_4.tif für Red (Rot),
Nigerdelta_Landsat_Band_3.tif für Green (Grün) und
Nigerdelta_Landsat_Band_2.tif für Blue (Blau) aus, und klicken Sie auf OK. Verbessern Sie die Rohdaten, wie in der Übung zur Echtfarbenkombination beschrieben.
Das Gebiet des Nigerbinnendeltas ist sehr wasserreich. Trotzdem ist in diesem Bildausschnitt kaum Vegetation (in Rot abgebildet) vorhanden. Erklären Sie die Gründe für den spärlichen Bodenbewuchs.
Vergleichen Sie die beiden Falschfarbenbilder. Erklären Sie die Unterschiede und die Gemeinsamkeiten der Bilder.
Welche Kombination ist zum Auffinden von Sümpfen und seichten Gewässern am besten geeignet?
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