Κοιλάδα του Κατμαντού με οπτικές εικόνες - Γενική επισκόπηση
|  | Συνδυασμός φυσικών χρωμάτων του Κατμαντού χρησιμοποιώντας τις ζώνες 3,2,1 | |
Συνδυασμός φυσικών χρωμάτων
Ο συνδυασμός φυσικών χρωμάτων απαιτεί το κόκκινο (ζώνη 3 - 0,63 - 0,69µm), πράσινο (ζώνη 2 - 0,52 - 0,60µm) και μπλε (ζώνη 1 - 0,45 - 0,52µm) κανάλι Landsat.
Ο συνδυασμός ζωνών LANDSAT έχει ως αποτέλεσμα μια εικόνα με χρώματα που μοιάζουν πολύ φυσικά επειδή χρησιμοποιεί την αντανάκλαση φυσικών χρωμάτων της επιφάνειας της Γης. Το μήκος κύματος μεταξύ 0,63 και 0,69µm (ζώνη 3) αντιπροσωπεύει το κόκκινο τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του ορατού φωτός, και συνεπώς χρησιμοποιείται για το κόκκινο κανάλι στο σύστημα χρωμάτων RGB.
Η ζώνη 2 Landsat χρησιμοποιείται για το πράσινο κανάλι στο σύστημα RGB, επειδή το πράσινο φως είναι ορατό μεταξύ 0,49-0,575µm. Αυτό το τμήμα των φασματικών χρωμάτων αντιπροσωπεύεται στη ζώνη 2 Landsat. Το ίδιο φυσικό χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται για το μπλε κανάλι, το οποίο αντιπροσωπεύεται στη ζώνη 1 Landsat.
Γιατί αυτός ο συνδυασμός οδηγεί σε μια εικόνα που είναι πολύ όμοια με μια έγχρωμη φωτογραφία;
Τι θα συμβεί αν αλλάξετε τη σειρά; (π.χ. Κόκκινο = ζώνη 1, Μπλε = ζώνη 2 και Πράσινο = ζώνη 3;)
Ανοίξτε το πρόγραμμα LEOWorks. Αν ακόμη δεν έχετε κάνει λήψη των εικόνων του Κατμαντού, μεταβείτε στο Download (Λήψη) στο επάνω μέρος του φύλλου εργασίας και ακολουθήστε τις οδηγίες.
Επιλέξτε File>Open (Αρχείο>Άνοιγμα). Θα εμφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου. Επιλέξτε το φάκελο Κατμαντού και επιλέξτε την πρώτη εικόνα
Kathmandu_Landsat_2001_Band_1.tif. Ανοίξετε επίσης το
Kathmandu_Landsat_2001_Band_2.tif και το
Kathmandu_Landsat_2001_Band_3.tif.
Επιλέξτε Image>Combine from...>Red Green Blue (Εικόνα>Συνδυασμός από...>Κόκκινο Πράσινο Μπλε Θα ανοίξει ένα αναδυόμενο μενού. Επιλέξτε την εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_3.tif για το Κόκκινο,
Kathmandu_Landsat_2001_Band_2.tif για το Πράσινο και
Kathmandu_Landsat_2001_Band_1.tif για το Μπλε και κάντε κλικ στο OK.
Η νέα εικόνα είναι η εικόνα φυσικών χρωμάτων που δημιουργήθηκε από τα 3 κανάλια ορατού φωτός. Ωστόσο δεν έχει ακόμη φυσικά χρώματα, λόγω των μη βελτιωμένων ακατέργαστων δεδομένων. Επιλέξτε (ενεργοποιήστε) την πρώτη εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_3.tif και επιλέξτε Enhance>Interactive Stretching. (Ενίσχυση>Διαδραστική επέκταση). Θα εμφανιστεί ένα ιστόγραμμα. Μετακινήστε την αριστερή (μπλε) ράβδο στο Input Histogram (Εισαγωγή ιστογράμματος) στο αριστερό σημείο έναρξης του Input Histogram. Κατόπιν μετακινήστε τη δεξιά (κόκκινη) ράβδο στο δεξί αρχικό σημείο του Input Histogram (Εισαγωγή ιστογράμματος) και κάντε κλικ στο Apply (Εφαρμογή). Παρατηρήστε τις αλλαγές στη συνδυασμένη εικόνα.
Μετατρέψτε και τις άλλες δύο εικόνες με τον ίδιο τρόπο.
Το πόσο μακριά πρέπει να μετατοπίσετε τις ράβδους για κάθε ζώνη εξαρτάται από την αντίληψή σας για τα χρώματα και τη χρωματική ρύθμιση της οθόνης σας. Για να δημιουργήσετε μια «σχεδόν»κανονική εικόνα φυσικών χρωμάτων προτείνεται να ανοίξετε την ήδη συνδυασμένη εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_321.tif και να τη χρησιμοποιήσετε ως στοιχείο ελέγχου.
Περιγράψτε γενικά την εικόνα.
Ποια χαρακτηριστικά του Κατμαντού μπορείτε να αναγνωρίσετε στην εικόνα φυσικών χρωμάτων Landsat;
Επισημάνετε το αεροδρόμιο.
Περιγράψτε την τοποθεσία του Κατμαντού εντός του περιβάλλοντος χώρου της πόλης. Σκεφτείτε για τα βουνά, ποτάμια, γεωργία, δάση, πάρκα στην πόλη και μεγάλες εκτάσεις γης.
Μπορείτε να αναγνωρίσετε τα όρια της πόλης σε αυτήν την εικόνα φυσικών χρωμάτων;
Γιατί το κέντρο της πόλης είναι κάπως θολό;
| | | Εικόνα ψευδοχρωμάτων του Κατμαντού χρησιμοποιώντας τις ζώνες 4,3,2 |
Συνδυασμός ψευδοχρωμάτων
Για μεγαλύτερη δυνατότητα ερμηνείας των δορυφορικών εικόνων, σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται εικόνες ψευδοχρωμάτων.
Στις περισσότερες περιπτώσεις μια εικόνα ψευδοχρωμάτων χρησιμοποιεί τουλάχιστον ένα υπέρυθρο κανάλι. Το υπέρυθρο εύρος είναι πολύ χρήσιμο για την ερμηνεία της επιφάνειας της γης, καθώς αποτελείται από ανακλώμενη και εκπεμπόμενη ενέργεια.
Το υπέρυθρο φως δεν είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι, αλλά αποκαλύπτει πολλές πληροφορίες. Συγκεκριμένα, τα φυτά ανακλούν πολύ μεγαλύτερη ενέργεια στο σχεδόν υπέρυθρο απ’ ό,τι στο ορατό εύρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ακόμη και η υγεία ενός φυτού μπορεί να διαπιστωθεί από την ένταση.
Υπάρχουν διαφορετικοί πιθανοί συνδυασμοί ζωνών για τη δημιουργία εικόνων ψευδοχρωμάτων. Δύο από τους πιο συνηθισμένους συνδυασμούς είναι το κανάλι LANDSAT 4,2,1 και 4,3,2. Η χρήση του σχεδόν υπέρυθρου (ζώνη 4) και του κόκκινου καναλιού (ζώνη 3) είναι σημαντική. Το σχεδόν υπέρυθρο είναι πολύ ευαίσθητο στη βλάστηση, ενώ το κόκκινο κανάλι αντιπροσωπεύει βέλτιστα τις επιφάνειες που δεν καλύπτονται από βλάστηση. Θα χρησιμοποιήσουμε το συνδυασμό ζωνών 4,3,2 εξαιτίας της ατμοσφαιρικής διαταραχής επάνω από το Κατμαντού.
Η ατμοσφαιρική διάχυση είναι πολύ μεγαλύτερη στα μικρότερη μήκη κύματος από ότι στα μεγαλύτερα. Η μεγαλύτερη διάχυση του ορατού φωτός εμφανίζεται στο μπλε φάσμα, εξαιτίας του μικρού μήκους κύματος των 0,42 - 0,49µm.
Ανοίξτε το πρόγραμμα LEOWorks. Αν ακόμη δεν έχετε κάνει λήψη των εικόνων του Κατμαντού, μεταβείτε στο Download (Λήψη) στο επάνω μέρος του φύλλου εργασίας και ακολουθήστε τις οδηγίες.
Επιλέξτε File>Open (Αρχείο>Άνοιγμα). Θα εμφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου. Επιλέξτε το φάκελο Κατμαντού και επιλέξτε την πρώτη εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_2.tif. Ανοίξτε το
Kathmandu_Landsat_2001_Band_3.tif και το
Kathmandu_Landsat_2001_Band_4.tif.
Επιλέξτε Image>Combine from...>Red Green Blue (Εικόνα>Συνδυασμός από...>Κόκκινο Πράσινο Μπλε Θα ανοίξει ένα αναδυόμενο μενού. Επιλέξτε την εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_4.tif για το Κόκκινο,
Kathmandu_Landsat_2001_Band_3.tif για το Πράσινο και
Kathmandu_Landsat_2001_Band_2.tif για το Μπλε και κάντε κλικ στο OK.
Βελτιώστε τα ακατέργαστα δεδομένα όπως περιγράφεται στην άσκηση Συνδυασμός φυσικών χρωμάτων.
Αυτή η νέα εικόνα είναι ένας συνδυασμός ψευδοχρωμάτων τριών εικόνων σε αποχρώσεις του γκρι.
Πώς άλλαξαν τα χρώματα γενικά; Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στη βλάστηση και στις περιοχές οικισμών.
Γιατί η βλάστηση εμφανίζεται με κόκκινο χρώμα;
Τι εμφανίζεται με μπλε χρώμα και τι με πράσινο; Εξηγήστε το χρωματισμό με το βαθμό αντανάκλασης των διαφορετικών χαρακτηριστικών επιφάνειας.
Η εικόνα ψευδοχρωμάτων του Κατμαντού χρησιμοποιώντας το συνδυασμό ζωνών 4,3,2 είναι ακόμη αρκετά θολή στην περιοχή του κέντρου της πόλης, εξαιτίας ισχυρής διάχυσης στο πράσινο κανάλι μικρού μήκους κύματος. Αλλά υπάρχει τρόπος μείωσης των ατμοσφαιρικών επιδράσεων με το συνδυασμό μιας εικόνας ψευδοχρωμάτων με τη χρήση ζωνών 4,5,3 Landsat.
| | Εικόνα ψευδοχρωμάτων του Κατμαντού με μείωση του ατμοσφαιρικού θορύβου χρησιμοποιώντας τις ζώνες 4,5,3 | |
Υπάρχουν δύο λόγοι για τους οποίους αυτός ο συνδυασμός οδηγεί σε εικόνα με μειωμένες ατμοσφαιρικές επιδράσεις. Ο πρώτος είναι ότι τα κανάλια που έχουν χρησιμοποιηθεί έχουν μεγαλύτερα μήκη κύματος, και συνεπώς, η διάχυση είναι μικρότερη. Ο δεύτερος είναι ότι υπάρχει η μεγαλύτερη φασματική διαφορά μεταξύ του κόκκινου φωτός, του σχεδόν υπέρυθρου και του μέσου υπέρυθρου. Τα χαρακτηριστικά εικόνων είναι πολύ πιο διακριτά απ’ ότι σε μια εικόνα ψευδοχρωμάτων που χρησιμοποιεί δύο κανάλια από το ορατό φως και ένα από το σχεδόν υπέρυθρο.
Επιλέξτε Image>Combine from...>Red Green Blue (Εικόνα>Συνδυασμός από...>Κόκκινο Πράσινο Μπλε). Θα ανοίξει ένα αναδυόμενο μενού. Επιλέξτε την εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_4.tif για το Κόκκινο,
Kathmandu_Landsat_2001_Band_5.tif για το Πράσινο και
Kathmandu_Landsat_2001_Band_3.tif για το Μπλε και κάντε κλικ στο OK.
Βελτιώστε τα ακατέργαστα δεδομένα όπως περιγράφεται στην άσκηση Συνδυασμός φυσικών χρωμάτων.
Θα χρειαστούμε αυτήν την εικόνα στις ακόλουθες ασκήσεις. Επομένως, αποθηκεύστε την εικόνα ως Kathmandu_Landsat_Band_453 (TIF) στο φάκελο Κατμαντού σας.
Σίγουρα είναι καλό να έχετε μια εικόνα χωρίς θόρυβο και με αρκετά χρώματα. Αλλά δεν έχει αξία αν δεν χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα για την ερμηνεία και ταξινόμηση δεδομένων. Ο σκοπός μιας δορυφορικής εικόνας είναι να παράσχει πληροφορίες. Εξαρτάται από τον θεατή, από εσάς, να φιλτράρετε αυτές τις πληροφορίες. Για λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο που γίνεται αυτό, δείτε την ακόλουθη άσκηση Ταξινόμηση πολυφασματικών εικόνων.
| 
