Características de la imagen del tema instrumentos musicales.
(1) Características espaciales
Las características espaciales de las imágenes TM se refieren principalmente a la tasa de superposición, los atributos de proyección, la longitud y latitud, la escala y la resolución de la imagen.
1. Cobertura del terreno y superposición de imágenes.
(1) Tasa de superposición de imágenes: las imágenes TM son similares a las fotografías aéreas normales en blanco y negro, con superposición vertical y superposición horizontal. La tasa de superposición vertical se prediseña en el centro de procesamiento de datos al encuadrar, que es el 10% del área total, es decir, la superposición de fotografías es 18. 5 kilómetros de arriba a abajo. La tasa de superposición lateral está determinada por la órbita del satélite Landsat. Cerca del ecuador, la línea de proyección de la órbita del satélite en la Tierra se mueve hacia el oeste 1,43 (longitud) cada día, es decir, una distancia de 159 km. El ancho de la imagen regional es de 185 km, lo que da como resultado una superposición lateral de 26 km. para el 14% del área total de la imagen (Figura 3 -34 Dado que el ángulo entre la órbita del satélite Landsat y el eje de la Tierra es muy pequeño, mayor es la latitud.
Figura 3-34 Cobertura repetida de satélites terrestres (a) y superposición lateral de imágenes en el ecuador (b)
(2) Cobertura terrestre: la cobertura terrestre de la zona de observación TM adopta escaneo bidireccional, es decir, escaneo hacia adelante y escaneo hacia atrás. del espejo de escaneo son escaneos efectivos. La frecuencia de oscilación del espejo de escaneo es 7 veces/segundo, que es la misma que la del espejo de escaneo. En comparación con Landsat-1, 2 y 3, el tiempo de residencia del detector en el. El terreno aumenta y se mejora la precisión de la radiación. Cada línea de escaneo de las imágenes de las bandas TM1-5 y TM7 es 16, cada línea de escaneo tiene un ancho de 30 m y el área de superficie es 480 m × 185 km. requiere alrededor de 386 escaneos, un total de 665438+. La imagen de banda TM6 adquirida por el sensor remoto infrarrojo térmico escanea cuatro líneas de escaneo a la vez en la misma área de superficie, con un ancho de línea de 120 m. El marco de la imagen consta de 1542 líneas de escaneo.
2. Propiedades de proyección
En el escaneo de imágenes, cada escaneo efectivo tiene un centro. Hay 386 centros, por lo que se llama "proyección multicentro". El centro de proyección es dinámico, por lo que la relación de imagen de la primera fila desde el centro hasta el borde no es igual, pero dado que el satélite dispara a una altitud de 700 ~. 900. Kilómetros de terreno, el efecto de esta deformación no es obvio
Figura 3-35 Diagrama de matriz de detectores TM
3. Campo de visión instantáneo y resolución del terreno
El campo de visión instantáneo del sensor de escaneo óptico se refiere al área del suelo incluida en el ángulo sólido del haz reflejado en el elemento detector (llamado campo de visión instantáneo) cuando el espejo de escaneo está en una posición determinada. la resolución terrestre de la imagen en la tasa de imagen TM. Cada escaneo del espejo de escaneo TM proyecta información del terreno de 480 m de ancho a 100 unidades detectoras de la placa de imágenes, divididas en TM1-5, siete bandas 16. Cada escaneo requiere 96 unidades detectoras. , y el campo de visión instantáneo es de 30 m × 30 m. Además, cada vez que la banda TM6 escanea cuatro líneas de escaneo, se requieren cuatro unidades de detectores de infrarrojos térmicos y el campo de visión instantáneo es de 120 m × 120 m (Figura 3-35).
Para sensores de escaneo óptico, instantáneo. El ángulo del campo de visión es fijo, pero el campo de visión instantáneo depende de la altura de la plataforma y el grado de escaneo. las direcciones transversales de D son las longitudes del campo de visión instantáneo a lo largo de las direcciones de rumbo y escaneo, entonces
Geología de teledetección
Donde: h es la altura de la plataforma β es la instantánea; ángulo de visión; θ / 2 es el ángulo de medio escaneo. Se puede ver que la posición del punto seguidor de resolución del suelo en la misma línea de escaneo. El punto inferior de la imagen (θ = 0 °) es el más alto, D vertical. = D horizontal. En este momento, la resolución del suelo es la más alta y la imagen no está distorsionada. La resolución terrestre de otros puntos de la imagen disminuye simétricamente desde el centro hacia ambos lados, es decir, las escalas vertical y horizontal de la misma imagen de franja son inconsistentes, las escalas en las líneas de escaneo horizontales son inconsistentes y las escalas verticales son consistentes (Figura 3-37). Esto se debe a que al escanear y cubrir, para garantizar que las líneas de escaneo en la parte central estén simplemente conectadas, las partes superpuestas desde el medio hacia ambos lados aumentan gradualmente. Excepto por la escala media que es igual a la escala vertical, la escala horizontal disminuirá gradualmente hacia ambos lados a medida que cambia el ángulo de escaneo. La inconsistencia en las escalas vertical y horizontal es la principal causa de distorsión en las imágenes de escaneo óptico-mecánico.
Figura 3-36 Resolución terrestre de la imagen de escaneo óptico (basada en Pan Shixiang, 1990)
Figura 3-37 Diagrama de escala de la imagen de escaneo óptico (basada en Pan Shixiang, 1990)
< La resolución terrestre de las imágenes p>TM es también el tamaño de los píxeles. El píxel es la unidad básica de imagen en una imagen de detección remota y está formado por el campo de visión instantáneo del escáner que se mueve a lo largo de la línea de escaneo. Por ejemplo, la imagen TM se mueve continuamente en la línea de exploración del campo de visión instantáneo de 30 m × 30 m. La radiación reflejada por los objetos en el campo de visión instantáneo cambia continuamente a medida que se realiza la exploración. Esta radiación que cambia continuamente es recibida por la unidad (pieza) detectora y convertida en una señal eléctrica que cambia continuamente, que es una señal analógica. Después de muestrearlo y cuantificarlo a ciertos intervalos regulares, se forma la unidad básica de la imagen, el píxel, y cada valor (valor DN) de los datos digitales de cada píxel es equivalente a un nivel de brillo o gris.Cada píxel contiene información completa sobre la radiación electromagnética de los objetos terrestres. Si solo hay un tipo de información de radiación electromagnética en un píxel, se denomina píxel positivo; si un píxel contiene información de radiación electromagnética de dos o más objetos terrestres, se denomina píxel mixto.
4. La longitud y latitud de la imagen del satélite.
Según el tiempo preciso de la imagen, la dirección del satélite y los datos de actitud del satélite, la computadora en los datos El centro de procesamiento se utiliza para determinar la longitud y latitud de la fotografía satelital y grabarla en cinta o directamente en una película de 700 mm.
(2) Características espectrales de las imágenes TM y ETM+
Las características espectrales de las imágenes Landsat incluyen principalmente escala de grises y efectos espectrales.
1. Escala de grises
La escala de grises de la imagen TM se divide en 15 niveles. El nivel 1 es el nivel máximo de radiación de cada canal y la imagen es blanca. El nivel 15 es el nivel de radiación más bajo para cada canal (nivel de radiación cero) y aparece en negro en la imagen.
2. Efecto espectral
Las características espectrales de varios objetos en el suelo varían dependiendo de su composición material, estructura superficial y temperatura superficial. En las imágenes de teledetección multiespectral, no sólo los tonos de la imagen de diferentes objetos son diferentes, sino que también el mismo objeto es diferente en diferentes bandas de ondas. Debido a las diferencias en los efectos espectrales, diferentes bandas de TM y ETM+ tienen capacidades de reconocimiento correspondientes para diferentes objetos terrestres, como se muestra en la Tabla 3-20.
Tabla 3-20 Características de la imagen TM de cada banda
Tm1 (0,45 ~ 0,52 micrones) pertenece a la banda azul-verde, tiene una fuerte penetración en el agua y una fuerte penetración en clorofila y hojas. La concentración de pigmento es relativamente sensible. La reflectividad de la vegetación, el agua y el suelo es significativamente diferente en esta banda, lo que es útil para distinguir la calidad del agua, la profundidad del agua, la distribución de clorofila en el agua, las corrientes costeras, las condiciones de los sedimentos y el mapeo del agua en alta mar, y puede usarse para la clasificación de suelos y plantas. . Entre los tonos de la imagen, la vegetación es la más oscura, seguida del agua y la nieve fresca la más clara.
Tm2 (0,52 ~ 0,60 μm) pertenece a las bandas de luz verde y amarilla, tiene una fuerte transmitancia al agua, color de luz y puede reflejar el terreno submarino de una cierta profundidad (> > 10 m), lo que Es beneficioso para identificar la turbidez del agua, corrientes costeras, playas, etc. La clorofila tiene un pico de reflexión en esta banda, llamado pico verde. Las plantas sanas tienen un cierto reflejo de la luz verde y el color de la imagen es más claro, por lo que puede reflejar el rango de distribución y la densidad de crecimiento de la vegetación. La detección de la reflectancia verde de plantas sanas y la evaluación de la viabilidad de las plantas en función de la reflectancia máxima verde se pueden utilizar para diferenciar entre tipos de bosques y especies de árboles. Las imágenes de objetos azules, verdes y amarillos son generalmente de color claro y se vuelven más oscuras a medida que aumenta el componente rojo. Los compuestos de petróleo y metales que flotan en el agua también aparecen porque bloquean la transmisión de la luz verde. En tierra, las formaciones rocosas de color claro y los sedimentos cuaternarios sueltos, las ciudades y las canteras son de color claro. Afectada por la luz dispersa, el contraste de la imagen en esta banda es pequeño y los contornos de los límites de los objetos terrestres están algo borrosos.
Tm3 (0,63-0,69 micrones) pertenece a la banda de luz naranja-roja y tiene una cierta capacidad de transmisión al cuerpo de agua (aproximadamente 2 m), que puede reflejar el contenido de sedimentos en el agua, los accidentes geográficos submarinos y flujo de sedimentos. Esta banda es también la principal banda de absorción de clorofila. Las imágenes de plantas sanas son de color verde oscuro, mientras que los árboles muertos camuflados por plantas enfermas son de color más claro, por lo que pueden reflejar la absorción de clorofila y el estado de salud de diferentes plantas y usarse para distinguir especies y coberturas de plantas. Las imágenes de características de color rojo anaranjado son generalmente de color claro y las imágenes de características de color verde son de color oscuro. Las imágenes de la superficie expuesta, la vegetación, el suelo, los sistemas hídricos, las rocas, los estratos y las características del relieve son claras, con muchos niveles tonales y rica información. Se utilizan comúnmente para interpretar la litología y las formaciones geológicas en términos de características geomorfológicas macroscópicas y microscópicas y diferencias tonales. Por ejemplo, las rocas que contienen más Fe3+ tienen diferencias obvias en tono y forma con respecto a las rocas que contienen más carbono o rocas de acidez media. Los límites entre fallas, pliegues, lechos de roca y sedimentos cuaternarios sueltos pueden reconocerse por el carácter, el color y la morfología del sistema hídrico. También tiene cierto impacto en los patrones de distribución y clasificación de partículas gruesas y finas en acumulaciones sueltas del Cuaternario. Tiene muy buen efecto en el estudio de características geomorfológicas.
Tm4 (0,76 ~ 0,9 micras) pertenece a la banda infrarroja fotográfica, que es una banda de fuerte absorción para el agua y una fuerte banda de reflexión para las plantas. La imagen es clara, con alto contraste y un fuerte efecto tridimensional, y puede mostrar varios detalles del terreno, como microsistemas de agua, micro accidentes geográficos y algunos edificios artificiales. Los cuerpos de agua aparecen negros en la imagen, y las áreas y pueblos con abundante agua subterránea poco profunda o alta humedad del suelo aparecen más oscuros. Es beneficioso estudiar la distribución de los cuerpos de agua, dividir los límites del agua y la tierra, determinar si hay agua corriente en ríos y barrancos, buscar aguas subterráneas poco profundas e identificar estructuras geológicas y estructuras ocultas relacionadas con el agua. Las fallas llenas de agua y las nuevas depresiones en áreas planas son de color más oscuro, las áreas elevadas son de color más claro y los estratos ricos en agua son de color más oscuro. También se reflejan claramente los tipos y secuencia de formación de los sedimentos cuaternarios, como sedimentos de diferentes épocas, abanicos aluviales, llanuras aluviales y llanuras costeras. También se puede utilizar para investigaciones sobre el agua de mar, la distribución de la temperatura del agua de mar y la energía geotérmica.
Las plantas sanas tienen un fuerte reflejo de las ondas del infrarrojo cercano y son brillantes y de colores claros, mientras que las plantas enfermas son de colores más oscuros. Los árboles de hoja ancha son de color más claro, mientras que las coníferas son relativamente más oscuras. A través del estudio comparativo de las características de tono y textura de las imágenes TM2 y TM3, podemos delinear fácilmente el rango de distribución de la vegetación, distinguir si las plantas son árboles, cultivos o pastizales, investigar la cantidad de plantas y determinar el crecimiento de los cultivos.
A través de la correlación entre plantas y agua se pueden estudiar algunas rocas, estratos o estructuras ocultas cubiertas por vegetación, como por ejemplo estratos fangosos con vegetación desarrollada, estratos calizos con escaso crecimiento de vegetación, fallas llenas de agua, etc. , hay diferencias obvias en la imagen.
Tm5 (1,55 ~ 1,75 μm) pertenece a la banda del infrarrojo cercano, se encuentra en el área de absorción de agua (1,4 ~ 1,9 μm) y es sensible al contenido de humedad de los objetos terrestres, por lo que puede ser Se utiliza para la humedad del suelo, estudio del contenido de humedad de las plantas, estudio del estado de la humedad y análisis del crecimiento de los cultivos. Refuerza la distinción entre pastos y bosques latifoliados, granito y suelo desnudo, y mejora enormemente la capacidad de distinguir diferentes tipos de cultivos. Las imágenes TM5 procesadas pueden diferenciar entre depósitos epigenéticos expuestos, cubiertos de hierba y cubiertos de árboles. El color de la imagen es más oscuro que el de las nubes y las nubes de agua son más claras que las nubes de cristales de hielo. Es fácil distinguir las nubes de la nieve, las nubes del suelo desnudo y las líneas de nieve de los glaciares.
Tm6 (10,4 ~ 12,6μ m) pertenece a la banda infrarroja térmica. A partir de la diferencia en la radiación emitida por los objetos terrestres, en las imágenes se pueden distinguir plantas herbáceas y leñosas, y se pueden identificar grandes áreas de desertificación. Puede proporcionar información sobre la mezcla de agua dulce y salada en el humedal, la profundidad de pequeñas masas de agua, niveles de agua costera, fuentes de calor, etc. Los cambios regionales en la humedad del suelo también se reflejan significativamente. Puede utilizarse para estudiar la actividad magmática regional y los cambios en el flujo de calor superficial relacionados con los humanos. Se han utilizado imágenes infrarrojas térmicas nocturnas para distinguir diferencias litológicas. Dado que los cuerpos de agua cercanos a la superficie generalmente se concentran en planos de fallas y planos de juntas, sus temperaturas son más bajas que las que los rodean, por lo que también pueden usarse para identificar estructuras de fallas. Además, se utiliza para observar cambios de temperatura superficial en lagos, ríos, costas y zonas nevadas.
Tm7 (2,08 ~ 2,35μ m) pertenece a la banda del infrarrojo cercano y es una banda adicional para la investigación geológica. Ubicado en la banda de fuerte absorción de agua, las características de reflexión del suelo son similares a las de la banda de luz visible, el cuerpo de agua es negro y las imágenes de otros objetos terrestres son similares a las de la banda de luz visible. Esta zona es el pico del espectro de reflexión de la mayoría de los minerales formadores de rocas, mientras que los minerales que contienen hidroxilo (como la arcilla) y los minerales de carbonato (como la calcita) tienen bandas de absorción espectral características distinguibles y la imagen es más oscura, por lo que la imagen TM7 No es adecuado para exposiciones directas. Las arcillas superficiales y los minerales carbonatados son más sensibles. El uso integral de imágenes TM7 y TM2-5 puede detectar minerales arcillosos que contienen hierro, dibujar cambios de litofacies en estratos de carbonato y mapas de distribución de alteraciones hidrotermales en áreas áridas y semiáridas.
El efecto espectral de la imagen ETM+ es el siguiente:
B1 (0,45 ~ 0,52 micrones) pertenece a la banda azul-verde y se utiliza para la penetración del agua y la identificación de la vegetación del suelo.
B2 (0,52 ~ 0,60μ m) pertenece a la banda verde y se utiliza para la identificación de la vegetación.
B3 (0,63 ~ 0,69 micras) pertenece a la banda roja y se sitúa en la zona de absorción de clorofila. Muy eficaz para observar caminos, suelo desnudo y tipos de vegetación.
B4 (0,76 ~ 0,90μ m) pertenece a la banda del infrarrojo cercano y se utiliza para estimar la biomasa. Aunque esta banda puede distinguir el agua de la vegetación y el suelo húmedo, no es tan eficaz como TM3 en el reconocimiento de carreteras.
B5 (1,55 ~ 1,75 micrones) pertenece a la banda del infrarrojo medio y se considera la mejor entre todas las bandas. Se utiliza para distinguir carreteras, suelos desnudos y cuerpos de agua, tiene buen contraste entre diferentes tipos de vegetación y tiene buena capacidad de penetración en la atmósfera y las nubes.
B6 (10,5 ~ 12,5μ m) pertenece a la banda infrarroja térmica, que induce al objetivo a emitir radiación térmica con una resolución de 60 m.
B7 (2,08 ~ 2,35μ m) pertenece a la banda del infrarrojo medio, que es muy útil para distinguir rocas y minerales, y también se puede utilizar para identificar cobertura vegetal y suelo húmedo.
B8 (0,52 ~ 0,90 μm), que pertenece a la banda pancromática, puede obtener imágenes en blanco y negro con una resolución de 15 m, que se utiliza para mejorar la resolución y mejorar la resolución. Cuando se utiliza, se combina con otras bandas para aumentar la resolución.