Коротко про супутникові зображення
Супутникові зображення представляються кінцевим користувачам у вигляді продуктів певного рівня робробки вихідного сигналу сенсору космічного апарата. Повний перелік рівнів обробки даних, та їх номенклатура можуть відрізнятися у різних операторів даних ДЗЗ. Однак, міжнародним комітетом по супутниковим спостереженням Землі з космосу (CEOS) прийнята за основу класифікація рівнів обробки даних NASA [4].
В ході виконання лабораторної роботи Ви ознайомитесь з продуктами обробки даних КА Landsat-4 TM, Landsat-5 TM та Landsat-7 ETM+ рівня бробки L1T. Вказані продукти розповсюджуються у вигляді архівів подвійної архівації – tar.gz. Останні містять канали зображень, та супутню службову інформацію і можуть бути отримані на геопорталі геологічної служби США – USGS (http://earthexplorer.usgs.gov/). Кожне зображення КА серії Landsat має унікальний ідентифікатор, структура якого наступна:
[Ідентифікатор сенсора та КА (3 символи)]+[Координати знімку в WRS-2 системі (Path, Row, 6 символів)]+[Year]+[DOY]+[Режим зйомки (5 символів)].
Наприклад LE71770282000131SGS00 – знімок КА Landsat-7, отриманий сенсором ETM+; координати знімка в системі WRS-2 – 177 (Path) 028 (Row), зйомка проведена 131-го дня 2000 року, режим зйомки SGS00 (останній параметр надалі нас не цікавитиме). Вміст архіву з продуктом рівня обробки L1T даного знімка зображений на рис. 3.3. Кількість спектральних каналів КА серії Landsat та діапазони зміни довжин хвиль можуть відрізнятися в залежності від розглядуваного КА. Детальну інформацію про частотні характеристики сенсорів КА Landsat Ви зможете дізнатися тут: http://landsat.usgs.gov/band_designations_landsat_satellites.php
Рис. 3.3. – Архів з продуктом обробки даних КА Landsat-7 ETM+ рівня обробки L1T
В багатьох завданнях тематичної обробки супутникових зображень часто виникають потреби в фото-інтерпретації отриманого зображення, зміні його роздільної здатності, перепроектуванні зображення до вказаної (потрібної) системи координат, а також в обрізанні чи конкатинації зображень, тощо. З деякими із вказаних завдинь Ви ознайомитесь в ході виконання лабораторної роботи.
Людське око здатне фіксувати навколишнє середовище в так званому RGB (true-color) композиті відбитого світлового випромінювання. Однак, багатоспектральні супутникові зображення складаються куди з більшої кількості зафіксованих спектральних каналів, ніж синій (Blue), зелений (Green) та червоний (Red). І це дає змогу, враховуючи додаткову інформацію, проводити детальніший аналіз відзнятої поверхні Землі. Наприклад на рис. 3.4. Ви можете побачити зображення КА Landsat-7 ETM+ в комбінації каналів Green, Red, NIR (color infrared). Території з насиченішим червоним кольором зображення відповідають проверхні, вкритій більш вегетуючою рослинністю.
Детальніше ознайомитись з фізичною інтерпретацією комбінацій каналів супутникових зображень КА Landsat Ви зможете, прочитавши статтю “Интерпретация комбинаций каналов данных Landsat TM / ETM+” на ресурсі http://gis-lab.info/ [5].
Рис. 3.4. – Композит Color InfraRed зображення КА Landsat-7 ETM+ (10.05.2000) над Запорізькою областю (Path 177 Row 027)
До основних характеристик супутникового зображення відносять:
розміри зображення;
кількість спектральних каналів зображення;
просторова роздільна здатність зображення (розміри пікселя, вимірюються в метрах);
система координат, в яку спроектовано зображення;
координати крайніх правого верхнього та нижнього, а також лівого верхнього та нижнього пікселів зображення як в заданій системі координат, так і на поверхні Землі у вигляді значень широти/довготи;
Отримати зазначені характеристики зображення можна, викликавши команду gdalinfo <input.tif>, де input.tif – зображення, що нас цікавить. Нижче приведений неповний вивід команди gdalinfo до знімку КА Landsat-8 з ідентифікатором LC81810252013106LGN01.TIF
Driver: GTiff/GeoTIFF #драйвер обробки зображення Files: LC81810252013106LGN01.TIF #ідентифікатор зображення Size is 7911, 7711 #розміри зображення Coordinate System is: PROJCS["WGS 84 / UTM zone 36N", #система координат … Origin = (220785.000000000000000,5687415.000000000000000) Pixel Size = (30.000000000000000,-30.000000000000000) … Corner Coordinates: #координати кутових пікселів Upper Left ( 220785.000, 5687415.000) ( 28d59'48.89"E, 51d16'10.38"N) Lower Left ( 220785.000, 5456085.000) ( 29d10' 2.19"E, 49d11'38.05"N) Upper Right ( 458115.000, 5687415.000) ( 32d23'55.42"E, 51d20'11.31"N) Lower Right ( 458115.000, 5456085.000) ( 32d25'27.81"E, 49d15'21.95"N) Center ( 339450.000, 5571750.000) ( 30d44'48.29"E, 50d16'33.70"N) #далі для кожного каналу #зображення приводитиметься #статистика спектральної #яскравості (значень пікселів) Band 1 Block=7911x1 Type=UInt16, ColorInterp=Gray Min=0.000 Max=22196.000 Minimum=0.000, Maximum=22196.000, Mean=6250.302, StdDev=4752.830 Metadata: STATISTICS_MAXIMUM=22196 STATISTICS_MEAN=6250.302386522 STATISTICS_MINIMUM=0 STATISTICS_STDDEV=4752.8300813332 |