稼働中のLandsat 8の範囲

ロサンゼルスの画像を、通常のデジタルカメラで撮影したかのように撮影します(10倍以上のメガピクセルがあり、宇宙にいた場合)。 これは、冬の終わりにNASAによって打ち上げられたLandsat 8衛星から撮影された2週間前の写真です。 Landsat 8は、私たちだけでなく、すでに私たちのお気に入りのデータソースの1つになりました。先週末の地図会議で、彼はさまざまなことをしている人々の会話をすり抜けました。 Landsat 8からMapBox Satelliteに新鮮なフルカラー写真を追加することに加えて、衛星が提供するマルチスペクトルデータも使用します。 スペクトルの目に見えない範囲のデータを使用すると、表面の種類から作物の成長や世界中の自然災害まで、時には数時間以内にさまざまな側面を分析できます。 この投稿では、Landsat 8のいくつかの機能について説明し、レンズを通して世界を見ることができます。



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Landsat 8の用語では、この画像には範囲4-3-2が含まれています。 範囲は電磁スペクトルまたは色の周波数帯域であり、必ずしも人間の目には見えません。 Landsatでは、赤、緑、青のセンサーをそれぞれ4.3と2として指定しているため、これらのセンサーからの画像を組み合わせると、上部のようなフルカラー画像が得られます。 Landsat 8範囲の完全なリストは次のとおりです。



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11の範囲のうち、短波長(1〜4および8)のみが可視スペクトルに対応し、残りは人間の目で区別できないスペクトルの領域に敏感です。 フルカラー画像は、Landsatが実際に見る画像の半分にすぎません。 これらすべての範囲が必要な理由を理解するために、それぞれを個別に見てみましょう。



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範囲1
濃い青と紫の色に敏感です。 青は、空気分子自体だけでなく、空気中のほこりや水の粒子にもよく分散するため、宇宙からの硬化が困難です。 これは、遠くのオブジェクト(地平線上の山など)が青みがかった色である理由の1つであり、空が青い理由でもあります。 晴れた日に空を見ると青いhが見えるのと同じように、ランドサットは同じ空気を通して私たちを見ます。 スペクトルのこの部分は、どのような用途にも十分な精度で不十分に記録され、範囲1は、この解像度でオープンデータを提供する唯一のツールです。 これは、この衛星を特別なものにするものの1つです。 この範囲は、2つの主な用途に応じて、沿岸またはエアロゾルとも呼ばれます。浅い水と、空気中のごみと煙の最小粒子を示します。 この範囲の画像は、範囲2とほぼ同じように見えますが、コントラストを上げると違いがわかります。



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範囲1から範囲2を引いた画像 ほとんどの植物は、紫外線を反射するエピクチクラワックス(新鮮なプラムの白いプラークなど)と呼ばれる物質を生成します。



範囲2、3、および4
すでに見たように、それらは可視の青、緑、赤のスペクトルです。 しかし、先に進む前に、ロサンゼルスのこの画像を見てみましょう。これは、他の範囲と比較するためのさまざまな土地利用オプションを示しています。



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西のオックスナード近くの農地から東のハリウッドまで、ロサンゼルス西部の一部。 他の多くの都市部と同様に、このスケールでは主に灰色の色調で表示されます。





範囲5
近赤外スペクトルまたはNIR(近赤外)を測定します。 スペクトルのこの部分は、生態学者にとって特に重要です。健康な植物の葉の水がそれを反映しているからです。 他の範囲の画像と比較して、NDVI( Normalized Difference Vegetation Index- 光合成活性バイオマスの量の単純な定量的指標(植生指数)などの指数を取得します。 。-およそ)。これにより、目に見える緑を単純に評価する場合よりも、植物の健康度をより正確に測定できます。



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明るいスポットは、湿った植物がたくさんある公園または他のエリアです。 写真の一番下にマリブがあるので、丘の隣の明るい場所はゴルフコースであることに間違いはありません。 西では、大きな火の暗いプルームが見えますが、フルカラーの写真ではほとんど見えません。



範囲6および7
短波赤外線またはSWIR(短波赤外線)のさまざまな領域をカバーします。 乾燥した土地と湿った土地、および他の範囲では似ているがSWIRが異なる岩や土壌を区別することができます。 色付けされた画像を見てみましょう。赤チャネルの代わりにSWIRが使用され、緑の代わりにNIRが使用され、青の代わりに濃い青が使用されます(技術的には7-5-1の範囲の組み合わせです)。



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火の跡は今では気付かないことは不可能です-レンジ7に強く反映され、他のエリアには実際には反映されず、赤に変わります。 以前は不明瞭だった植生の詳細が明らかになります。 マリブ北部の峡谷の植物は、山地の植物よりも雄大に成長しているようです。これは、水の存在が成長の主な制限である気候の典型です。 また、ロサンゼルスでは植生の分布が見られます。一部の地域では、他の地域よりも多くの植栽(公園、歩道の木、芝生)があります。



範囲8
-パンクロマティック。 白黒フィルムに似ています。スペクトルに従って色を分ける代わりに、すべてを1つのチャネルに集めます。 このため、彼はより多くの光を知覚し、すべての範囲の中で最も鮮明な画像を提供します。 その解像度は15メートルです。 パンクロマティック範囲の1:1スケールでマリブを見てみましょう。



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そして今、同じスケールのフルカラー画像の場合:



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センサーはこのサイズの部分を認識しないため、カラーバージョンはぼやけて見えます。 しかし、色情報をパンクロマティック画像の詳細と組み合わせると、鮮明でカラーの画像が得られます。



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範囲9
これはLandsat 8の最も興味深い機能の1つです。1370±10ナノメートルという非常に狭い波長帯域をカバーします。 このスペクトルの領域は、大気によってほぼ完全に吸収されるため、記録するスペースツールはほとんどありません。 Landsat 8はこれを利用しています。 この範囲の地球はほとんど区別できないため、その中にはっきりと見えるすべてのものは、非常によく反射するか、大気圏外にあります。 以下は、範囲9の同じ場所のスナップショットです。



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範囲9では、雲だけが見えます! ぼやけたエッジは通常の範囲では区別が難しいため、雲は衛星画像に実際の問題を提示し、雲を通して撮影された画像は他のものと異なる場合があります。 Range 9では、追跡が簡単です。





範囲10および11
それは熱IRまたはTIR(熱赤外線)です-彼らは熱を見ます。 気象観測所が行うように、気温を測定する代わりに、しばしばはるかに高い表面温度を測定します。 最近の研究では、砂漠の表面温度は摂氏70度に達することがあり、卵を炒めるのに十分であることが示されています。 幸いなことに、ロサンゼルスはこの点で非常に穏やかです。



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非常に暗い(冷たい)スポットは、範囲9の画像の雲に対応していることに注意してください。次に、湿った植生、開放水域、自然植生が現れます。 マリブ近くの火道は石炭と枯れた植物で覆われているため、非常に高温です。 市内では、公園の温度が最も低く、工業地帯が最も暑いです。 この画像では、「都市のヒートアイランド」の影響は観察されていません。この研究では、TIR範囲が最も有用です。



赤チャネルの代わりにTIR、緑の代わりにSWIR、青の代わりに緑(10-7-3)を使用して、別のカラー画像を作成してみましょう。



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都市部といくつかのタイプの土壌はピンクで描かれています。 フルカラーの写真では、野生の植生はほぼ均一な緑色で描かれていますが、ここでは桃、暗赤色、その他の色の違いがわかります。 海岸沿いの涼しい風は、海岸沿いの紫色のグラデーションとして見えます。 画像の両側のカラーバーは、センサーのカバレッジエリアの違いによって説明されます。



他に何?





NASA / USGS Landsat 8アーカイブに既に存在し、インデックス化され、文書化されており、あらゆるアプリケーションに完全に無料である25,000を超える場所の1つのみを調査しました。 毎日、400ギガバイトの画像が追加されています。 このコレクションの可能性は膨大であり、Landsat 8のデータを自分で研究するのに魅力的な何かを見つけていただければ幸いです。



Twitterで@MapBoxをフォローして、オープンソースツールを使用してLandsat 8データをダウンロードおよび処理する方法についての情報を投稿しますChris(@hrwgc)またはme(@vruba)に質問してください。



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