Landsat-TM、ETM+数据介绍

TM各个波段的特征B1为蓝色波段，该波段位于水体衰减系数最小的部位，对水体的穿透力最大，用于判别水深，研究浅海水下地形、水体浑浊度等，进行水系及浅海水域制图；B2为绿色波段，该波段位于绿色植物的反射峰附近，对健康茂盛植物反射敏感，可以识别植物类别和评价植物生产力，对水体具有一定的穿透力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙坝等特征；B3为红波段，该波段位于叶绿素的主要吸收带，可用于区分植物类型、覆盖度、判断植物生长状况等，此外该波段对裸露地表、植被、岩性、地层、构造、地貌、水文等特征均可提供丰富的植物信息；B4为近红外波段，该波段位于植物的高反射区，反映了大量的植物信息，多用于植物的识别、分类，同时它也位于水体的强吸收区，用于勾绘水体边界，识别与水有关的地质构造、地貌等；B5为短波红外波段，该波段位于两个水体吸收带之间，对植物和土壤水分含量敏感，从而提高了区分作物的能力，此外，在该波段上雪比云的反射率低，两者易于区分，B5的信息量大，应用率较高；B6为热红外波段，该波段对地物热量辐射敏感，根据辐射热差异可用于作物与森林区分、水体、岩石等地表特征识别；B7为短波外波段，波长比B5大，是专为地质调查追加的波段，该波段对岩石、特定矿物反应敏感，用于区分主要岩石类型、岩石水热蚀变，探测与交代岩石有关的粘土矿物等；B8为全色波段（Pan），该波段为Landsat-7新增波段，它覆盖的光谱范围较广，空间分辨率较其他波段高，因而多用于获取地面的几何特征。=============================波段组合：TM321（RGB）：均是可见光波段，合成结果接近自然色彩。对浅水透视效果好，可用于监测水体的浊度、含沙量、水体沉淀物质形成的絮状物、水底地形。一般而言：深水深兰色；浅水浅兰色；水体悬浮物是絮状影象；健康植被绿色；土壤棕色或褐色。可用于水库、河口及海岸带研究，但对水陆分界的划分不合适。这种RGB组合模拟出一副自然色的图象。有时用于海岸线的研究和烟柱的探测。TM453（RGB）：2个红外波段、1个红色波段。对内陆湖泊及河流分辨清楚。植被类型及长势可由棕、绿、橙、黄等色调分别。能区分土壤含水量（水分越多则越暗）。用于土壤湿度和植被状况的分析。也很好的用于内陆水体和陆地/水体边界的确定。TM742（RGB）：植被基本都是绿色，城市呈现品红色或紫色，草地淡绿色，森林深绿色（针叶林色调比阔叶林暗）。能区分土壤和植被的含水量。适用于水/陆边界划分、土/植被边界划分，但不适于植被分类。土壤和植被湿度内容分析；内陆水体定位。植被显示为绿色的阴影。TM432（RGB）：标准假彩色。植被呈现各种红色调。深红色/亮红色为阔叶林，浅红色为草地等生物量较小的植被。密集的城市地区为青灰色。最适合用于植被分类。红外假色。在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面，这是最常用的波段组合。TM543（RGB）：城镇和农村土地利用的区分；陆地/水体边界的确定。TM457（RGB）：探测云，雪和冰（尤其在高维度地区）。tm4－tm3/tm4＋tm3NDVI－标准差植被指数；TM波段4：3的不同比率被证明在增强不同植被类型对比度方面很有用。===================实践应用3，2，1普通色图象。适宜于浅海探测作图。4，3，2红外色图象。提供中等的空间分辨率。在这种组合中，所有的植被都显示为红色。MultiSpec3-ch.Default。7，5，4适宜于湿润地区。提供了最大的空间分辨率。7，4，2适宜于温带到干旱地区。提供最大的光谱多样性。=====================类型提取1.城市与乡镇的提取:TM1+TM7+TM3+TM5+TM6+TM2-TM42.乡镇与村落:TM1+TM2+TM3+TM6+TM7-TM4-TM53.河流的提取:TM5+TM6+TM7-TM1-TM2-TM44.道路的提取：ＴＭ６－（ＴＭ１＋ＴＭ２＋ＴＭ３＋ＴＭ４＋ＴＭ５＋ＴＭ７）========================光谱差异ＴＭ１居民地与河流菜地不易分开．ＴＭ２居民地与河流菜地不易分ＴＭ３乡村与菜地不易分ＴＭ４农田与道路不易分，乡镇，道路，河滩易浑．ＴＭ５县城与农田不易分ＴＭ６村庄与河流易混．LANDSAT是美国陆地探测卫星系统。从1972年开始发射第一颗卫星LANDSAT1，到目前最新的LANDSAT7。LANDSAT7卫星于99年发射，装备有EnhancedThematicMapperPlus(ETM+)设备，ETM+被动感应地表反射的太阳辐射和散发的热辐射，有8个波段的感应器，覆盖了从红外到可见光的不同波长范围。ETM+比起在LANDSAT4、5上面装备的ThematicMapper(TM)设备在红外波段的分辨率更高，因此有更高的准确性。Landset卫星介绍：卫星系列卫星名称服务时间RS器名称周期/轨道辐射宽度波段/频率（μm）分辨率美国陆地卫星系列（Landsat1-7号星）Landsat-172.7～78.1RBV,MSS18D/918km185kmB:0.45-0.5230mLandsat-275.1～82.2185kmG:0.52–0.6030mLandsat-378.3～83.3185kmR:0.63-0.6930mLandsat-482.7～92MSS,TM16D/705km185kmNIR:0.76-0.9030mLandsat-584.1～至今185kmSWIR1.55-1.7530mLandsat-693.10.5MSS,ETM发射失败185kmTIR:10.4-12.560mLandsat799.4～TM,ETM+16D/705km185kmSWIR2.08-2.3530mLANDSAT7的一些总体数据：一、波段介绍1.TM10.45-0.52um,蓝波段对水体穿透强,该波段位于水体衰减系数最小，散射最弱的部位（0.45—0.55um）,对水体的穿透力最大，可获得更多水下信息，用于判断水深，浅海水下地形，水体浑浊度，沿岸水，地表水等；能够反射浅水水下特征，区分土壤和植被、编制森林类型图、区分人造地物类型,分析土地利用。对叶绿素与叶色素反映敏感,有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等。2.TM20.52-0.60um,绿波段对植物的绿反射敏感该波段位于健康绿色植物的绿色反射率（0.54—-0.55um）附近；对健康茂盛植物的反射敏感,主要观测植被在绿波段中的反射峰值,这一波段位于叶绿素的两个吸收带之间,利用这一波段增强鉴别植被的能力对绿的穿透力强,探测健康植被绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种，植被类型和评估作物长势对水体有一定的穿透力，可反映水下特征，水体浑浊度，水下地形，沙洲，沿岸沙地等。.可区分人造地物类型，3.TM30.62-0.69um,红波段对水中悬浮泥沙反映敏感。该波段位于含沙浓度不同的水体辐射峰值（0.58—-0.68um）附近，对水中悬浮泥沙反映敏感。叶绿素的主要吸收波段,能增强植被覆盖与无植被覆盖之间的反差,亦能增强同类植被的反差，反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,测量植物绿色素吸收率，并以此进行植物分类；此外其信息量大,广泛用于对裸露地表，植被，岩性，地层，构造，地貌等为可见光最佳波段；可区分人造地物类型4.TM40.76-0.96UM近红外波段,对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于牧师调查,作物长势测量,处于水体强吸收区，水体轮廓清晰，用于勾勒水体，绘制水体边界、探测水中生物的含量和土壤湿度；区分土壤湿度及寻找地下水，识别与水有关的地质构造，地貌，土壤，岩石类型等均有利。测量生物量和作物长势，区分植被类型，用来增强土壤-农作物与陆地-水域之间的反差。5.TM51.55-1.75UM,中红外波段,该波段位于水的吸收带（1.4—-1.9um）之间，受两个吸收带的影响，反映植物和土壤水分含量敏感。探测植物含水量和土壤湿度，区别雪和云：适合庄稼缺水现象的探测作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力.6.TM61.04-1.25UM热红外波段,测常温的热辐射差异。根据辐射响应，可进行植物胁迫分析，土壤湿度研究，农业与森林区分，水体，岩石等地表特征识别。可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,进行热制图.7.TM72.08-3.35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物.位于水的吸收带，受两个吸收带控制。对植物水分敏感。二、各波段均有其不同的用途：波段序号波长范围波段名称地面分辨率主要应用领域10.45~0.52μm蓝绿色30m对水体有一定的透视能力，能够反射浅水水下特征，区分土壤和植被、编制森林类型图、区分人造地物类型,分析土地利用。20.52~0.60μm绿色30m探测健康植被绿色反射率、区分植被类型和评估作物长势，区分人造地物类型，对水体有一定透射能力，主要观测植被在绿波段中的反射峰值,这一波段位于叶绿素的两个吸收带之间,利用这一波段增强鉴别植被的能力。30.63~0.69μm红色30m测量植物绿色素吸收率，并以此进行植物分类，可区分人造地物类型；位于叶绿素的吸收区,能增强植被覆盖与无植被覆盖之间的反差,亦能增强同类植被的反差40.76~0.90μm近红外30m测量生物量和作物长势，区分植被类型，绘制水体边界、探测水中生物的含量和土壤湿度；要用来增强土壤-农作物与陆地-水域之间的反差。51.55~1.75μm短波红外30m探测植物含水量和土壤湿度，区别雪和云：适合庄稼缺水现象的探测和作物长势分析。610.4~12.5μm热红外60m用于热强度、测定分析，探测地表物质自身热辐射，用于热分布制图，岩石识别和地质探矿72.08~2.35μm短波红外30m探测高温辐射源，如监测森林火灾、火山活动等，区分人造地物类型，岩系判别。8PAN0.52~0.90μm全色15m三、各种波段组合：321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。432：标准假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分的广泛，而被称为标准假彩色。举例：卫星遥感图像示蓝藻暴发情况我们先看一看蓝藻爆发时遥感监测机理。蓝藻暴发时绿色的藻类生物体拌随着白色的泡沫状污染物聚集于水体表面，蓝藻覆盖区的光谱特征与周围湖面有明显差异。由于所含高叶绿素A的作用，蓝藻区在LandsatTM2波段具有较高的反射率，在TM3波段反射率略降但仍比湖水高，在TM4波段反射率达到最大。因此，在TM4（红）、3（绿）、2（蓝）假彩色合成图像上，蓝藻区呈绯红色，与周围深蓝色、蓝黑色湖水有明显区别。此外，蓝藻暴发聚集受湖流、风向的影响，呈条带延伸，在TM图像上呈条带状结构和絮状纹理，与周围的湖水面也有明显不同。451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有3～4维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。在TM7个波段光谱图像中，一般第5个波段包含的地物信息最丰富。3个可见光波段（即第1、2、3波段）之间，两个中红外波段（即第4、7波段）之间相关性很高，表明这些波段的信息中有相当大的重复性或者冗余性。第4、6波段较特殊，尤其是第4波段与其他波段的相关性得很低，表明这个波段信息有很大的独立性。计算各种组合的熵值的结果表明，由一个可见光波段、一个中红外波段及第4波段组合而成的彩色合成图像一般具有最丰富的地物信息，其中又常以4，5，3或4，5，1波段的组合为最佳。第7波段只是在探测森林火灾、岩矿蚀变带及土壤粘土矿物类型等方面有特殊的作用。最佳波段组合选出后，要想得到最佳彩色合成图像，还必须考虑赋色问题。人眼最敏感的颜色是绿色，其次是红色、蓝色。因此，应将绿色赋予方差最大的波段。按此