Космознімки

Як правильно інтерпретувати супутникові зображення

У статті розглядається, як правильно інтерпретувати хибні кольорові супутникові зображення. Пояснюються найпоширеніші комбінації діапазонів довжин хвиль, що використовуються для моніторингу природних явищ, таких як повені, стан рослинності та сніговий покрив.

Опубліковано
10 вересня 2024

Існує багато можливих комбінацій діапазонів довжин хвиль, Earth Observatory зазвичай вибирає одну з чотирьох комбінацій на основі події чи функції, яку потрібно проілюструвати. Наприклад, повені найкраще спостерігати у короткохвильовому інфрачервоному, ближньому інфрачервоному та зеленому світлі, оскільки каламутна вода змішується з коричневою землею на природному кольоровому зображенні. Короткохвильове інфрачервоне світло підкреслює різницю між хмарами, льодом і снігом, які є білими у видимому світлі.

Чотири найпоширеніші комбінації хибних кольорів:

  1. Близький інфрачервоний (червоний), зелений (синій), червоний (зелений). Це традиційна комбінація смуг, корисна для спостереження за змінами здоров’я рослин.
  2. Короткохвильовий інфрачервоний (червоний), ближній інфрачервоний (зелений) і зелений (синій) часто використовуються для відображення повеней або нещодавно спалених земель.
  3. Синій (червоний), два різні короткохвильові інфрачервоні діапазони (зелений і синій). Використовують, щоб розрізняти сніг, лід і хмари.
  4. Теплове інфрачервоне випромінювання, зазвичай показано сірими тонами для ілюстрації температури.

Близький інфрачервоний, червоний, зелений

Одна з найбільш часто публікованих комбінацій використовує ближнє інфрачервоне світло як червоне, червоне світло як зелене, а зелене світло як синє. У цьому випадку рослини відбивають ближнє інфрачервоне та зелене світло, поглинаючи червоне. Оскільки вони більше відбивають ближнє інфрачервоне, ніж зелене, вкрита рослинами земля виглядає темно-червоною. Сигнал від рослин настільки сильний, що червоний колір домінує на фальшивому зображенні. Більш густий ріст рослин темно-червоний. Ця комбінація смуг є цінною для вимірювання здоров’я рослин.

Міста та відкрита земля сірі або коричневі, а чиста вода чорна. На зображенні нижче вода каламутна, а осад відбиває світло. Це робить воду блакитною. Зображення з Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) і ранніх Landsat часто показуються у цій комбінації діапазонів.

Ближнє інфрачервоне, червоне та зелене світло були використані для створення цього зображення у штучних кольорах. Червоний – рослинний покрив. (Зображення NASA з даними Landsat 8 із USGS Earth Explorer.)

Короткохвильовий інфрачервоний, ближній інфрачервоний і зелений

Найпоширеніша комбінація смуг хибних кольорів в Earth Observatory використовує короткохвильову інфрачервону (позначено червоним), ближню інфрачервону (зелену) та зелену видиму смуги (позначену синьою).

Вода поглинає всі три довжини хвилі, тому у цій комбінації смуг вона чорна. Однак на наведеному нижче штучному кольоровому зображенні вода блакитна, тому що вона повна осаду. Осад відбиває видиме світло, якому у цій комбінації смуг призначається блакитний колір. Це означає, що і вода, насичена опадами, і насичений ґрунт виглядатимуть синіми. Оскільки вода та вологий ґрунт виділяються у цій комбінації смуг, вона є цінною для моніторингу повеней. Насичений ґрунт також буде синім. Крижані хмари, сніг і лід яскраво-сині, оскільки лід відбиває видиме світло та поглинає інфрачервоне. Це допомагає відрізнити воду від снігу та льоду; він також розрізняє хмари, що складаються переважно з рідкої води або кристалів льоду.

Короткохвильова інфрачервона, ближня інфрачервона та зелена версія відображає наявність води та вологого ґрунту в іншому сухому ландшафті. (Зображення NASA  з даними Landsat 8 із USGS Earth Explorer.)

Недавно спалена земля відбиває короткохвильове інфрачервоне світло і виглядає червоною у цій комбінації. Гарячі області, такі як потоки лави або пожежі, також яскраво-червоні або оранжеві. Відкрита оголена земля зазвичай відбиває короткохвильове інфрачервоне світло і має тенденцію мати червоний або рожевий відтінок. Міські райони зазвичай сріблясті або фіолетові, залежно від будівельного матеріалу та густоти території.

Оскільки рослини дуже сильно відбивають ближнє інфрачервоне світло, рослинні ділянки яскраво-зелені.

Синій, короткохвильовий інфрачервоний

Час від часу Earth Observatory публікує комбінацію смуг, у якій синє світло позначається як червоне, а дві різні короткохвильові інфрачервоні смуги – зелений і синій. Ця комбінація смуг особливо цінна для розрізнення снігу, льоду та хмар. Лід відбиває більше синього світла, ніж сніг або крижані хмари. Лід на землі буде яскраво-червоним у цьому помилковому кольорі, тоді як сніг помаранчевим, а хмари варіюються від білого до темно-персикового.

Комбінація синього та короткохвильового інфрачервоного світла контрастує з хмарами, снігом і льодом під час великого зимового шторму у січні 2014 року. ( Зображення NASA; дані LANCE/EOSDIS Rapid Response.)

Теплові інфрачервоні

Обсерваторія Землі також використовує теплові інфрачервоні вимірювання, щоб показати температуру землі, зони пожеж або вулканічні потоки, але здебільшого вони публікуються як зображення у відтінках сірого. Інколи цікаві термічні характеристики будуть накладатися на зображення в істинних кольорах або в градаціях сірого, особливо у випадку пожежі чи вулкана.

 


Інфрачервоне світло розкриває деталі потоків лави, вулкан Толбачик. ( Зображення NASA , зроблене з використанням даних EO-1 ALI від команди NASA EO-1.)

Можна досліджувати, як різні комбінації діапазонів підсвічують різні об’єкти, використовуючи інструмент перегляду під назвою Worldview.
Є можливість досліджувати зображення з помилковими кольорами за допомогою Landsat. Перегляньте кілька прикладів із описом у Landsat 7 Compositor або подивіться цю анімацію. Ви також можете створювати власні зображення Landsat і експериментувати з комбінаціями діапазонів за допомогою програмного забезпечення, наприклад Adobe Photoshop або ImageJ. Завантажте дані безкоштовно з Геологічної служби США, і дотримуйтесь інструкцій для Photoshop або ImageJ.

 

Джерело: Earth observatory

Приєднуйтеся зараз до нашого Телеграм-каналу!
Не пропустіть жодної новини! Отримуйте ексклюзивні оновлення та аналітику прямо у свій Телеграм.
Слідкуйте за нами, щоб завжди бути в курсі останніх подій!
Ми використовуємо файли cookie для покращення вашого досвіду користування нашим сайтом, аналізу трафіку та персоналізації контенту. Продовжуючи користуватися нашим сайтом, ви погоджуєтеся на використання файлів cookie. Щоб дізнатися більше, ознайомтеся з нашими: Політикою конфіденційності та Умовами використання