2.22. 范例

在本教程中,这是您的主要考试,尽管后面的部分将有相当多的问题。与之前的问题不同的是,这里的大部分内容将与本特别小节中包含的图像和地图相关,该小节是从作者(NMS)1982年Landsat教程工作簿中绘制的。它们都与一个单一的区域场景有关,包括宾夕法尼亚州中南部的大部分地区,以及特拉华州和马里兰州的一些小部分。大多数图像是由陆地卫星MSS拍摄的(记住,波段4=光谱的绿色部分;波段5=红色部分;6和7=近红外部分)。两个热成像和两个雷达图像,由其他传感器系统,也被使用。一些图像产品是计算机衍生的输出,如空间过滤图像和分类。

我们首先展示一张MSS 5图像,以接近1:1000000的比例在您的屏幕上复制,这是NASA和其他机构分发的图像的标准尺寸,并在商业上出售。下面是相应的MSS 7图像。下面是同一场景的假彩色合成。1972年10月11日,一场大风暴袭击了美国东北部大部分地区,最南边是弗吉尼亚州南部,之后一天,所有这些地区都被收购。天晴后,空气特别清新干燥,减少了现场水分的降解作用。

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1-1 :使用所有三幅图像,尤其是7波段图像,借助地图集或AAA路线图,定位以下城镇和其他特征:哈里斯堡、约克、葛底斯堡、兰开斯特、赫尔希、黎巴嫩、雷丁、阿伦敦、伊斯顿、威尔明顿、德、苏斯克汉纳河、特拉华河;朱尼塔河。此外,请仔细寻找宾夕法尼亚州布卢姆斯堡(Bloomsburg)的一个小镇(15000多人),这里是作家(NMS)目前的家,这个问题正被写在这里。 **ANSWER**

1-2 :您还可以列出这个场景中的其他城镇、河流或自然特征和兴趣点? **ANSWER**

1-3 :你能在每张图片中很好地看到城镇和特色吗?什么是5号特别擅长引起你的注意。 **ANSWER**

为了让您感受到图片中山脊部分的典型外观,请浏览这张拍摄于蓝山以北约15公里(10英里)的地面照片,蓝山是从黎巴嫩山谷向北遇到的第一条主要山脊。这片区域拍摄于1999年2月的一天,当时树木光秃秃的,沿着81号州际公路,靠近陆地卫星图像的中心。

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现在,看看下面的地质图的黑白印刷图,它覆盖了大部分场景,以及一些周围区域。

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1-4 :将主要岩石单元图案与Band 5图像匹配。对合适的评论。 **ANSWER**

1-5 :评论假颜色合成(中的颜色)的异常情况。 **ANSWER**

1-6 :您可能已经注意到在单个波段图像和假彩色合成图像的底部都有一条符号。这几乎是所有陆地卫星图像的格式副本,无论打印尺寸如何。我们将复制这条带子,放大一点,就在下面。对字母/数字的不同分组意味着什么进行有根据的猜测。 **ANSWER**

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接下来,熟悉1975年10月23日同一区域的假彩色合成图。

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1-7 :总体上有什么不同,为什么?在苏斯奎汉纳河的蓝色部分。 **ANSWER**

1-8 :现在检查该区域的完整MSS FCC图像,如1977年6月8日所示。占蓝色的大面积。注意一些山脊上的暗灰黑色斑点;山脊之间的山谷中也有一些黑色区域,主要在图像的上三分之一处。我们将在稍后的考试中注意这些特殊功能。请注意图像下三分之一处的Susquehanna河。在一些地方,河水明显变宽。你能解释一下吗? **ANSWER**

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1-9 :下面是1977年7月14日拍摄的一幕。描述这张图片和6月8日图片的主要区别。也可以在哈里斯堡附近的萨斯奎汉纳河上看看。它的左边是蓝色,为什么? **ANSWER**

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1-10 :1979年1月23日拍摄的陆地卫星2 MSS波段5场景在下面重现。请评论您在这张图片中注意到的与我们之前检查过的不同之处。人们如何区分雪和云? **ANSWER**

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在这一点上,我们将集中在哈里斯堡周围的一个局部区域,以便更好地了解在陆地卫星MSS图像中可以找到的细节(对于陆地卫星TM图像而言,大于2的图像将更清晰)。 _ 分辨率提高了倍,但作者无法获得TM图像)。

但是,首先,要近距离地站起来,看看从哈里斯堡市中心东北方向的I-83大桥拍摄的地面场景。这座桥有一条铁路穿过苏斯奎汉纳河。在最左边的天际线是蓝山的一部分,也是河流流过的水隙。

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1974年2月5日,我们在RB-57的下海湾安装了一台摄像机,从5万英尺高空拍摄了一张假彩色航空照片(比例尺1:142000)。

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1-11 :仔细阅读此图像。首先确定哈里斯堡的位置,然后用地图集精确定位其他城镇、主要道路和蜿蜒(弯曲)的河流。提到你觉得有趣的任何事情。 **ANSWER**

1-12 :知道标准陆地卫星全场景(底部宽7.25英寸,代表115英里宽)的比例尺为1:1000000,计算该航空照片场景的宽度(英里)。 **ANSWER**

下面是1972年10月11日陆地卫星MSS假彩色合成图的一个次新世,它被放大到和上面的RB-57场景差不多的比例。它变得更蓝,看起来更像航空照片。

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1-13 :将这一次新世与RB-57照片进行比较,注意在陆地卫星版本中可以发现什么和不可“看到”什么。 **ANSWER**

另外一个哈里斯堡次新统是1977年7月的假彩色合成。

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1-14 :对任何异常或不同的内容进行评论。 **ANSWER**

现在我们将更仔细地观察放大图中的细节,集中在马里兰州埃尔克顿南部切萨皮克和特拉华运河周围的区域(这是1972年10月场景的右下角)。以下两幅图像中的第一幅是1977年7月图像集第5波段的512 x 512像素次新图像。下面是一张比例为1:60000的航空照片,包含陆地卫星图像中的农田;这张照片拍摄于同年5月。

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1-15 :你能找到陆地卫星次新世的航空照片吗?当心-由于一个明显的原因,两个日期之间的字段模式发生了变化。 **ANSWER**

我们已经准备好改变方向,专注于像照片一样的自然图像的主要使用:变化检测。我们将使用从我们已经遇到的完整图像的上半部分切下的几个子场景。首先考虑一下:1977年6月8日的7级图像

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1-16 :有一点是显而易见的:广泛分布的几乎是黑色的斑点,几乎完全在山脊之间的山谷中发现。你知道这些代表什么吗?提示:它们与一种具有巨大商业价值的地质物质有关;这种物质位于宾夕法尼亚时代的岩层中。 **ANSWER**

1-17 :在箭头G和H的尖端附近有黑色图案,一个是伸长的,另一个是三个点。你认为这些是什么?你能在1972年10月的MSS波段7图像中在相应的地方找到它们吗?发生什么事? **ANSWER**

下面是1973年7月8日刚刚看到的同一地区的mss 7次新世。

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1-18 :什么是新的和不同的?识别所示字母箭头尖端的特征(最右边的箭头标记为“I”)。像at“k”这样的特征是一种新现象,在这种现象中,地面负责产生中等灰度的反射(这是一个线索!) **ANSWER**

1977年,宾夕法尼亚州再次受到“K”现象的严重打击。下一幅插图是从宾夕法尼亚州威廉姆斯波特以北的一个地区(就在我们所看到的整个场景之外)拍摄的六个次新世面板。现在,不要看两个面板行之间的黑色打印。

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1-19 :既然您现在知道了上一个问题中的“k”是什么,请对这些面板中显示为灰褐色的功能的进展进行评论。 **ANSWER**

现在,我们将进入第二阶段的提问,在第二阶段中,你将被要求分析和评论在宾夕法尼亚州中南部的这项研究中产生的一些计算机生成的图像。

首先,是一个区域的四个次中心的一个小组,包括汉诺威,PA(在水库的左边,西部),大约20英里以南,宾夕法尼亚州约克西南。斜穿过每个次新世是一系列几乎平行的直线。在大多数完整场景中也可以看到这些。它们是由前寒武纪变质杂岩中抵抗力更强的单元雕刻而成的低脊,构成了山前的这一部分。场景如下:

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左上角的图像是1978年6月场景的MSS波段7再现(拉伸);右下角是1978年2月场景的波段7的线性拉伸,其中地面被雪覆盖。右上角由六月次新世快速傅立叶变换的高带通滤波器组成,而左下角也是带5的高带通滤波器版本,带有三次卷积重采样。

1-20 :四个子场景中,哪一个子场景最适合/最差用于选择线性特征?比较快速傅立叶和三次卷积处理增强线性特征和锐化细节。猜猜水库湖南面的不规则特征(中到深灰色)的特征(性质)。 `ANSWER <exama.html#1-20>`__

现在,回到哈里斯堡和吉普赛蛾的落叶。看看这个1977年6月27日的次新世。落叶在山脊上呈深灰色斑块。

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在忽略图像中的其他功能/类的同时,有几种方法可以将注意力集中在这种落叶上。一种是计算图像的植被指数。对于这个vi,至少提出了六种不同的公式。我们将使用最简单的公式,即mss7/mss5的比率。完成此操作后,将出现一系列可以显示为灰色级别的DNS。但是,另一种方法是产生一个彩色蒙版图像。所有非植被特征设置为一个单一的dn值(将其掩盖),具有树木和森林特征的植被区域被赋予不同的颜色。这就是结果,遮蔽区域显示为黄灰色,健康森林显示为绿色,落叶森林显示为红色,强调植被为紫色。

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1-21 :这个vi图像的优点是什么?哪里可能出现混乱? **ANSWER**

同一场景(和日期)已接受主要成分分析。前四个组件的图像如下所示(但在布局错误的情况下,第一个组件是B,第二个组件是A,C和D分别是第三个和第四个组件。

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1-22 :描述每个组件图像中的主要灰色模式。 **ANSWER**

颜色合成可以由这三个图像中的任何一个组成。一般来说,第四组分图像是平淡和模糊的,不使用。下面是使用pc 2=红色;pc 1=绿色;pc 3=蓝色制作的FCC图像。

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1-23 :在上面显示的标准假彩色合成中,这张PC图像显示的不太明显的是什么? `ANSWER <exama.html#1-23>`__

我们现在准备开始在我们之前研究过的原始完整场景中对4个区域进行监督分类。我们将从哈里斯堡次新世的8级地图开始。这以及随后的分类都是在NASA戈达德的IDims计算机系统上完成的。

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1-24 :评估此分类。 **ANSWER**

一直到无烟煤带。首先,我们提出了一个标准的次新世假彩色合成图,显示了哈兹尔顿(T)东南部从蓝山(最低的N)到大峡谷农业用地(A)的褶皱山脊。最亮的蓝色是我的废物。1973年7月8日的这一场景中,落叶较为温和,以蓝灰色为代表。

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一张1:78000比例的黑白航空照片覆盖了部分陆地卫星次新世。

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1-25 :尝试将这张航空照片放入陆地卫星现场。命名你找到的城镇(使用地图集)。这张照片上的矿井垃圾展示得好吗? **ANSWER**

7月8日,在通用电气图像-100交互处理系统上对73年7月8日的场景进行了无监督分类。只指定了四个集群类。当它们被屏蔽为模式后,它们就被命名,使用作者对该地区的一般知识。这里是:

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1-26 :评估此分类,与您在此日期的FCC图像的期望值进行比较。使用湖泊(以黑色显示)将类映射与图像关联。 **ANSWER**

接下来的两个分类处理了切萨皮克和特拉华运河周围的区域和切萨皮克湾源头,它们占据了1972年10月图像的右下角。

第一个是从1977年7月的完整场景中提取的次新世的监督分类(右),如下图所示,作为一个FCC图像。这些课程是作者在实地考察后选择的,并与当地的土壤保护服务代表进行了讨论。

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1-27 :玉米或大豆,哪种似乎更丰富?如果你查阅该地区的地图,你可能会得出结论,大多数较大的薰衣草图案与城镇和村庄有关。但是小簇的薰衣草呢,它们可能是什么呢?给出一个原因,为什么这么多的领域没有直线边界,因为是典型的,也不是矩形。 **ANSWER**

最后一个分类显示了马里兰州北部哈弗德格拉斯和阿伯丁附近切萨皮克湾源头的水纯度类别。图像采集日期为1978年5月28日。结果是:

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萨斯奎汉纳河的河口位于中心顶部。切萨皮克湾本身就是下苏斯奎汉纳河的淹死部分,该河曾在弗吉尼亚州诺福克附近清空,但在最后一次冰川退却后被上升的海平面淹没。这里的土地通过遮罩被渲染为黑色(白色湿地除外),遮罩涉及将所有土地像素分配给一个单一的值(给定颜色)。

1-28 :您认为如何确定(评估)布什河的浑浊度? **ANSWER**

我们的“考试”快结束了。现在,我们将注意力转向另外两种类型的遥感器——那些产生主动微波的遥感器——雷达图像和那些测量热特性的遥感器。这些传感器系统分别在第8节和第9节中介绍。以下只是预览。

对于覆盖宾夕法尼亚地区和一些邻近州的热成像,我们将求助于被称为HCMM(热容量测绘任务)的卫星。这项技术在1978年投入使用,并以三种模式制作了700公里宽的场景:白天可见、白天(热)红外和夜间红外。

首先看一天的红外图像(1978年9月26日),图像的下半部分包括我们一直在研究的哈里斯堡周围的大部分地区。暗色调对应“冷”;浅色对应“暖”。

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1-29 :首先,将自己定位在这幅图像中,相对于您所了解的地标。为什么山脊凉爽,山谷温暖?在右中央有一个长长的独木舟形状的白色区域,为什么看起来那么热?虽然它不在你一直研究的区域,但是可以推测上中心非常黑暗的图案。 **ANSWER**

然后,看看这张1978年6月11日拍摄的夜间红外图像。

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1-30 :为什么山脊、河流和其他水体看起来比山谷更温暖(色调较浅)?你能找到哈里斯堡地区吗? **ANSWER**

最后,我们在包括哈里斯堡地区在内的两幅雷达图像上拍摄一个短暂的峰值。由于雷达图像的解释需要对传感器的工作方式和图像的形成有相当的了解(我们将在第9节中详细了解),因此我们只向您展示这两个示例,不会提出问题。但是,我们建议您在陆地卫星场景的框架中定位这些图像,并挑选出您已经熟悉的任何特殊特征和地标。第一张图片是由一个飞机安装的斯拉尔系统(K波段),因为它在1966年7月22日飞越地形。第二张照片是1978年9月28日由海星特别行政区从太空拍摄的。在这幅图像中,哈里斯堡的位置应该是显而易见的(它的建筑是很强的反射镜)。

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好吧,我们的“考试”到此结束。相当有挑战性,但希望不会乏味,嗯!给自己打分,但仅仅通过努力,你就应该得到“A”。在本教程的其余部分中,我们将不再面临如此广泛的一系列问题——这足以帮助您更好地了解与遥感解释相关的重要概念和特征。

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