遥感教程第3-3页¶
另外两个现场场景和两个陆地卫星图像主要检查其农业信息内容。第一种是在堪萨斯州,引入了一种不寻常的,但现在相当普遍的做法,即支点灌溉,可以通过圆形农田模式识别。第二种是在摩洛哥西部平原,在两个月的两次观测中,显示了不同生长阶段的各种田间作物。假彩色复合材料中“红色”程度的差异表明某些作物成熟的程度。利用美国西南部和英国的数据,还提供了使用比率和时间差分进行变化检测的示例。
堪萨斯州西南部和摩洛哥的其他农业实例;湿地植被¶
我们瞬间转向第二个点次新世(10公里 [6.2密] 另一方面),拍摄于1986年5月11日,位于堪萨斯州西南部花园城附近的一个地区,这是大平原农业带的主要小麦生产区。最显著的特征是一系列圆形图案,直径从0.4到0.8公里(1/4-1/2英里)不等(与肯尼亚农场地块大小大致相同)。当一些人从一架飞越中西部的客机上看到这些特征时,他们感到惊讶。`
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这些领域有一个有效的灌溉创新被称为中心枢纽灌溉系统。|中心支点灌溉系统的彩色照片。| 背景为北加利福尼亚州沙斯塔山中心枢纽灌溉系统 |
该系统使用一根长水管,安装在电动轮上,一端连接到田间中心的水管上。运行时,灌溉系统呈圆形摆动,旋转时喷水。(几个田地实际上显示了一个黑色的线性半径,这是一个有趣的系统。)红色的圆形田地主要是接近收割期的冬小麦种植。那些蓝色的圆圈(注意较暗的水分模式)在这个时候是休耕的,但它们中的大多数可能已经播种过,或者将要播种。注意方格轮廓的道路模式。这些道路遵循与一英里广场重合的测量线,代表美国乡镇和测距系统的路段。在上中心的一个区域内,蠕虫状的红色图案是一个18洞的高尔夫球场,它出现在任何地方的中间(与 Morro Bay 场景)。
在美国大平原的一些地区,圆形农田成为主要的农业模式。这一点在内布拉斯加州南部一部分的陆地卫星次新世中得到了显著说明:
` <>`__3-7 : What is an obvious disadvantage to the circular irrigation system? `ANSWER <Sect3_answers.html#3-7>`__
我们最后的现场农业场景实际上是同一地区的两幅图像,在非洲西北部的深冬和春季分别拍摄了两个月。这里的目的是说明随着作物日历的发展,植被的变化。该地区是加尔德平原,离摩洛哥西部的大西洋海岸不远,靠近卡萨布兰卡。这条田庄皮带是那个国家的主要生产商。农作物包括甜菜、甘蔗、小麦和大米。
监测种植作物是使用多数据图像进行变化检测的一个很好的例子。让我们先看看1986年3月14日拍摄的点波段1(绿色)图像(上图)。第一种反应可能是景观大多是农田,几乎所有的地块都比肯尼亚和关山的小。下一个明显的特征是小河(Oued Oum er Rbia),西部通往El Jadida和东部Settat的主要道路,由多条支线连接。还要注意图像中的一些非常暗的区域。
这些暗区在波段3(IR)中几乎是黑色的(下图)。它们可能是水体,其中一些形状不规则,代表着来自泉水的积水,另一些形状类似田地的可能是灌溉稻田。只有一小部分田地(尤其是沿河)呈现出明亮的色调,这表明大多数作物还没有长得多。
1986年5月10日,摩洛哥Ghard平原的现场图像-波段3(IR)。|
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但是,当同一区域在5月10日的3号光斑带上成像时,(下图,左上图),更大比例的田地是亮色调的,这表明许多作物正在生长。洪水的黑色区域减少了,但稻田的色调仍然大致相同。这幅图像以中灰色显示城镇。小片明亮的斑点点缀在中间,表示有许多树。
在比较三月场景(左)和五月场景(右)的假彩色图像时,活动作物和树木植被的范围的显著差异更加明显。
在3月份的图像中,估计有30%的田地正在积极种植作物,而在5月份的图像中,这一比例增加到了80%左右。三月的开阔水域在五月的大面积减少。在五月的景色中,有些有水的地区显示为暗红色(典型的稻田)。在三月的场景中,大部分没有种植作物的土地呈现出深棕绿色,这是一种假颜色,是自然红棕色土壤的表现。
` <>`__3-8 : 这个场景中至少有一个城镇,也许更多。在哪里? **ANSWER**
图像处理技术的变化检测可以帮助强调主要分布的活跃和休眠,或缺席,植被。一种简单的方法是使用相同的波段(通常在红外波段)制作两个日期的比率图像(将一个图像的dns除以另一个图像)。这导致在股息日期而不是除数日期植被普遍存在的地方出现非常明亮的色调。(见 page 1-15 对于比率的解释)如果植被分布因日期倒转而倒转,则相反。如果两个日期的植被范围相似,则图像色调的比例将为中等灰色。我们试图为三月和五月的场景在伊德里西做一个比例图像,但是失败了,因为这两个场景不一致。这些图像是在轨道不完全对齐的日期拍摄的。共同注册图像需要一个计算机算法,可以执行“橡胶拉伸配合”)。idrisi虽然可以生成比率图像,但没有一个简单的程序来共同注册(对齐)两个密切相关的图像,其中一个图像与另一个图像略有偏移(它可以进行某些类型的注册)。
为了说明植被在比例上是如何突出的,我们在这里用同样的日期TM波段4/波段3图像替换了一个(未识别)区域,其中山谷植被茂盛(比例图像中呈白色),而相邻的高原大部分是岩石和土壤(黑色)。
另一种变化检测方法是注册在不同日期获取的两个场景,然后从另一个场景中减去一个场景的dns。下面是英格兰莱斯特郡附近的农田的TM图像。这是一幅不同的图像,显示了没有作物或不同作物的田地,呈现不同的灰色阴影。
另一个植被丰富的环境,从卫星和远程传感器的飞机监测中受益匪浅,是 湿地 . 这些是富水的水库,如湖泊等,或从海岸、湖泊或冬季边缘流入的天然水体。根据水是盐水(咸水)还是淡水,会有一种生物组合,这是生长特殊条件的特征。监测主要关注湿地水的收缩或扩张,以及支持植被的健康和丰度。通常,湿地会遵循一个自然过程,当沉积物填满容纳宿主水的洼地,或供水减少,或植被变得如此丰富,以致于取代了水。另一个更为常见的原因是人类蓄意将湿地排干,以开垦耕地、住房、娱乐等。我们将展示遥感能力,通过卫星确定湿地的特征。
首先是这张来自陆地卫星TM图像的次新世照片,显示了佛罗里达州中东海岸线上卡纳维拉尔角的一部分。注意左上象限中的区域(带褐色色调)。这是咸水(比海水咸)和陆地植物的混合体,是该地区的典型。
这两种主要的陆地植物是火炬松和棕榈树,如图所示。
这是在陆地卫星次新世看到的小型陆地隆起的监督分类。
下一幅插图在复制过程中被降级,图例不可读,但它表明了从机载高光谱传感器获得特征/等级识别的信息量。这是一个分类的土地颈部绑在一个“岛屿”突出到切萨皮克湾附近的海湾大桥在马里兰州东岸。
由国际科学技术公司建造和运行的高光谱传感器系统AAHIS,在0.437到0.840微米的光谱范围内有228个非常窄的波段。从飞机上飞行,它还实现了高空间分辨率。这是夏威夷瓦胡岛Kaneola湾的Nuupia池塘的假彩色图像。下面是一个专门的分类,用来区分场景中的大多数类。