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Landsat8数据不同波段组合的用途(2015-02-1114:11:23)2013年2月11日发射的Landsat系列最新卫星Landsat8，携带有OLI陆地成像仪和TIRS热红外传感器，Landsat8的OLI陆地成像仪包括9个波段，OLI包括了ETM+传感器所有的波段，为了避免大气吸收特征，OLI对波段进行了重新调整，比较大的调整是OLIBand5(0.845–0.885μm)，排除了0.825μm处水汽吸收特征；OLI全色波段Band8波段范围较窄，这种方式可以在全色图像上更好区分植被和无植被特征；此外，还有两个新增的波段：蓝色波段(band1;0.433–0.453μm)主要应用海岸带观测，短波红外波段(band9;1.360–1.390μm)包括水汽强吸收特征可用于云检测；近红外band5和短波红外band9与MODIS对应的波段接近，TIRS包括2个单独的热红外波段。下表是Landsat8中OLI和TIRS两个传感器波段说明：表：Landsat8数据波段参数波段波长范围(μm)空间分辨率(m)1-海岸波段0.433–0.453302-蓝波段0.450–0.515303-绿波段0.525–0.600304-红波段0.630–0.680305-近红外波段0.845–0.885306-短波红外11.560–1.660307-短波红外22.100–2.300308-全色波段0.500–0.680159-卷云波段1.360–1.3903010-热红外110.60-11.1910011-热红外211.50-12.51100标准的数字相机拍摄得到的图像是真彩色的，效果和人眼看到的一样，红、绿、篮三个波段分别用红、绿、篮三个通道显示，当传感器有更多的波段，我们就可以得到更多的信息，以Landsat8为例，某些特殊的光谱波段可以帮助我们看到一些特殊的地物特征，或者可以透过现象看到本质。比如，近红外波段（NIR）是多光谱传感器常用的一个通道，因为在该通道，植被的反射率非常高，所以这个波段对于监测植被很有效；短波红外波段（SWIR）对监测裸土非常有效，它可以反应出裸土表面的湿度情况。类似的例子还有很多。下面以Landsat8数据为例，介绍多波段在不同的RGB组合下显示的效果及其应用。（一）4,3,2,——真彩色合成，美国加利福尼亚州夫勒斯诺市用OLI数据，可以得到真彩色合成的图像，这种图像的缺点是易受到大气的影响，有时图像不够清晰。图(1)4/3/2真彩色合成，美国加利福尼亚州夫勒斯诺市（二）5,4,3——标准假彩色合成（CIR），用于植被相关的监测，美国科罗拉多在这种波段组合下，植被显示为红色，植被越健康红色越亮，而且还可以区分出植被的种类，这种波段组合方式非常常用，用来监测植被、农作物和湿地。图(2)5/4/3标准假彩色合成（CIR），美国科罗拉多（三）7,6,4——假彩色合成，用于城市监测，美国洛杉矶这种波段组合用到了短波红外波段，相较于波长较短的波段来说，效果比较明亮。图(3)7/6/4假彩色合成，美国洛杉矶（四）5,6,4——假彩色合成，有效区分陆地和水体，加拿大哈德逊河这种波段组合，深浅的橙色和绿色是陆地，冰显示为很亮的玫红色，深浅蓝色是水。图(4)5/6/4假彩色合成，加拿大哈德逊河（五）7,5,3——假彩色合成，具有良好的大气透射，美国华盛顿这种波段组合和前面提到的5,6,4比较像，植被显示为不同深度的绿色，这种波段组合用于NASA生产的镶嵌的Landsat数据。图(5)7/5/3假彩色合成，美国华盛顿（六）6,5,2——假彩色合成，农作物监测，科罗拉多弗鲁塔这种波段组合，对监测农作物很有效，农作物显示为高亮的绿色，裸地显示为品红色，休耕地显示为很弱的墨绿色图(6)6/5/2假彩色合成，科罗拉多弗鲁塔（七）7,5,2——假彩色合成，有效森林火灾，加利福尼亚州这种波段组合类似上面提到的6,5,2，该组合用了更长波段的短波红外，对火点燃烧引起的烟雾的敏感度降低。图(7)7/5/2假彩色合成，加利福尼亚州（八）6,3,2——假彩色合成，突出裸露地表上的一些景观，美国犹他州峡谷这种波段组合对于没有或少量植被情况下，突出地表的景观，对地质监测有效。图(8)6/3/2假彩色合成，美国犹他州峡谷（九）5,7,1——假彩色合成，有效监测植被和水体，坦桑尼亚的维多利亚河这种波段组合使用了近红外波段、短波红外2波段和海岸波段，海岸波段是Landsat8独有的，可以穿透一些很小的微粒如灰尘、烟雾等，还能穿透浅的水域。在这种波段组合下，植被显示为橘红色。图(9)5/7/1假彩色合成，有效监测植被和水体，坦桑尼亚的维多利亚河Landsat8还能有许多其他的波段组合，有时候单波段灰度图像也能解释一些特别的现象，比如下面是TIRS传感器的热红外1波段的图像，该影像位于冰岛，中间亮白色的区域是Bardarbunga火山，热红外波段灰度图像突出显示了从薄冰区向南部流动的熔岩流。图(10)冰岛Bardarbunga火山热红外波段灰度图对于单波段的数据，还可以用颜色表渲染彩色显示，可清晰的显示一些特征，下图是将上面的灰度图设置了颜色表彩色显示的结果，下方蓝色区域是低温区，深红色是温度高的区域。图(11)冰岛Bardarbunga火山热红外波段配颜色表彩色显示对多光谱图像利用不同的波段组合能帮助我们凸显感兴趣的地物，组合方式取决于感兴趣地物对不同波段的反射率特征，有一些经验可以借鉴，但在实际分析中，可以通过尝试，发现某个波段或者组合对于所做的区域效果明显，那么这个波段或者RGB波段组合方式就是适合的。ENVI中进行波段组合非常方便，如下图为打开一个标准Landsat8数据，根据需求选择对应RGB合成显示。