ENVI-Freelook mit Beispiel

Diese Software ist ein sehr gutes Tool zum experimentellen Umgang mit Satellitenbildern, wenn diese als Originaldaten verfügbar sind (je Sensor ein eigenes Bild). Das Menü sieht wie folgt aus:

Als Graustufenbilder werden nur die einzelnen Kanäle (Sensoren) dargestellt.
Die folgenden 3 Graustufenbilder von LANDSAT Juli 1988 von Gröbenzell zeigen die Intensität des reflektierten Lichts, das die Sensoren erreicht hat:
Links K2 grünes Licht, mittig K4 Nahes Infrarot, rechts K7 Mittleres Infrarot.
Je heller, umso intensiver die Rückstrahlung. Besonders das linke Bild gibt zu denken, weil die mittelgrauen Flächen in der Mitte des Bildes Wiesen sind, da müsste doch besonders viel grünes Licht reflektiert werden, was offensichtlich nicht zutrifft. Warum ist dies so?
Blätter und Gräser reflektieren nicht sehr viel Licht, da sie sehr viel Energie aufnehmen. Durch das Chlorophyll wird aber insbes. das blaue und rote Licht ausgenutzt, nur vom grünen Licht bleibt für die Reflexion etwas übrig, die Pflanze erscheint deshalb grün.

TM K2 (grün) Chlorophyll TM K4 (NIR) pflanzliche Zellstrukturen TM K7 (SWIR2) Feuchtigkeit
K2 Grün (Chlorophyll) K4 NIR (Zellstruktur) K7 SWIR (Feuchtigkeit)

Nun die Komposits: Zuerst wählt man die zusammengehörigen Datensätze nach aufsteigender Kanalnummer, z.B. TM K1 (blau), K2 (grün), K3 (rot), K4 (NIR), K5 (SWIR1), K7 (SWIR2). Jeder Kanal läßt sich alleine als Graustufenbild betrachten. Für Farbdarstellungen wählt man zuerst RGB, dann klickt man die gewünschten Kanäle an. Nach dem Laden wird das Bild sehr rasch als farbiges Mischbild angezeigt. Dabei werden automatisch 3 Fenster geöffnet: Überblick, Normalansicht und Ausschnittszoom.
Das Komposit wird so benannt, wie die RGB-Kombination lautet.
Hier Beispiele von LANDSAT TM, jeweils Gröbenzell - Erlbach - Aubinger Lohe,
jeweils zwei Bilder in unterschiedlicher Farbautomatik:
Links lineares Stretch, rechts ein Quadratwurzel-Rechenverfahren für das Stretch. Stretch besagt, dass die Grauwerteskala bzw. die Farbskala auf die im Bild vorkommenden Intensitätsstufen ausgedehnt (gestretcht) wird. Damit werden Intensitätsstufen, die das Auge nicht unterscheiden könnte, für das Auge sichtbar gemacht.

TM 321 Gröbenzell TM 321 Quadratwurzel-Stretch
TM 321 mit linearem Stretch TM 321 mit Quadratwurzel-Stretch

TM 321 bedeutet: Echtfarbenbild, dabei wird Kanal 3 (rotes Licht) als Rot, Kanal 2 (grünes Licht) als Grün und Kanal 1 (blaues Licht) als Blau der Bildröhre dargestellt.

TM 432 Gröbenzell TM 432 Quadratwurzel-Stretch
TM 432 mit linearem Stretch TM 432 mit Quadratwurzel-Stretch

TM 432 bedeutet: Falschfarbenbild, dabei wird das für den Menschen unsichtbare Nahe Infrarot (NIR Kanal 4) als Rot dargestellt, Kanal 3 (rotes Licht) als Grün, Kanal 2 (grünes Licht) als Blau der Bildröhre. Der Effekt: Vegetation erscheint rot statt grün.

TM 341 Gröbenzell TM 341 Quadratwurzel-Stretch
TM 341 mit linearem Stretch TM 341 mit Quadratwurzel-Stretch

TM 341 bedeutet:
Pseudo-Echtfarbenbild mit Nahem Infrarot (NIR Kanal 4) als Grün. Warum? Weil das Nahe Infrarot eine Aussage über den Zustand pflanzlicher Zellen gibt. Hohe Strahlungsintensitäten beim NIR zeigen junge pflanzliche Zellen an. NIR ist viel intensiver als das normale Grün des pflanzlichen Chlorophylls. Dunkles Grün zeigt Nadelwald, mittleres Grün zeigt Laubwald, dunkles Blau zeigt Wasserflächen (in der Mitte des Bildes). Lila sind Acker- und Siedlungsflächen, zur genaueren Differenzierung ist dieses Komposit weniger geeignet. Das gelingt über einen Kunstgriff:

TM 47i5i, Kanal 7 invers und Kanal 5 invers
TM 47i5i

Hier wurden K7 und K5 zuerst über PSP in inverse Datensätze umgewandelt und dann mit ENVI-Freelook als Komposit ausgegeben. Nun sind die unterschiedlichen Feld- und Nutzungsstrukturen deutlicher zu unterscheiden. Nachteil dieser Darstellung: Die Wiesen und der Wald sind nicht grün, was beim Interpretieren hinderlich ist.

Ein weiterer Versuch zur Unterscheidung von Ackerflächen:

TM 745 Gröbenzell TM 745 Quadratwurzel-Stretch
TM 745 mit linearem Stretch TM 745 mit Quadratwurzel-Stretch

TM 745 Diese Kombination hat nichts mehr mit unserem menschlichen Sehvermögen zu tun, das Auge kann diese Wellenlängen nicht wahrnehmen. Durch die Farbmanipulation lässt sich aber wieder ein Eindruck von der Wirklichkeit gewinnen, insbesondere beim rechten Bild. Grün die Wiesen, dunkelgrün ist Wald und Buschwerk, blauschwarz eine Wasserfläche, Grau und Lilatöne zeigen die Ackerflächen unterschiedlicher Nutzung. Der Datensatz ist vom Juli 1988, das ist für die Interpretation wichtig. Die lilafarbenen Flächen sind bereits geerntet.

TM 321 Gröbenzell TM 745 Quadratwurzel-Stretch
TM 321 mit linearem Stretch TM 745 mit Quadratwurzel-Stretch

Links das Echtfarbenbild, rechts das für den Menschen unsichtbare Bild.

Karte von 1860 TM 321 Gröbenzell
Karte von 1860 TM 321 das Echtfarbenbild

Die Karte von 1860 (noch ohne die Siedlung Gröbenzell) zeigt die Gebiete, die sich aus den Feuchtflächen herausheben. Auf dem sog. Sandberg liegt heute Süd-Gröbenzell. Der rechte grüne Fleck, eine höhere Altmoräne mit Wald.

Grenzen des Programms:

- Keine Möglichkeit zur Ablage erstellter Bilder, dies muß über Schnappschuss-Funktion z.B. von PaintShopPro oder über die Taste "Druck" und die Zwischenablage erfolgen.
- Lange Dateinamen können nicht verwendet werden.
- Nur das unkomprimierte TIF-Format wird einwandfrei erkannt.
- NDVI (Vegetationsindex) ist nicht enthalten.

Link zum Distributor: (Freeware!)

zur Information: http://www.creaso.com
zum Download für Win 3.1, Win95 und WinNT zusammen, sehr groß!