TM各波段分析

TM图像波段介绍
一、各波段特征：
1.TM1 0.45-0.52um,蓝波段,对水体穿透强,对叶绿素与叶色素反映敏感,有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等.
2.TM2 0.52-0.60um,绿波段,对健康茂盛植物的反射敏感,对力的穿透力强,用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种和反映水下特征.
3.TM3 0.62-0.69UM ,红波段,叶绿素的主要吸收波段,反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,其信息量大多为可见光最佳波段,广泛用于地貌,岩性,土壤,植被,水中泥沙等方面.
4 .TM4 0.76-0.96UM 近红外波段,对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于牧师调查,作物长势测量,水域测量.
5.TM5 1.55-1.75UM,中红外波段,处于水的吸收波段,一般1.4-1.9UM内反映含水量,用于土壤湿度植物含水量调查,水分善研究,作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力.易于反映云与雪.
6.TM6 1.04-1.25UM热红外波段,可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,进行热制图.
7.TM7 2.08-3.35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用
于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物.
二.波段组合:
1、TM321（RGB）：均是可见光波段，合成结果接近自然色彩。

对浅水透视效果好，可用于监测水体的浊度、含沙量、水体沉淀物质形成的絮状物、水底地形。

一般而言：深水深兰色；浅水浅兰色；水体悬浮物是絮状影象；健康植被绿色；土壤棕色或褐色。

可用于水库、
河口及海岸带研究，但对水陆分界的划分不合适。

这种RGB组合模拟出一副自然色的图象。

有时用于海岸线的研究和烟柱的探测。

2、TM453（RGB）：2个红外波段、1个红色波段。

对内陆湖泊及河流分辨清楚。

植被类型及长势可由棕、绿、橙、黄等色调分别。

能区分土壤含水量（水分越多则越暗）。

用于土壤湿度和植被状况的分析。

也很好的用于内陆水体和陆地/水体边界的确定。

（水体对B4近红外波段有较强吸收作用）
3、TM742（RGB）：植被基本都是绿色，城市呈现品红色或紫色，草地淡绿色，森林深绿色（针叶林色调比阔叶林暗）。

能区分土壤和植被的含水量。

适用于水/陆边界划分、土/植被边界划分，但不适于植被分类。

土壤和植被湿度内容分析；内陆水体定位。

植被显示为绿色的阴影。

（叶绿素对B4近红外波段反射较强）
4、TM432（RGB）：标准假彩色。

植被呈现各种红色调。

深红色/亮红色为阔叶林，浅红色为草地等生物量较小的植被。

密集的城市地区为青灰色。

最适合用于植被分类。

红外假色。

在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面，这是最常用的波段组合。

5、TM543（RGB）：城镇和农村土地利用的区分；陆地/水体边界的确定。

6、TM457（RGB）：探测云，雪和冰（尤其在高维度地区）。

二、波段融合及专题应用：
利用多波段图像之间的差异进行特征提取,可获得较多的信息量。

常用的方法有:灰度四则运算、假彩色合成、HIS 变换等,利用这些方法可以简单地减少异物同谱现象,如在波长0 .63 μm 下,绿泥岩和褐铁矿的反射系数相同,但在0 .5 μm 下,其反射系数的差别却很大,可针对
不同的遥感资料,根据岩石反射能力的不同,选取不同的波段,对岩石进行分类。

TM图像的光波信息具有3～4维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。

在TM7个波段光谱图像中，一般第5个波段包含的地物信息最丰富。

3个可见光波段（即第1、2、3波段）之间，两个中红外波段（即第4、7波段）之间相关性很高，表明这些波段的信息
中有相当大的重复性或者冗余性。

第4、6波段较特殊，尤其是第4波段与其他波段的相关性得很低，表明这个波段信息有很大的独立性。

而第7波段只是在探测森林火灾、岩矿蚀变带及土壤粘土矿物类型等方面有特殊的作用。

由于地物的复杂性和多样性,只选一个波段是不够的,在进行地质现象的解释时,常选几个波段进行比较，以下以TM为例：
741 ：741波段组合图像具有兼容中红外、近红外及可见光波段信息的优势，图面色彩丰富，层次感好，具有极为丰富的地质信息和地表环境信息；而且清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹（褶皱及断裂）显示清楚，不同类型的岩石区边界清晰，岩石地层单元的边界、特殊岩性的展布以及火山机构也显示清楚。

742：适宜于温带到干旱地区，提供最大的光谱多样性。

1992年，完成了桂东南金银矿成矿区遥感地质综合解译，利用1：10万TM7、4、2假彩色合成片进行解译，共解译出线性构造1615条，环形影像481处, 并在总结了构造蚀变岩型、石英脉型、火山岩型典型矿床的遥感影像特征及成矿模式的基础上，对全区进厅成矿预测，圈定金银A类成矿远景区2处，B类4处，C类5处。

为该区优选找矿靶区提供遥感依据。

743：我国利用美国的陆地卫星专题制图仪图象成功地监测了大兴安岭林火及灾后变化。

这是因为TM7波段（2.08-2.35微米）对温度变化敏感；TM4、TM3波段则分别属于红外光、红光区，能反映植被的最佳波段，并有减少烟雾影响的功能；同时TM7、TM4、TM3（分别赋予红、绿、蓝色）的彩色合成图的色调接近自然彩色，故可通过TM743彩色合成图的分析来指挥林火蔓延与控制和灾后林木的恢复状况。

754：适宜于湿润地区，提供了最大的空间分辨率。

对不同时期湖泊水位的变化，可采用不同波段，如用陆地卫星MSS7，MSS5，MSS4合成的标准假彩色图像中的蓝色、深蓝色等不同层次的颜色得以区别。

从而可用作分析湖泊水位变化的地理规律。

陆地卫星图像的标准假彩色指采用陆地卫星多光谱扫描仪所成的同一图幅的第四波段MSS4图像、第五波段MSS5图像和第七波段MSS7图像，分别配以兰、绿、红色的彩色合成图像上的彩色。

并称此种合成的图像为陆地卫星标准假彩色图像。

在此图像上植被分布显红色，城镇为兰灰色，水体为兰色、浅兰色（浅水），冰雪为白色等。

541：某开发区砂石矿遥感调查是通过对陆地卫星TM最佳波段组fefee7合的选择（TM5、TM4、TM1）以及航空、航天多种遥感资料的解译分析进行的，在初步解译查明调查区第四系地貌。

543：城镇和农村土地利用的区分，陆地/水体边界的确定。

例如采用1995年8月2日的TM数据对于图象分析，选用信息量最为丰富的5、4、3波段组合配以红、绿、兰三种颜色生成假彩色合成图象，这个组合的合成图象不仅类似于自然色，较为符号人们的视觉习惯，而且由于信息量丰富，能充分显示各种地物影像特征的差别，便于训练场地的选取，可以保证训练场地的准确性；对于计算机自动识别分类，采用主成分分析（K-L变换）进行数据压缩，形成三个组分的图象数据，用于自动识别分类。

742：用于土壤和植被湿度内容分析，内陆水体定位，其中植被显示为绿色的阴影。

适宜于温带到干旱地区，提供最大的光谱多样性。

采用以遥感图像解译为主结合地质、物化探资料进行研究的综合方法。

解译为目视解译，解译的遥感图像有：以1984年3月成像经处理放大为1：5万卫星TM假彩色片（5、4、3波段合成）和1979年7月拍摄的1：1.6万黑白航片为主要工作片种；采用1986年11月的1：10万TM假彩色片（7、4、2波段合成）为参考片种。

432：红外假色。

在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面，这是最常用的波段组合。

提供中等的空间分辨率。

在这种组合中，所有的植被都显示为红色。

例如当卫星遥感图像示蓝藻暴发情况时，蓝藻暴发时绿色的藻类生物体拌随着白色的泡沫状污染物聚集于水体表面，蓝藻覆盖区的光谱特征与周围湖面有明显差异。

由于所含高叶绿素A的作用，蓝藻区在LandsatTM2波段具有较高的反射率，在TM3波段反射率略降但仍比湖水高，在TM4波段反射率达到最大。

因此，在TM4（红）、3（绿）、2（蓝）假彩色合成图像上，蓝藻区呈绯红色，与周围深蓝色、蓝黑色湖水有明显区别。

此外，蓝藻暴发聚集受湖流、风向的影响，呈条带延伸，在TM图像上呈条带状结构和絮状纹理，与周围的湖水面也有明显不同。

453：用于土壤湿度和植被状况的分析，也很好的用于内陆水体和陆地/水体边界的确定，可突出水体、城市、山区、线性特征。

例如采取4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像，色彩反差明显，层次丰富，而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似，符合过去常规片的目视判读习惯。

再例如把4、5两波段的赋色对调一下，即5、4、3分别赋予红、绿、蓝色，则获得近似自然彩色合成图像，适合于非遥感应用专业人员使用。

本研究遥感信息源是中国科学院卫星遥感地面接收站于1995年10月接收美国MSS卫星遥感TM波段4(红)、波段5(绿)、波段3(蓝)CCT磁带数据制作的1∶10万和1∶5万假彩色合成卫星影像图。

图上山地、丘陵、平原台地等喀斯特地貌景观及各类用地影像特征分异清晰。

成像时期晚稻接近收获，且稻田中不存积水，因此耕地类型中的水田色调呈粉红色；旱地由于作物大多收获，且土壤水分少而呈灰白色；菜地则由于蔬菜长势好，色调鲜亮并呈猩红色。

园地色调呈浅褐色，且地块规则整齐、轮廓清晰。

林地中乔木林色调呈深褐色，而分布于喀斯特山地丘陵等地区的灌丛则呈黄到黄褐色。

牧草地大多呈黄绿色调。

建设用地中的城镇呈蓝色；公路呈线状，色调灰白；铁路呈线条状，色调为浅蓝；机场跑道为蓝色直线，背景草地呈蓝绿色；在建新机场建设场地为白色长方形；备用旧机场为白色色调，外形轮廓清晰、较规则。

水库和河流则都呈深蓝色调。

472：土壤和植被湿度内容分析，内陆水体定位，植被显示为绿色的阴影。

在采用TM4、7、2波段假彩色合成和1:4 计算机插值放大技术方面，在制作1:5万TM影像图并成1:5万工程地质图、塌岸发展速率的定量监测以及在单张航片上测算岩(断) 层产状等方面，均有独到之处。

三．光谱差异
ＴＭ１居民地与河流菜地不易分开．
ＴＭ２居民地与河流菜地不易分
ＴＭ３乡村与菜地不易分
ＴＭ４农田与道路不易分，乡镇，道路，河滩易浑．
ＴＭ５县城与农田不易分ＴＭ６村庄与河流易混．
城市与乡镇的提取:TM1+TM7+TM3+TM5+TM6+TM2-TM4
乡镇与村落:TM1+TM2+TM3+TM6+TM7-TM4-TM5
河流的提取:TM5+TM6+TM7-TM1-TM2-TM4
道路的提取：TM6-（TM1+TM2+TM+-TM4+TM5+TM7）
ETM各波段介绍
1波段用于水体穿透、土壤植被分辨。

2波段用于植被分辨
3波段处于叶绿素吸收区域，用于观测道路、裸露土壤、植被种类效果很好。

4波段用于估算生物数量，可以从植被中区分水体，分辨潮湿土壤，但是对于道路辨认效果不如TM3.
5波段被认为苏有波段中最佳一个，用于分辨道路、裸露土壤、水，它还能在不同植被之间有好的对且有较好的穿透大气、云雾的能力。

6波段感应发出热辐射的目标，分辨率为60m。

7波段对于岩石、矿物的分辨很有用，也可用于辨识植被覆盖和湿润土壤。

8波段得到的是黑白图像，分辨率为15m，用于增强分辨率，提供分辨能力（TM没有）。