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En caso de que te lo perdiste: lo nuevo en tecnología de la NASA

Las imágenes Landsat se han convertido en un elemento básico de la comunidad de observación de la Tierra. Al adquirir tantas como 1.400 nuevas imágenes al día, el Landsat 7 y 8 nos han dado una mirada sin precedentes a nuestro planeta. Pero no es sólo la cantidad de las imágenes lo que es tan emocionante. Dentro de cada escena, un cúmulo de datos espera a aquellos ansiosos por explorar el planeta, pixel-por-pixel, desde el punto de vista del espacio.
Una imagen de color verdadero Landsat 8 de Mount Jefferson, Oregon, a una resolución de 15 metros por píxel.

Es casi como tener tu propia cámara en órbita, 700 kilómetros (430 millas) sobre la Tierra. Pero Landsat es muy diferente de la cámara en su teléfono móvil o DSLR. Los sensores a bordo del Landsat capturan imágenes en varias "bandas". Cada banda representa un trozo único del espectro electromagnético, definido por la longitud de onda. Esto permite imágenes multi espectrales que van más allá de la luz visible que nuestros ojos pueden ver. También nos permite combinar estas bandas para ver lo invisible, hacer cálculos importantes, o ensamblar sólo los datos de la luz visible para producir una imagen de color natural.

Pero hay otra gran característica de las diferentes bandas en los datos Landsat 7 y 8: una de ellas se puede utilizar para duplicar efectivamente la resolución de tu imagen. ¡ sí, lo leíste correctamente!
El afilado de pancromática es una técnica que combina el detalle de alta resolución de una banda pancromática con la información de color de menor resolución de otras bandas (usualmente sólo las bandas visibles).

Las bandas espectrales de Landsat 7 y 8 tienen una resolución de 30 metros por píxel, mientras que la banda pancromática tiene una resolución de 15 metros por píxel. Por sí mismo, la banda pancromática se vería algo poco interesante; al igual que otras bandas individuales, parece blanco y negro. Pero a diferencia de otras bandas, captura una gama mucho más amplia de la luz, lo que le permite ser significativamente más nítida. Como resultado, las imágenes de pancromática son dos veces más detalladas que las bandas espectrales individuales.

Una imagen que es dos veces más detallada es mucho más valiosa y puede revelar características o fenómenos que de otro modo serían difíciles de ver:
Izquierda: a color natural Landsat 8 imagen de Mt. Jefferson, por Robert Simmon. Derecha: una versión pan-afilada de los mismos datos, por Joshua Stevens.

Hagamos una imagen panorámica con el Landsat 8

El primer paso para crear una imagen con enfoque panorámico es adquirir los datos. Si necesitas ayuda, tenemos un tutorial de Earth Explorer que te guiará a través del proceso. También puede utilizar estos datos de ejemplo de Mt. Jefferson (960 MB zip Archive).
Los siguientes pasos suponen que ha adquirido y descomprimido los datos necesarios. También necesitará un editor de imágenes capaz de trabajar con datos de 16 bits, la capacidad de combinar y editar canales de color, y el soporte para el espacio de color Lab. Adobe Photoshop y GIMP, un editor gratuito y de código abierto, son las dos grandes herramientas que cumplen con este criterio.
Utilizo Photoshop, y los ejemplos de abajo reflejan las herramientas y la interfaz de Photoshop.

Lo primero: crear un compuesto RGB de color natural

Siga la primera parte del tutorial de Rob Simmon, cómo hacer una imagen del Landsat 8 de color verdadero, pero deténgase después de crear la imagen RGB inicial. ¡ no coloree correctamente la imagen!

Panorámica de la imagen RGB

1. en este punto, usted debe tener un único compuesto RGB no corregido. El mío se ve así:
Esta imagen no afilada tendrá una altura y anchura en el estadio de 7000 a 8000 píxeles.

2. Para preparar la imagen para que sea el doble de nítidas, primero necesitamos doblar su tamaño. En el menú de Photoshop, vaya a imagen y, a continuación, tamaño de imagen. En el cuadro de diálogo, defina la altura y la anchura en 200% y asegúrese de que el remuestreo esté configurado en bilineal (Esto evitará que se produzcan los afilados adicionales no deseados).

Su imagen será ahora dos veces mayor (15000-16000 píxeles de ancho y alto). Pero te darás cuenta de que no es muy agudo; de hecho, se verá bastante borrosa. Vamos a cambiar eso.

3. Recordar que la banda pancromática tiene una resolución de 15 m en blanco y negro. ¿Qué tal si pudiéramos usar el color de esta imagen borrosa, pero añadir detalles de la ligereza y oscuridad de los datos de pancromática? Eso es exactamente lo que vamos a hacer.

Actualmente, nuestra imagen se compone de tres canales: rojo, verde y azul. Queremos cambiar eso para que uno de los canales refleje la ligereza.

Ahí es donde entra el espacio de color de laboratorio. El espacio de color Lab representa el color en términos de ligereza y otros dos canales conocidos como a y b (que controlan el rojo-verde y el azul amarillento de una imagen, respectivamente).

En el menú de Photoshop, vaya a imagen – > modo-> Lab color. No verás el cambio de imagen, pero si miras tus canales de imagen, verás que ahora tienes ligereza, a y b.
4. Necesitamos substituir la imagen en el canal de la ligereza con los datos pancromática. Abra su banda pancromática (el nombre de archivo debe terminar con UR_B8.tif en sus datos).

5. Con la imagen pancromática abierta, seleccione todo (selección de menú de Photoshop-> todo). A continuación, copie la imagen (CMD-c en Mac, Ctrl-c en Windows).

Vuelva a su imagen compuesta RGB. En la ventana de canales haga clic en la luz para aislar ese canal. Su imagen debe cambiar a blanco y negro para indicar que sólo el canal seleccionado está activo:
Pegue los datos pancromática (CMD-v en Mac, Ctrl-v en Windows). Debe ver que la imagen en blanco y negro se vuelve significativamente más nítida a medida que las imágenes de mayor resolución sustituyen los datos anteriores:

6. Vuelva a convertir la imagen en espacio RGB. En Photoshop ir a la imagen-> modo-> color RGB.
¡ color ha regresado y ahora tiene un compuesto de RGB, afilado!

Ahora puede corregir el color de la imagen y aplicar cualquier afilado adicional deseado.

Volver a la forma de hacer una imagen de color verdadero Landsat 8 para aprender a corregir el color de las imágenes de Perfil de pan.

Notas y consejos adicionales

El afilado de pan es una técnica común, y hay más de una manera de hacerlo. El método que se muestra aquí se denomina enfoque de VHS. Es el más simple de las técnicas y se basa solamente en intercambiar el valor (el ' v ' de los datos de HSV) con una contraparte de mayor resolución. El tono y la saturación (el ' h ' y ' s ') proporcionan el color de las imágenes de menor resolución.

Otro método más sofisticado conocido como el pan-Schmidt de Gram-afilado se utiliza con frecuencia en el software del GIS. Gram-Schmidt genera una representación más cercana de los datos pancromática mediante la simulación de las otras bandas espectrales.

En el Landsat 8, la banda de pancromática no llega tan lejos en las longitudes de onda azules como la banda azul, y va un poco más allá del rojo. Si seguiste este tutorial y notaste un ligero cambio de tono cuando pegaste en los datos de pancromática, esta es la razón. Los datos pancromática del Landsat 7 son aún más extremos e incluyen una luz infrarroja más cercana, por lo que cambiará aún más el tono de la imagen.

Una tercera técnica, conocida como Brovey Transform, o normalización de color, intenta equilibrar la información de color con los datos pancromática. Puede ser útil para afilar imágenes de color falsas, cuyo éxito depende de las longitudes de onda capturadas por los datos pancromática.

Aunque este tutorial cubrió el proceso en una sola imagen manualmente, mucho de esto se puede automatizar desde la línea de comandos con relativa facilidad. Algunas herramientas que recomiendo:
GDAL y URgdal_pansharpen.py
Landsat-util
Rasterio
Ahí lo tienes. ¡ feliz afilado!

NASA - Tierra

Traducción: El Quelonio Volador

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