Jedes Pixel in einem Hyperspektralbild enthält das gesamte vom Sensor erfasste Energiespektrum und liefert detaillierte Informationen über die chemische Zusammensetzung, die physikalischen Eigenschaften und andere Merkmale des Objekts oder der Szene. Diese komplexen Daten werden in ein Raster-Dataset umgewandelt, das in einem Mosaik-Dataset gespeichert und verwaltet werden kann.
Bei der Erstellung eines Mosaik-Dataset mit hyperspektralen Raster-Typen ist die Wellenlängeninformation im Mosaik-Dataset enthalten. Standardmäßig werden alle Bänder zum Mosaik-Dataset hinzugefügt. Alternativ können Sie auch eine Teilmenge von Bändern auf der Grundlage von Wellenlängen- oder Band-ID-Bereichen hinzufügen, indem Sie den Parameter Kombination im Werkzeug Raster zu Mosaik-Dataset hinzufügen verwenden.
Erstellen eines hyperspektralen Mosaik-Dataset
Die Verwendung eines Mosaik-Datasets zur Verwaltung und Bearbeitung komplexer Hyperspektraldaten ist von Vorteil. Im Mosaik-Dataset werden alle Hyperspektraldatentypen unterstützt.
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um eine Teilmenge von Bändern in einem Mosaik-Dataset mithilfe des Werkzeugs Raster zu Mosaik-Dataset hinzufügen anzugeben:
- Öffnen Sie das Werkzeug Raster zu Mosaik-Dataset hinzufügen.
- Geben Sie den Wert für den Parameter Mosaik-Dataset an.
- Wählen Sie in der Dropdown-Liste Raster-Typ die Option EMIT aus.
- Klicken Sie für den Parameter Raster-Typ auf die Schaltfläche Eigenschaften.
Das Dialogfeld Raster-Typ-Eigenschaften wird geöffnet.
- Klicken Sie im Dialogfeld Raster-Typ-Eigenschaften im Seitenbereich auf die Option Verarbeitung.
Die Parameter Bandkombination werden angezeigt.
- Wählen Sie für den Parameter Methode in der Dropdown-Liste die Option Band-ID aus.
- Geben Sie die Bandkombination in das Textfeld Kombination ein.
Die Bänder werden als eine durch Leerzeichen getrennte Liste eingegeben und können als Bandbereiche angegeben werden. Wenn Sie beispielsweise eine Teilmenge mit der Option "ID" für den Parameter Methode angeben, werden bei dem Wert "20-50 60-100" 200 Band-IDs zwischen (einschließlich) 20 und 50, 60 und 100 sowie ein Band mit der ID "200" extrahiert.
- Klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld Raster-Typ-Eigenschaften zu schließen.
- Klicken Sie im Werkzeug Raster zu Mosaik-Dataset hinzufügen auf Ausführen.
Das Mosaik-Dataset, das die angegebenen Hyperspektralbildbänder enthält, wird erstellt und in den Bereich Inhalt und die Karte geladen.
Unterstützte Sensoren und Raster-Datasets
Die unterstützten Hyperspektralsensoren und Raster-Datasets sind im Folgenden aufgeführt.
AVIRIS
Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) ist ein Sensor für Luftbildaufnahmen, der Bilder in 224 zusammenhängenden Spektralbändern mit Wellenlängen von 400 bis 2.500 Nanometern erfasst. Dieser Sensor, auch AVIRIS-Classic genannt, ist seit 1986 im Einsatz und wurde durch den Sensor der nächsten Generation, AVIRIS-NG (Next Generation), ersetzt, der Wellenlängenbereiche von 380 bis 2.510 Nanometern misst. Die hyperspektralen Bilder der beiden Instrumente werden im ENVI-Format gespeichert. Zu den Anwendungsbeispielen für die hyperspektralen Bilder von AVIRIS gehören das Aufspüren von Methanlecks, die Erkennung von Ölverschmutzungen und die Analyse von Veränderungen in Feuchtgebieten. Weitere Informationen über die Instrumente, ihre Anwendungen und den Datenzugang finden Sie unter AVIRIS-Classic und AVIRIS-NG.
Der AVIRIS-Raster-Typ unterstützt sowohl Daten von AVIRIS-Classic als auch von AVIRIS-NG. Für diesen Raster-Typ gibt es nur eine Verarbeitungsvorlage, die Standardvorlage, die sowohl Daten zur Strahlung als auch zur Oberflächenreflexion unterstützt und alle Bänder zum Mosaik-Dataset hinzufügt.
Hinweis:
Da die .hdr-Dateierweiterung nicht als Raster-Dataset im Bereich Katalog durchsuchbar ist, verwenden Sie das Dialogfeld Hyperspektrale Daten hinzufügen, um ein AVIRIS-Bild zur Karte hinzuzufügen.
| Produkttyp | Verarbeitungsvorlage |
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EMIT
Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) ist eine Mission der NASA, mit der die mineralische Zusammensetzung der Regionen mit Staubquellen unter Verwendung der Spektroskopie zur hyperspektralen Bildgebung kartiert wird. Ein EMIT-Bild besteht aus 285 Bändern mit Wellenlängen im Bereich von 381 bis 2.492 Nanometern. Weitere Informationen über EMIT und die Anwendungen finden Sie auf der Website Jet Propulsion Laboratory.
EMIT-Produkte werden als NetCDF-Dateien gespeichert. Um mit EMIT-Produkten der Ebenen 1 und 2 zu arbeiten, erstellen Sie ein Mosaik-Dataset mit dem EMIT-Raster-Typ. Verwenden Sie das Dialogfeld Hyperspektrale Daten hinzufügen oder das Werkzeug Raster-Layer erstellen, um mit einer einzelnen Datei zu arbeiten.
Mit dem EMIT-Raster-Typ werden alle Bänder zum Mosaik-Dataset hinzugefügt. Anhand der Information zur Wellenlänge der ersten Szene in der Liste wird die Wellenlänge des Mosaik-Dataset definiert. Im Folgenden sind die unterstützten EMIT-Produktebenen und Verarbeitungsvorlagen aufgeführt:
| Produkttyp | Verarbeitungsvorlagen |
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Hinweis:
- Im Masken-Produkt der Ebene 2 werden verschiedene Maskentypen gespeichert. Mit der Verarbeitungsvorlage Reflexions-Maske werden dem Mosaik-Dataset alle Masken als ein Multiband hinzugefügt. Mit der Funktion Bänder extrahieren können Sie den gewünschten Maskentyp oder das 8. Band, das alle Maskentypen enthält, extrahieren.
- Mit den Vorlagen Reflexion und Reflexions-Masken-Komposit werden alle Datenbänder und das 8. Band aus dem Masken-Produkt der Ebene 2 hinzugefügt.
- Die Produkte "Mineral-ID", "Fit", "Bandtiefe" und "UNC der Bandtiefe für Gruppe 1" und "UNC der Bandtiefe für Gruppe 2" bieten Zugriff auf die Produkte "Mineral-ID", "Fit", "Bandtiefe" sowie auf die Produkte mit Unsicherheiten hinsichtlich der Bandtiefe. Verwenden Sie die entsprechenden Verarbeitungsvorlagen, um mit einzelnen Produkten zu arbeiten, wenn Sie sie als Raster-Layer oder zu einem Mosaik-Dataset hinzufügen. Wenn Sie auf diese Produkte mit dem Werkzeug Raster-Layer erstellen zugreifen oder sie in der Skripterstellung verwenden möchten, müssen Sie den Namen des untergeordneten Dataset im Eingabe-Pfad mit einem Präfix r und einem Suffix angeben. Für ein Band aus dem Masken-Produkt der Ebene 2 geben Sie beispielsweise Folgendes an:
EMITL2MIN:"<path to nc file>":group_1_band_depth
EMITL2MIN:"<path to nc file>":group_1_mineral_id
- EMIT-Produkte der Ebenen 3 und 4 werden in Standard-CF-konformen NetCDF-Dateien gespeichert. Verwenden Sie den Rastertyp "NetCDF" oder das Werkzeug Multidimensionalen Raster-Layer erstellen, um mit diesen Produkten zu arbeiten.
EnMAP
Mit dem Raster-Typ "EnMAP" können Sie vom EnMAP-Satellitensensor (Environmental Mapping and Analysis Program) erfasste Raster-Daten hinzufügen. EnMAP ist eine deutsche Hyperspektral-Satellitenmission, die Erdbeobachtungsdaten in 246 Spektralbändern von 420 bis 2.450 Nanometern liefert und damit die Umweltüberwachung, Exploration von Mineralien und Ökosystemanalyse unterstützt.
EnMAP-Daten sind auf mehreren Verarbeitungsebenen verfügbar und decken die Spektralbereiche Kurzwelleninfrarot (SWIR) von 900 bis 2.450 Nanometer und sichtbares Infrarot/Nahinfrarot (VNIR) von 420 bis 2.450 Nanometer ab.
| Produkttyp | Verarbeitungsvorlagen |
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Hinweis:
Die Daten werden in der Regel im GeoTIFF-Format (.tif) gespeichert, wobei Metadaten in JSON (.json) und XML (.xml) verfügbar sind. EnMAP ermöglicht detaillierte Spektralanalysen im regionalen Maßstab mit einer räumlichen Auflösung von 30 Metern und einer Streifenbreite von 30 Kilometern. Weitere Informationen finden Sie auf der EnMAP-Website.
Hyperion
Hyperion ist ein Hyperspektralsensor der Mission Earth-Observing One (EO-1), der 220 einzelne Spektralkanäle im Bereich von 0,357 bis 2,576 Mikrometer mit einer Bandbreite von 10 Nanometern und einer räumlichen Auflösung von 30 Metern für alle Bänder erfasst. Die Standard-Szenenbreite beträgt 7,7 Kilometer und die Standard-Szenenlänge beträgt 42 Kilometer.
EO-1 wurde im März 2017 nach Beendigung seines ersten Technologieeinsatzes außer Dienst gestellt. Die NASA und die USGS-Behörde haben sich darauf geeinigt, das EO-1-Programm als erweiterte Mission fortzusetzen, die die hyperspektralen Hyperion-Daten und die multispektralen Advanced Land Imager (ALI)-Daten erfasst und verteilt.
Dieser hyperspektrale Raster-Typ unterstützt Hyperion-Produkte, die im TIFF-Format bereitgestellt werden. Er umfasst eine Verarbeitungsvorlage Standard, die es Ihnen ermöglicht, alle Bänder zum Mosaik-Dataset hinzuzufügen. Optional kann eine Teilmenge von Bändern hinzugefügt werden, indem eine Bandkombination unter Verwendung von Band-ID- oder Wellenlängenbereichen wie 10 oder 100 150 200 definiert wird.
PACE OCI
PACE ist eine Mission der NASA zur Erforschung von Plankton, Aerosolen, Wolken und dem Ökosystem der Ozeane. Der PACE-OCI-Raster-Typ ermöglicht das Hinzufügen von Level-3-Daten des PACE-OCI-Instruments, die für die Beobachtung der globalen Ozeanbiologie, von Aerosolen (winzigen Partikeln in der Atmosphäre) und Wolken verwendet werden. PACE verbessert die Bewertung des Zustands der Ozeane, indem es die Verteilung von Phytoplankton misst. Dabei handelt es sich um winzige Pflanzen und Algen, die die Grundlage des marinen Nahrungsnetzes bilden. Außerdem führt PACE die systematische Erfassung wichtiger atmosphärischer Variablen fort, die mit der Luftqualität und dem Klima der Erde zusammenhängen.
Das wichtigste wissenschaftliche Instrument von PACE ist das Ocean Color Instrument (OCI). Dabei handelt es sich um ein hochmodernes optisches Spektrometer, das Licht in feinerer Wellenlängenauflösung misst (350 bis 885 Nanometer in 5-Nanometer-Schritten) und so hyperspektrale Bilddatenprodukte erzeugt. Die Farbe des Ozeans wird durch die Wechselwirkung von Sonnenlicht mit Substanzen oder Partikeln im Meerwasser bestimmt, wie zum Beispiel Chlorophyll. Dabei handelt es sich um ein grünes photosynthetisches Pigment, das in Phytoplankton und Landpflanzen vorkommt.
Weitere Informationen finden Sie auf der Website von PACE. Der PACE-OCI-Raster-Typ unterstützt das hyperspektrale Produkt und daraus abgeleitete Produkte durch die folgenden Vorlagen:
| Produkttyp | Verarbeitungsvorlagen |
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Tanager
Tanager ist ein hyperspektraler Sensor, der vom Unternehmen Planet gestartet wurde. Er erfasst das gesamte Spektrum im sichtbaren und kurzwelligen Infrarotbereich von 400 bis 2500 Nanometern. Er besitzt eine spektrale Auflösung von 5 Nanometern und eine räumliche Auflösung von 30 Metern und erfasst etwa 424 Bänder. Weitere Informationen finden Sie auf der Website von Tanager.
| Produkttyp | Verarbeitungsvorlagen |
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Hinweis:
Derzeit werden nur Orthoradiance-Datasets unterstützt.