Landsat 7 - Kombination aller Bänder zu einem naturnahen Farbbild

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Die volle Auflösung der Landsat-Daten, nämlich etwa 15 m pro Pixel, lässt sich nur erreichen, wenn man die Daten der Farb- und Infrarotbänder mit denen des panchromatischen Bandes kombiniert. Dabei werden aber gegebenenfalls verschiedene Bereiche des Spektrums kombiniert, so dass Farbveränderungen nach Einfügen des panchromatischen Bandes nicht zu verhindern sind.

Im Folgenden soll am Beipiel einer Landsat-ETM+-Aufnahme von Wesel ein Verfahren vorgestellt werden, mit Hilfe von Photoshop Bildrohdaten aller Bänder zu einem Bild nahezu in Echtfarben zu kombinieren.

Die Rohdaten stammen aus den "Free Global Orthorectified Landsat Data" 
(ftp://imagery:imagery@35.8.163.34/ETM/, path 197 row 024). Die Szene wurde aufgenommen am 25. 5. 2001.

Das folgende Bild zeigt die Daten der Bänder 1, 2, 3, 4. 5 und 7 (Hier sind nur Ausschnitte zu sehen. Die Originaldateien tragen die Bezeichnungen p197r024_7t20010525_z32_nn10.tif bis p197r024_7t20010525_z32_nn70.tif.).

Da sich sechs Kanäle nicht zu einem einzigen Bild kombinieren lassen, müssen in einem ersten Schritt je zwei Einzelbilder zu einem neuen Bild zusammengefasst werden. Hierzu dient im Photoshop-Menü der Befehl "Bild" > "Kanalberechnungen". Quelle 1 ist das Bild des 1. Bandes, Quelle 2 das des 2. Als Modus wählt man "Umgekehrt multiplizieren" und als Ziel "Neue Datei".

Entsprechend verfährt man mit den Bändern 3 und 4 bzw. 5 und 7. Die Ergebnisse sind in folgender Abbildung zu sehen.

Da die Tonwertverteilung noch unausgewogen ist, werden die Einzelbilder mit dem Menübefehl "Bild" > "Anpassen" > "Tonwertkorrektur" optimiert.

Ergebnis:

Aus diesen drei Dateien kann nun die Bildzusammenstellung in Photoshop erfolgen. Als erstes aktiviert man eines der Bilder und markiert es mit der Tastenkombination "Strg+a". Mit "Strg+n" erzeugt man dann ein neues Bild in derselben Größe. Wichtig ist, dass es im RGB-Modus angelegt wird. Mit "Fenster" > "Kanäle" wird das Fenster eingeblendet, das bei der folgenden Kanalkomposition zum Einsatz kommt.

Dann aktiviert man mit einem Klick darauf das Bild "Unbenannt-1", wählt mit der Tastenkombination "Strg+a" dessen gesamten Inhalt und kopiert ihn mit "Strg+c" in die Zwischenablage. Darauf wechselt man mit einem Klick auf das neue, noch leere Bild und wählt im "Kanäle"-Fenster den blauen Kanal. "Strg+v" fügt das Graustufenbild "Unbenannt-1" darin ein. Entsprechend kopiert man das 2. Bild in den grünen und das 3. in den roten Kanal.

Klickt man auf das Feld "RGB", erscheint ein Farbbild. Damit in einem weiteren Schritt das im doppelten Maßstab vorliegende panchromatische Band überlagert werden kann, muss das erstellte Bild auf 200% vergrößert werden: "Bild" > "Bildgröße".

Um das panchromatische Band einzufügen, wird das Ausgangsbild in den sog. Lab-Farb-Modus überführt: "Bild" > "Modus" > "Lab-Farbe". Die folgende Ansicht zeigt den aktivierten "Lab-Helligkeit"-Kanal des Ausgangsbilds und das panchromatische Bild darüber.

Damit sich die Farben nicht wesentlich verändern, sollte das panchromatische Band durch Tonwertkorrektur so verändert werden, dass es in etwa dem "Lab-Helligkeit"-Kanal entspricht.

Danach wählt man das gesamte panchromatische Bild aus ("Strg+a"), kopiert es ("Strg+c"), aktiviert im Ausgangsbild den "Lab-Helligkeit"-Kanal und fügt mit "Strg+v" den panchromatischen Auszug dort ein. Das Bild ist fertig, muss aber, damit Global Mapper und andere GIS-Programme damit umgehen können, wieder in den "RGB-Modus" umgewandelt werden.

 

In einem letzten Schritt kann das Bild georeferenziert werden. Wenn das verwendete panchromatische Bild (Band 8) schon referenziert ist, also von einer gleichnamigen jgw- und prj-Datei begleitet ist, genügt es, diese zu kopieren und unter dem Namen der neuen Datei im selben Ordner wie diese abzuspeichern. 

Das Ergebnis als "Global-Mapper-Paket"

Das Ergebnis im mrsid-Format (siehe dazu)

Verwendete Daten: s.o.
Verwendete Programme: Global Mapper 7, Photoshop CS
Heribert Becker (April 2008)

Andreas-Vesalius-Gymnasium
Ritterstr. 4
D - 46485 Wesel

Verantwortlich für die Geo-AG:
Dr. Heribert Becker