Warum erscheinen die Streifen meines Regenbogenflugzeugs auf dem Sentinel 2-Bild?

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Ich habe eine Sentinel-2-Szene heruntergeladen und es gibt einige interessante Regenbogenstreifen, die einem Flugzeug folgen. Dies ist ein RGB-Bild, aber die Streifen sind auch auf den anderen Bändern sichtbar. Sie können erkennen, dass es sich um einen Flugzeugstreifen handelt, da sich vor den Streifen ein sehr deutliches Flugzeugsymbol befindet. Was mich interessiert, ist, dass mehr als zwei Bänder sichtbar sind, obwohl das Flugzeug nur zwei nachlaufende Streifen haben sollte. Das Flugzeug befindet sich also in unterschiedlichen Positionen auf unterschiedlichen Bändern.

Screenshot von Sentinel 2

Panchromatisches Sentinel 2-Bild von Band 4

Irgendeine Idee, wie es möglich ist, dass sich diese Flugzeugstreifen gebildet haben könnten?

PythonStudent
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Möglicherweise möchten Sie dies auch auf der Website für den Fotostapelaustausch erfragen.
Dan C

Antworten:

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Vor ein paar Monaten schrieb ich einen technischen Blogeintrag ( Planespotting ) über Intra-Detektor-Parallaxe-Effekte in Sentinel-2-Bildern, die dazu führen können, dass Kondensstreifen in Flugzeugen als Regenbogenstreifen erscheinen. In diesem Beitrag werden auch Parallaxeneffekte und Bewegungseffekte zwischen Detektoren erörtert , die ebenfalls Farbverschiebungen verursachen können.

Hier ist eine Zusammenfassung der spektralen Bandparallaxe innerhalb des Detektors:

  1. Die Sentinel-2-Detektoren verwenden einen Streifenfilter, um das einfallende Licht in verschiedene Spektralkanäle aufzuteilen.
  2. Die Winkeltrennung der Kanäle erfordert, dass sich der Satellit bewegt, um denselben Punkt auf der Erdoberfläche in mehreren Spektralkanälen zu sehen
  3. Das Sentinel-2-Bodenverarbeitungssystem verwendet die Höhe des Bodens, um das Bild zu erzeugen, wodurch Objekte, die sich über der Bodenoberfläche befinden (z. B. Flugzeuge), beim Vergleich verschiedener Spektralkanäle versetzt erscheinen.

Hier ist eine Illustration des Effekts mit freundlicher Genehmigung von Don McCurdy :

Illustration der Spektralbandparallaxe

Tyler Erickson
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Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich hatte unter dem Eindruck, dass Satelliten ein Set von Prismen zur Unterscheidung der verschiedenen Kanäle verwendeten und daher nur ein Bild pro Szene aufgenommen wurde. Ich verstehe aus Ihrer Antwort, dass mehrere Bilder benötigt werden, um eine Szene zu erstellen?
PythonStudent
Sehen Sie hier den tatsächlichen zeitlichen Versatz zwischen den Bändern (Tabelle 2): earth.esa.int/web/sentinel/technical-guides/sentinel-2-msi/…
iled
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Was Sie hier sehen, ist eine einfache Lichtstreuung, wie sie in einem normalen Regenbogen zu sehen ist. Weißes Licht (das alle Wellenlängen enthält) wird von einer gekrümmten Oberfläche wie einem Glasprisma oder einem Regentropfen in einer Wolke gebrochen, und die verschiedenen Wellenlängen (B, G, R, IR usw.) werden gebogen und bei dem, was scheint, sichtbar verschiedene Positionen sein.

Spuren von Flugzeugen, die als "aerodynamische Kondensstreifen" bezeichnet werden, zeigen dasselbe Phänomen. Der Druck der Luft, die über den Rumpf strömt, lässt anscheinend die Temperatur sinken, und in einem so kleinen Bereich, der von Wärme umgeben ist, kondensiert Feuchtigkeit in diesen Wolkenpfaden. Die leichte Zerstörung ist dann im Wesentlichen dieselbe wie ein Regenbogen, der in einem Regenschauer gesehen wird.

Dies ist jedoch ein erstaunliches Bild, da die Aufnahme selbst mit normalem sichtbarem Licht in Flugzeugen ziemlich selten zu sein scheint!

Update: Sie haben darauf hingewiesen, dass die Pfade unterschiedlich sind (die tatsächliche Ebene wird an verschiedenen Stellen im RGB-Bild angezeigt, vermutlich in Übereinstimmung mit der entsprechenden Farbe / dem entsprechenden Band). Ich glaube, dass der Effekt wirklich die Kondensstreifen und die Lichtstreuung ist, aber dass die verschiedenen Bandsensoren am Sentinel-Instrument aus leicht unterschiedlichen Positionen / Zeiten erfassen. Ein sich schnell bewegendes Objekt wie ein Flugzeug bewegt sich dann auf verschiedenen Bändern entlang seines Weges, und die Spuren / Flugzeuge in den einzelnen Bandbildern bewegen sich seitlich in der umgekehrten Richtung von der Satellitenbewegung des Sentinel.

Aus der technischen Dokumentation zum Sentinel-2 MSI-Sensor, die hier zu finden ist :

"Zwei verschiedene Anordnungen von 12 Detektoren, die auf jeder Fokusebene montiert sind und jeweils den VNIR- und den SWIR-Kanal abdecken. Die 12 Detektoren auf jeder Fokusebene sind versetzt angeordnet, um das gesamte Sichtfeld abzudecken."

Die Folgediagramme zeigen, was meiner Meinung nach der Fall ist, dass bei einer normalen Erdbeobachtung an nicht erhöhten Merkmalen durch diese Trennung kein Effekt hervorgerufen würde, aber ein einzigartiges Merkmal wie Flugzeuge auf diese Weise auftauchen würde.

Hier finden Sie Quellen zur Verbreitung und zum Fotografieren von Kondensstreifen: http://www.atmo.arizona.edu/students/courselinks/spring13/atmo170a1s1/1S1P_stuff/atmos_optical_phenomena/optical_phenomena.html

http://www.telegraph.co.uk/news/2016/05/17/amazing-photo-captures-rare-rainbow-contrails-plane-effect/

AlecZ
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Ich bin mir nicht sicher, ob das so ist. Wenn Sie das Bild vergrößern, werden Sie feststellen, dass das Flugzeug selbst ebenfalls dreimal in der Auflösung blau und grün angezeigt wird.
Zipper1365
Du hast recht, das hatte ich nicht bemerkt. Siehe die aktualisierte Antwort oben.
AlecZ
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Für jede der drei Bänder sehe ich zwei Spuren mit abnehmender Intensität, wenn der Abstand vom Flugzeug zunimmt. Dies legt für mich den Schluss nahe, dass es sich um zwei Auspuffspuren handelt, die sich in jedem Band unterschiedlich und diffuser vom Flugzeug abheben. Sie sind nicht zueinander ausgerichtet, da die Bildbänder basierend auf der Bodenhöhe (DEM) und nicht auf der Höhe des Flugzeugs ausgerichtet wurden, oder? Da sie nicht ausgerichtet sind, können sie nicht additiv kombiniert werden, um als weißer Abgasrauch / Kondenswasser zu erscheinen.

Zipper1365
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