从轨道上看，撒哈拉沙漠是什么颜色?

Question

在从宇宙飞船上拍摄的地球图像(或其合成图像)中，显色似乎真的不一致。

例子

(来源:美国国家航空航天局(NASA)https://visibleearth.nasa.gov/images/57735/the-blue-marble-land-surface-ocean-color-sea-ice-and-clouds）

这是NASA合成的图片之一。这里，撒哈拉沙漠是黄色的。

(来源:美国国家航空航天局(NASA)https://visibleearth.nasa.gov/images/55418/the-blue-marble-from-apollo-17）

这是一张阿波罗任务的照片。在这里，撒哈拉沙漠是橙色/红赭石。这是一个非常不同的颜色。

我知道每年都会有景观颜色的变化，但上述差异似乎太大了，不能用这种效应来解释。

撒哈拉沙漠是赭色还是黄色?

Answer 1

既不。撒哈拉沙漠是异质的。它是黄色、红色、橙色、棕色、黑色，甚至在一年中的某些地方和某些时间是绿色的。

稍微不那么厚颜无耻的回答是:都不是。这两个例子都是人类视觉的近似值，在计算机屏幕上显示的视觉变化很大。2002年版本的蓝色大理石是由4个月的窄波长波段大气校正数据合成的。复合数据被缩放以近似人类视觉的非线性响应。在特别明亮的区域，图像在某些波段被剪切，导致不正确的色调和对比度损失。

关于所有血腥的细节，以下是MODIS陆地表面反射率产品的用户指南(在我看来，它总是略显绿色):http://modis-sr.ltdri.org/guide/MOD09_UserGuide_v1.4.pdf

阿波罗17号的蓝色弹珠是40年前的胶片(保存在美国宇航局约翰逊航天中心的冷冻室里)的彩色扫描图，也不能很好地代表宇航员将看到的东西(正如庞特之前评论的那样)。宇航员皮尔斯·塞勒斯(Piers Sellers)对太空中地球的外观做出了最好的描述，他说地球是“明亮的蓝色，太亮了，以至于无法直视——就像在高海拔滑雪时从雪上反射的阳光一样”。

坦率地回答:都不是。套用Mapbox的Charlie Loyd的话，颜色有一种不可简化的主观性。我们对颜色的感知受到环境光、邻近颜色、整体光量、个人生理、我们的年龄、可能还有情绪以及我们早餐吃了什么等因素的影响。从太空看，还有更多的变数:特别是大气条件(影响入射光和反射光)和视角。

目前最先进的可能是NOAA View，http://www.nnvl.noaa.gov/view/#TRUE它使用一种多波段算法来模拟真实颜色的可见红外成像辐射计套件(VIIRS)数据。根据该算法，撒哈拉沙漠的红色比黄色更多。

为了记录，我曾在NASA地球天文台和可见地球站点(包括as17 -148-22727的参考版本-不幸的是，我找不到原始TIFF)上进行过色彩校正MODIS图像、蓝色大理石数据集和宇航员摄影。也许这意味着我认为撒哈拉既是赭色又是黄色。我还写了一篇关于通过Jezibelle链接的陆地卫星图像颜色校正指南(谢谢)。

Answer 2

还记得在学校里学过的光实际上是以特定频率振荡的光子吗，而我们恰好把这些频率中的一些感知为特定的颜色?从技术上讲，卫星测量的是光谱波段的反射光，每个波段实际上是波长或光频率的一个范围。从卫星发回地球的原始数据只是由每个像素上每个波段内观测到的光量的测量数据组成。大多数卫星上的某些频带恰好与我们通常认为是特定颜色的频率相对应(红、绿和蓝是最常见的)，通常选择这些颜色来可视化这些频带内的数据。(见:http://earthobservatory.nasa.gov/blogs/elegantfigures/2013/10/22/how-to-make-a-true-color-landsat-8-image/因此，在合成图像之间颜色会发生变化的原因有很多，包括:

1. 创建不同合成图像的人选择了略微不同的红色、绿色和蓝色来代表那些与地面上的近似颜色相对应的值。
2. 这两种仪器(MODIS或Landsat vs. Apollo)在一天的不同时间和/或在不同的实际光波波长范围内收集这些一般波段的数据，并/或使用不同的算法来计算每个波段的反射光量，因此不同图像中反射的红、绿、蓝光量的测量值不同
3. 在拍摄其中一张图像时，某些东西改变了沙子或大气的光谱特性(例如下雨或有沙尘暴)，因此不同图像中的实际反射率值不同

对你的问题的简短回答可能是，它随着时间和空间的变化，以及拍摄图像的仪器的变化，平均来说，它是在黄色和赭色之间的某个地方。