Landsat卫星影像简介
Landsat陆地卫星TM遥感影像数据介绍
Landsat陆地卫星遥感影像数据简介“地球资源技术卫星”计划最早始于1967年，美国国家航空与航天局（NASA）受早期气象卫星和载人宇宙飞船所提供的地球资源观测的鼓舞，开始在理论上进行地球资源技术卫星系列的可行性研究。
1972年7月23日，第一颗陆地卫星（Landsat_1）成功发射，后来发射的这一系列卫星都带有陆地卫星（Landsat）的名称。
到1999年，共成功发射了六颗陆地卫星，它们分别命名为陆地卫星1到陆地卫星5以及陆地卫星7，其中陆地卫星6的发射失败了。
Landsat陆地卫星系列遥感影像数据覆盖范围为北纬83o到南纬83o之间的所有陆地区域，数据更新周期为16天（Landsat 1~3的周期为18天），空间分辨率为30米（RBV和MSS传感器的空间分辨率为80米）。
目前，中国区域内的Landsat陆地卫星系列遥感影像数据（见图1）可以通过中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台 QQ电子网免费获得（）。
Landsat 陆地卫星在波段的设计上，充分考虑了水、植物、土壤、岩石等不同地物在波段反射率敏感度上的差异，从而有效地扩充了遥感影像数据的应用范围。
在基于Landsat遥感影像数据的一系列应用中，计算植被指数和针对Landsat ETM off影像的条带修复为最常用同时也是最为基础的两个应用。
因此，中国科学院计算机网络信息中心基于国际科学数据服务平台，提供了1）基于Landsat 数据的多种植被指数提取。
2）对Landsat ETM SLC-off影像数据的条带修复。
图1 Landsat 遥感影像中国区示意图数据特征（1）数据基本特征Landsat陆地卫星包含了五种类型的传感器，分别是反束光摄像机（RBV），多光谱扫描仪（MSS），专题成像仪（TM），增强专题成像仪（ETM）以及增强专题成像仪+（ETM+），各传感器拍摄影像的基本特征如下：（2）数据主要参数Landsat陆地卫星携带的传感器，在南北向的扫描范围大约为179km，东西向的扫描范围大约为183km，数据输出格式是GeoTIFF，采取三次卷积的取样方式，地图投影为UTM-WGS84南极洲极地投影。
Landsat陆地卫星遥感影像数据介绍
Landsat陆地卫星遥感影像数据简介“地球资源技术卫星”计划最早始于1967年，美国国家航空与航天局（NASA）受早期气象卫星和载人宇宙飞船所提供的地球资源观测的鼓舞，开始在理论上进行地球资源技术卫星系列的可行性研究。
1972年7月23日，第一颗陆地卫星（Landsat_1）成功发射，后来发射的这一系列卫星都带有陆地卫星（Landsat）的名称。
到1999年，共成功发射了六颗陆地卫星，它们分别命名为陆地卫星1到陆地卫星5以及陆地卫星7，其中陆地卫星6的发射失败了。
Landsat陆地卫星系列遥感影像数据覆盖范围为北纬83o到南纬83o之间的所有陆地区域，数据更新周期为16天（Landsat 1~3的周期为18天），空间分辨率为30米（RBV和MSS传感器的空间分辨率为80米）。
目前，中国区域内的Landsat陆地卫星系列遥感影像数据（见图1）可以通过中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台免费获得（）。
Landsat 陆地卫星在波段的设计上，充分考虑了水、植物、土壤、岩石等不同地物在波段反射率敏感度上的差异，从而有效地扩充了遥感影像数据的应用范围。
在基于Landsat遥感影像数据的一系列应用中，计算植被指数和针对Landsat ETM off影像的条带修复为最常用同时也是最为基础的两个应用。
因此，中国科学院计算机网络信息中心基于国际科学数据服务平台，提供了1）基于Landsat 数据的多种植被指数提取。
2）对Landsat ETM SLC-off影像数据的条带修复。
图1 Landsat 遥感影像中国区示意图数据特征（1）数据基本特征Landsat陆地卫星包含了五种类型的传感器，分别是反束光摄像机（RBV），多光谱扫描仪（MSS），专题成像仪（TM），增强专题成像仪（ETM）以及增强专题成像仪+（ETM+），各传感器拍摄影像的基本特征如下：（2）数据主要参数Landsat陆地卫星携带的传感器，在南北向的扫描范围大约为179km，东西向的扫描范围大约为183km，数据输出格式是GeoTIFF，采取三次卷积的取样方式，地图投影为UTM-WGS84南极洲极地投影。
LANDSAT影像说明讲诉
相关网站（仅供参考，不限于此）：❖ ——美国遥感图像站点（卫星、航空像片）❖/jp/guide/homepage.html——美国地球观测中心（EOS）❖/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html——美国地质调查局（USGS）❖——美国国家航空与宇宙航行局（NASA）❖——美国NASA的MODIS数据服务中心❖/seg/globsys/state.html——美国国家地理数据中心❖——中国遥感卫星地面接收站❖——中国气象局气象信息中心❖/PortalSite/default.a spx ——风云卫星遥感数据服务中心❖——中国农业遥感❖——中国海洋遥感❖——军事遥感❖——美国地理空间信息情报局❖/technology——NASA高光谱遥感网站❖——IKONOS数据❖ ——NASA地球科学数据中心❖——NASA教育网站❖/index.jsp——国际科学数据服务平台❖ ——北京视宝卫星图像有限公司一、Landsat系列卫星ndsat数据介绍LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划（1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”）,从1972年开始发射第一颗卫星LANDSAT-1，已发射7颗。
目前，在役服务的是Landsat5。
Landsat5搭载MSS(Multi Spectral Scanner)四波段光-机扫描仪和TM（Thematic Mapper）多光谱扫描仪。
在2003年出现故障的Landsat7于1999年发射，搭载Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+)多光谱扫描仪，ETM+除有TM 7个波段外，增加了一个全色波段，空间分辨率为15米，同时热红外波段空间分辨率也提高到了60m。
Landsat系列卫星参数一览表陆地卫星的MSS、TM在波段的选择上，均考虑到在各自的条件下最大限度地区分和监测不同类型的地球资源。
MSS选用可见光-近红外（0.5~1.1μm）谱段，共分4个波段。
Landsat4-5TM和EO1-ALI简介
一.TMLandsat 4-5 TM 卫星数字产品资源描述Landsat 主题成像仪 (TM)是Landsat4和Landsat5 携带的传感器，从1982年发射至今，其工作状态良好，几乎实现了连续的获得地球影像。
Landsat-4和Landsat5同样每16 天扫瞄同一地区，即其16天覆盖全球一次。
LandsatTM 影像包含7个波段（超链接），波段1-5和波段7的空间分辨率为30米，波段6（热红外波段）的空间分辨率为120米。
南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为183km 。
产品说明参数二.ALIEO-1系列数据背景NMP（NASA新千年计划）：目的是通过发射试验卫星来验证一系列21世纪卫星新技术，称为飞行验证，是一项滚动计划，目前列入计划的包括：EO（地球探测）、DS（深空探测）和ST（空间技术）。
EO-1为对地计划的第一颗卫星，另计划发射EO-2（航天飞机上的红外激光雷达）和EO-3（对静止气象卫星新技术进行验证，以求明显改进目前气象预报的时效性和准确性）。
地球观测卫星-1（EO-1）是NASA新千年计划（NMP）的第一颗对地观测卫星，也是面向21 世纪为接替Landsat 7 而研制的新型地球观测卫星，目的是对卫星本体和新型遥感器技术进行验证。
该卫星于2000年11月21日成功发射。
EO-1 上搭载了3 种传感器，即：高光谱成像光谱仪Hyperion高级陆地成像仪ALI (Advanced Land Imager)大气校正仪AC (Atmosp heric Corrector)高光谱成像光谱仪HyperionHyperion传感器是第一台星载高光谱图谱测量仪，也是目前唯一在轨的星载高光谱成像光谱仪和唯一可公开获得的高光谱测量仪，意义重大。
波段：共有242 个波段, 光谱范围为400～2 500 nm , 光谱分辨率达到10 nm。
地面分辨率：30 m幅宽：7. 7 km数据级别：L1R & L1Gst高级陆地成像仪ALI。
landsat8影像介绍
Landsat 8卫星的地面覆盖范围大约为 110公里宽，能够提供全球陆地表面 的覆盖。
主要传感器与功能
传感器类型
Landsat 8卫星搭载了两个主要传感器，即OLI（Operational Land Imager）和TIRS（Thermal Infrared Sensor）。
功能
OLI传感器主要用于获取地球表面的可见光、近红外和短波红 外光谱数据，而TIRS传感器则用于获取地球表面的热辐射数 据。这些数据广泛应用于土地利用、环境监测、农业、林业 和城市规划等领域。
04
Landsat 8影像处理与分析方法
数据预处理
辐射定标
大气校正
将卫星接收到的原始辐射亮度数据转换为 地表反射率或辐射率等物理量，为后续的 地表信息提取提供基础数据。
消除大气对地表的干扰，提高影像的准确 性，为地物分类和变化检测等提供更可靠 的依据。
几何校正
云雾去除
纠正卫星影像的几何畸变，使其与地图或 其他地理信息数据相匹配，便于后续的空 间分析。
Landsat 8卫星于2013年2月19日 在美国加利福尼亚州范登堡空军 基地成功发射。
运行状况
Landsat 8卫星自发射以来一直正 常运行，并持续提供高质量的地 球观测数据。
轨道与覆盖范围
轨道类型
Landsat 8卫星运行在近极地太阳同 步轨道，该轨道使得卫星能够在地球 表面同一地点上方进行周期性观测。
多尺度分割
将影像分割成不同尺度的对象 ，实现多尺度下的信息提取和
地物识别。
05
Landsat 8影像的局限性
数据获取限制
地域覆盖不全
由于卫星轨道和地面接收站分布的限制， Landsat 8影像在某些地区可能无法获取。
Landsat_、MSS、TM和ETM+简介和应用
Landsat MSS/TM/ETM 简介和应用LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划(1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”)，从1972年开始发射第一颗卫星LANDSAT-1，已发射8颗，Landsat6与1993.1发射失败。
卫星参数Landsat1Landsat2Landsat3Landsat4Landsat5Landsat7Landsat8发射时间1972.7.231975.1.121978.3.51982.7.161984.31999.4.152013.2.11覆盖周期18天18天18天16天16天16天16天扫幅宽度185km185km185km185km185km185km170 180km波段数44477811机载传感器MSS MSS MSS MSS、TM MSS、TM ETM+OLI、TIRS运行情况1978退役1976年失灵，1980年修复，1982年退役1983年退役1983年TM传感器失效，退役2011年11月停止服务2003.5月出现故障运行至今ETM+：主题成像仪Landsats7波段波长(微米)分辨率(米)主要作用ETM+Band1蓝绿波段0.45-0.5230用于水体穿透，分辨土壤植被Band2绿色波段0.52-0.6030分辨植被Band3红色波段0.63-0.6930处于叶绿素吸收区域，用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好Band4近红外0.76-0.9030用于估算生物数量，TM：MSS：二、常用波段组合：（一）321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。
（二）432：标准假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分的广泛，而被称为标准假彩色。
举例：卫星遥感图像示蓝藻暴发情况我们先看一看蓝藻爆发时遥感监测机理。
Landsat 、MSS、TM和ETM+简介和应用
LandsatMSS/TM/ETM简介和应用LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划(1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”)，从1972年(一1SLC)的Landsat7ETM+影像数据包括8个波段(波段设计)，band1-band5和band7的空间分辨率为30米，band6的空间分辨率为60米，band8的空间分辨率为15米，南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为183km。
L7SLC-on是指日Landsat7SLC故障之前的数据产品。
L7SLC-off是指日Landsat7SLC故障之后的异常数据产品。
(二)Landsat4-5TM1、产品描述Landsat主题成像仪(TM)是Landsat4和Landsat5携带的传感器，从1982年发射至今，其工作状态良好，几乎实现了连续的获得地球影像。
Landsat-4和Landsat5同样每16天扫瞄同一地区，即其16天覆盖全球一次。
LandsatTM影像包含7个波段，波段1-5和波段7的空间分辨率为30米，波段6(热红外波段)的空间分辨率为120米。
南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为(三)Landsat1-5MSS1、产品描述LandsatMSS是由Landsat1-5卫星携带的传感器，他几乎获得了1972年7月至1992年10月期间的连续地球影像。
Landsat-1，Landsat-2，andsat-3每18天扫瞄同一地区，即其18天可以覆盖全球一次。
Landsat-4和Landsat5每16天扫瞄同一地区。
LandsatMSS影像数据有四个波段(如下)，所有波段的分辨率为79米，南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为183km。
二、常用波段组合：（一）321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。
Landsat陆地卫星TM遥感影像数据介绍
Landsat陆地卫星遥感影像数据简介“地球资源技术卫星”计划最早始于1967年，美国国家航空与航天局（NASA）受早期气象卫星和载人宇宙飞船所提供的地球资源观测的鼓舞，开始在理论上进行地球资源技术卫星系列的可行性研究。
1972年7月23日，第一颗陆地卫星（Landsat_1）成功发射，后来发射的这一系列卫星都带有陆地卫星（Landsat）的名称。
到1999年，共成功发射了六颗陆地卫星，它们分别命名为陆地卫星1到陆地卫星5以及陆地卫星7，其中陆地卫星6的发射失败了。
Landsat陆地卫星系列遥感影像数据覆盖范围为北纬83o到南纬83o之间的所有陆地区域，数据更新周期为16天（Landsat 1~3的周期为18天），空间分辨率为30米（RBV和MSS传感器的空间分辨率为80米）。
目前，中国区域内的Landsat陆地卫星系列遥感影像数据（见图1）可以通过中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台QQ电子网免费获得（）。
Landsat 陆地卫星在波段的设计上，充分考虑了水、植物、土壤、岩石等不同地物在波段反射率敏感度上的差异，从而有效地扩充了遥感影像数据的应用范围。
在基于Landsat遥感影像数据的一系列应用中，计算植被指数和针对Landsat ETM off影像的条带修复为最常用同时也是最为基础的两个应用。
因此，中国科学院计算机网络信息中心基于国际科学数据服务平台，提供了1）基于Landsat 数据的多种植被指数提取。
2）对Landsat ETM SLC-off影像数据的条带修复。
图1 Landsat 遥感影像中国区示意图数据特征（1）数据基本特征Landsat陆地卫星包含了五种类型的传感器，分别是反束光摄像机（RBV），多光谱扫描仪（MSS），专题成像仪（TM），增强专题成像仪（ETM）以及增强专题成像仪+（ETM+），各传感器拍摄影像的基本特征如下：（2）数据主要参数Landsat陆地卫星携带的传感器，在南北向的扫描范围大约为179km，东西向的扫描范围大约为183km，数据输出格式是GeoTIFF，采取三次卷积的取样方式，地图投影为UTM-WGS84南极洲极地投影。
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Landsat 卫星影像简介
同济大学罗新
1. Landsat系列卫星概述（Avalanche P）
Landsat系列卫星是由美国的NASA和USGS共同努力的成果。
其中NASA负责火箭的发射以及遥感卫星的研制。
USGS负责卫星的运行以及卫星影像的接收和处理。
Landsat系列卫星中由于Landsat 5长时间高质量的运行（运行了28年10个月）为全球地表的连续监测提供了数据支撑，因此意义重大。
历代Landsat卫星的发射以及运行情况如下图所示：
2. 卫星影像获取
Landsat 7和Landsat 8都是太阳同步卫星，轨道相同，都是轨道高为705km，成像宽度为185km，视场角为15°，运动轨迹为地球阳面从北向南，卫星绕地球一周时间为99分钟，每天能绕地球14周，重访周期为16天。
Landsat 卫星重访示意图：
Landsat 数据接收站位置：
3. 传感器和波段设置
Landsat 1,2和3的传感器都是多光谱扫描器MSS，该传感器能收集4个多光谱波段（3个可见光和1个近红外波段），影像分辨率为79m。
影像最终被采样为了60m分辨率。
Landsat 4和5同时荷载了MSS传感器和可接受可见光，近红外，短波中红外波段且影像分辨率为30m的TM传感器。
除此之外Landsat 4和5同时增加了一个120m分辨率的热红外波段（后被采样为30m）。
Landsat 7荷载的是ETM+传感器，在2003年5月31日时，该传感器发生故
障，导致获取影像上出现条带缺失，影像上缺失信息占影像总面积的
22%，严重影响了遥感影像的使用。
各传感器详细光谱信息如下：
Note:Landsat ETM+ 获取的热红外波段影像分辨率为60 m, Landsat TM获取的热红外波段为120米！Landsat TM只有一个热红外波段，Landsat ETM+有两个热红波段，但是同一个光谱区间分别在低和高增益下获取的，Landsat 8有两个热红外波段，分别在不同光谱区间获取。
Reference: Landsat-8: Science and product vision for terrestrialglobal change research
4. Landsat 8数据
2013年发射的Landsat8卫星包含11个波段。
影像特征较之前的Landsat 7卫星有部分改进。
该数据详细光谱信息如上表所示。
在Landsat 8数据获取过程中有一个质量评估影像（QA），该影像反映了像元受到传感器和云污染的影响。
4.1卫星参数（Irons J R etal., 2012）
产品级别：L0Rp，L1G，L1Gt，L1T。
L1T级：辐射校正数据经过几何精校正处理（使用地面控制点和数字高程模型数据）得到的数据产品。
格式为：GeoTIFF (我们获取到的影像即为该级别产品)
分辨率：OLI 多光谱波段30m
OLI 全色波段15m
TIRS热红外波段100m，被重采样成了30m 数据格式：Geotif 格式
采样方式：三次卷积
方向：北方向
瞬时视场角：15度
投影：通用横轴墨卡托投影，WGS84坐标
误差：OLI是12m圆误差，90%置信度
TIRS是14m圆误差，90%置信度
4.2 Landsat OLI传感器
OLI陆地成像仪包括9个波段，空间分辨率为30米，其中包括一个15米的全色波段，成像宽幅为185x185km。
OLI包括了ETM+传感器所有的波段，为了避免大气吸收特征，OLI对波段进行了重新调整，比较大的调整是OLI Band5(0.845–0.885 μm)，排除了0.825μm 处水汽吸收特征；OLI全色波段Band8波段范围较窄，这种方式可以在全色图像上更好区分植被和无植被特征；此外，还有两个新增的波段：蓝色波段(band 1; 0.433–0.453 μm)主要应用海岸带观测，短波红外波段(band 9; 1.360–1.390 μm)包括水汽强吸收特征可用于云检测；近红外band5和短波红外band9与MODIS对应的波段接近。
Landsat8的OLI传感器采用的是已在EO-1卫星的ALI 传感器上实验过的推进扫描方式［Ungar S G et al., 2003］，并且Landsat 8 的辐射分辨率在Landsat 7 8bit的基础上提高到了12bit，大大增加了影像的灰度量化级。
同时新的OLI传感器将比之前的Landsat 系列卫星传感器具有更高的信噪比，根据Irons 等［Irons J R et al., 2012］的总结整理，OLI 各波段的信噪比可能比ETM+各对应波段平均高出近3倍。
4.3 Landsat TIRS
Landsat 8上具有单独的热红外传感器TIRS，而不像Landsat 7那样，将其集成于ETM+传感器之中。
这是因为Landsat 8在最初的设计中并没有考虑要继续接收热红外数据，而已经设计好的OLI传感器已无足够空间来容纳热红外传感器。
为了不耽误发射时间，只得决定单独设计另一新的传感器。
由于时间紧迫，所设计的热红外数据的分辨率为100m，低于之前的Landsat 7卫星的60m分辨率。
使用年限设计为3年，也低于同卫星的OLI的5年。
不过较之前的卫星改进较大是新的热红外传感器有2个波段，比ETM+增加了1个波段。
Reference:
[1] Avalanche P. Landsat—Earth ObservationSatellites[J].
[2] Ungar S G,Pearlman J S, Mendenhall J A, Reuter D. Overview D. Overview of the erathobserving one(EO-1) mission. IEEE Transactions on Geoscience and remotesensing, 2003, 41(6):1149-1159
[3] Irons J R, Dwyer J L, Barsi J A. Barsi JA. The next Landsat satellite: The Landsat Data Continuity Mission. RemoteSensing of Environment, 2012, 122:11-21
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