Landsat卫星对比

Landsat系列卫星详解Landsat1—landsat8测绘工程专业主讲人：丁耀钢组员:程雨婷李明海•Landsat卫星简介1•Landsat卫星传感器类型缩写全称解释（包含MSS、ETM以及ETM+等几个全拼）•卫星参数2•传感器参数对比3•Landsat1到landsat8全系列的参数对比4•Landsat卫星数据下载方法5•Landsat卫星数据的运用与优缺点6目录Landsat卫星详解1“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。美国陆地卫星(Landsat)系列卫星由美国航空航天局(NASA)和美国地质调查局(USGS)共同管理。陆地卫星是美国用于探测地球资源与环境的系列地球观测卫星系统，曾称作地球资源技术卫星(ERTS)。陆地卫星的主要任务是调查地下矿藏、海洋资源和地下水资源，监视和协助管理农、林、畜牧业和水利资源的合理使用，预报农作物的收成，研究自然植物的生长和地貌，考察和预报各种严重的自然灾害(如地震)和环境污染，拍摄各种目标的图像，以及绘制各种专题图(如地质图、地貌图、水文图)等。1972年7月23日，第一颗陆地卫星(Landsat1)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4月15日，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(Landsat1—landsat5)以及陆地卫星7(Landsat7)，其中陆地卫星6的发射失败了。时隔24年，2013年2月11日Landsat系列卫星Landsat8发射空，过100天的测试运行后开始获取影像。Landsat--------陆地卫星卫星传感器类型MSS----MultispectralScanner--------多光谱扫描仪ETM、ETM+-----------EnhancedThematicMapper----------第三代推帚式扫描仪传感器是增强型专题绘图仪ETM+(EnhancedThematicMapper)，星上设绝对定标，提高了对地观测分辨率和定位质量，调整了辐射测量精度、范围和灵敏度，通过增益减少了强反射体造成的高亮度饱和效应。该设备增加了一个15m分辨率的全色波段，热红外通道的空间分辨率也提高了一倍，达到了60m，每一景覆盖面积:185km*170km，重叠率:赤道上相邻两景图像旁向重叠率7.3%，轨道方向重叠率为5%，band6分别具有高、低增益两种图像数据，bandl-5、7增益随季节变化可调整Landsat卫星传感器类型缩写全称解释22.1卫星参数陆地卫星（Landsat）的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道，以确保北半球中纬度地区获得中等太阳高度角(25°一30°)的上午成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通过同点，保证遥感观测条件的基本一致，利于图像的对比。如Landsat4、5轨道高705km．轨道倾角98.2°，卫星由北向南运行，地球自西向东旋转，卫星每天绕地球14．5圈，每圈在赤道西移159km，每16天重复覆盖一次，穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围N81°—S81．5°。3传感器参数对比Landsat-1～3Landsat-4～5波长范围/μm分辨率/米MSS-4MSS-10.5～0.678米MSS-5MSS-20.6～0.778米MSS-6MSS-30.7～0.878米MSS-7MSS-40.8～1.178米MSS传感器波段波长范围(μm)分辨率/米10.45～0.5230米20.52～0.6030米30.63～0.6930米40.76～0.9030米51.55～1.7530米610.40～12.50120米72.08～2.3530米TM传感器传感器参数对比波段波长范围(μm)地面分辨率/米10.450～0.51530米20.525～0.60530米30.630～0.69030米40.775～0.90030米51.550～1.75030米610.40～12.5060米72.090～2.35030米80.520～0.90015米ETM+传感器TIRS（热红外传感器）LandSat8中心波长（微米）波长范围（微米）分辨率（米）Band1010.910.6-11.2100Band1112.011.5-12.5100TIR传感器传感器参数对比OLI（陆地成像仪）LandSat8类型波长（微米）分辨率/米Band1蓝色波段0.433–0.45330Band2蓝绿波段0.450–0.51530Band3绿波段0.525–0.60030Band4红波段0.630–0.68030Band5近红外0.845–0.88530Band6短波红外1.560–1.66030Band7短波红外2.100–2.30030Band8微米全色0.500–0.68015Band9短波红外波段1.360–1.39030OLI传感器4Landsat系列卫星对比美国陆地系列卫星参考表卫星（Landsat）12345678发射时间1972.7.231975.1.121978.3.51982.7.161984.31993.11999.4.152013.2.11卫星高度（km）920920920705705失败705705覆盖周期（天）18181816161616扫描宽度（km）185185185185185185185波段数4447789传感器MSSMSSMSSMSS.TMMSS.TMETMOLI.TIIRS运行情况退役退役退役退役退役2003故障在役Landsat系列卫星对比从上表中我们可以清楚的看到Landsat1到Landsat5卫星均采用了MSS传感器，MSS传感器采用了可见光近红外的波谱（0.5到1.1um），在0.5到0.6um是绿色波段，对水体由一定透射能力，清洁水体中透射深度可达10-20米，可判别地形和近海海水泥沙，可探测健康绿色植被反射率。而在红色波段（0.6到0.7um）用于城市研究，对道路、大型建筑工地、沙砾场和采矿区反映明显。可用于地质研究、水中泥沙含量研究，植被分类。在近红外（0.7到0.8um）用于区分健康与病虫害植被，水陆分界，土壤含水量研究。近红外（0.8到1.1um）用于测定生物量和监测作物长势，水陆分界，地质研究。当然在landsat4和landsat5卫星中也有TM传感器（专题制图仪），总共7个波段，在0.4到0.5um这个蓝绿波段主要用于水体穿透，分辨土壤植物。绿波段（0.5到0.6um）主要用于分辨植被。在红波段（0.6到0.7um）处于叶绿素的吸收波段，用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好。0.7到0.9um这个近红外波段，用于估算生物量,尽管这个波段可以从植被中区分出水体，分辨潮湿土壤，但对道路辨认效果不如TM3。1.5到1.75um中红外波段，用于分辨道路/裸露土壤/水,它在不同植被之间有好的对比度,并且有较好的穿透大气、云雾的能力。Landsat系列卫星对比热红外波段（10.4到12.5um）可以感应发出辐射的目标，中红外波段（2.08到2.35um）对于岩石/矿物的分辨很有用,也可用于辨识植被覆盖湿润土壤。在landsat7卫星中采用了ETM传感器，大致与我们TM波段对应类似，分辨率有所差异，OLI传感器的全称为陆地成像仪(OperationalLandImager)，为Landsat8卫星的主要携带仪器。OLI被动感应地表反射的太阳辐射和散发的热辐射有9个波段的感应器，覆盖了从红外到可见光的不同波长范围。Landsat-7卫星的ETM+传感器相比，OLI增加了一个蓝色波段（0.433–0.453μm）和一个短波红外波段(band99,1.360–1.390μm)，蓝色波段主要用于海岸带观测，短波红外波段包括水汽强吸收特征，可用于云检测。TIRS传感器的全称为热红外传感器(ThermalInfraredSensor,TIRS)，它是有史以来最先进，性能最好的热红外传感器。TIRS将收集地球热量流失，目标是了解所观测地带水分消耗，特别是干旱地区水分消耗。4数据下载方法1.USGS官网提供的数据下载网址网址：，需要注册账号并审核，属于美国USGS(美国地质调查局)管理。可以下载的数据：在collection中可以查看，Landsat(包括最近的landsat8)系列，EO-1，MODIS，ASTER，Aerial等数据。2.网址：(可百度GLCF)，为马里兰大学组织，当然配合了一堆的老美各个机构。需要注册并审核。进入GLCF主页后，需要点击Data&Products下的EarthScienceDataInterface,进入下载界面，分为MapSearch,Path/RowSearch,ProductSearch三种搜索途径,下图为进入到MapSearch的界面。需要注意的是，每次输入条件之后都要点击以下UpdateMap,才会显示。3.网址：，为中科院遥感与地球研究所(原遥感所与对地观测中心合并后)，建立的对地观测数据共享计划。网站需要注册并审核，审核时间不长，最长24小时，大学或研究机构较容易申请，所涉及数据分为共享数据和商业数据。数据下载方法在这里主要介绍一下如何在下载Landsat数据，在GLCF下载数据主要有两种方法，下载之前我们首先要对行列号的区分有个了解，Landsat的影像是有行列号的，下图是MSS中国区行带号数据下载方法TM与ETM中国区行带号5Landsat卫星运用以及优缺点我们在学习Landsat卫星数据的应用的同时需要对卫星的数据格式有所了解，Landsat陆地卫星携带的传感器获取的影像数据产品的参数，除了单元格大小外，其的参数基本一致。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。在我们运用数据的前提，我们需要对数据进行相关的处理，在所有遥感影像数据中，Landsat数据可以说是应用最为广泛的。尽管ETM+数据中间出现了故障，但Landsat高频次的重访周期、较优的数据质量越来越完善的波段信息、越来越高的空间分辨率，值得拥有！在进行每一项与遥感相关的各类信息提取、专题图制作等方面，Landsat影像作为一种基础数据会首先被下载，或直接作为信息提取的主要数据源，或作为下载或购买其他数据的依据，甚至还可作为校正其他影像数据的几何基准。总之，Landsat数据即可独当大任，又可幕后支撑。我们在运用Landsat数据的时候，有些波段的组合有助于我们更好的使用数据，波段组合：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。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。451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有3～4维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。在TM7个波段光谱图像中，一般第5个波段包含的地物信息最丰富。3个可见光波段(即第1、2、3波段)之间，两个中红外波段(即第4、7波段)之间相关性很高，表明这些波段的信息中有相当大的重复性或者冗余性。第4、6波段较特殊，尤其是第4波段与其他波段的相关性得低，表明这个波段信息有很大的独立性。计算各种组合的熵值的结果表明，由一个可见光波段、一个中红外波段及第4波段组合而成的彩色合成图像一般具有最丰富的地物信息，其中又常以4，5，3或4，5，1波段的组合为最佳。第7波段只是在探测森林火灾、岩矿蚀变带及土壤粘土矿物类型等方面有特