Landsat衛(wèi)星對比-文檔資料

1、1Landsat系列衛(wèi)星詳解系列衛(wèi)星詳解Landsat1landsat8 測繪工程專業(yè) 主講人：丁耀鋼主講人：丁耀鋼組員組員:程雨婷程雨婷 李明海李明海2目目 錄錄3Landsat衛(wèi)星詳解1 1“地球資源技術衛(wèi)星”計劃最早始于1967年，美國國家航空與航天局(NASA)受早期氣象衛(wèi)星和載人宇宙飛船所提供的地球資源觀測的鼓舞，開始在理論上進行地球資源技術衛(wèi)星系列的可行性研究。美國陸地衛(wèi)星(Landsat)系列衛(wèi)星由美國航空航天局(NASA)和美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)共同管理。陸地衛(wèi)星是美國用于探測地球資源與環(huán)境的系列地球觀測衛(wèi)星系統(tǒng)，曾稱作地球資源技術衛(wèi)星(ERTS)。陸地衛(wèi)星的主要任務是調(diào)查

2、地下礦藏、海洋資源和地下水資源，監(jiān)視和協(xié)助管理農(nóng)、林、畜牧業(yè)和水利資源的合理使用，預報農(nóng)作物的收成，研究自然植物的生長和地貌，考察和預報各種嚴重的自然災害(如地震)和環(huán)境污染，拍攝各種目標的圖像，以及繪制各種專題圖(如地質(zhì)圖、地貌圖、水文圖)等。1972年7月23日，第一顆陸地衛(wèi)星(Landsat1)成功發(fā)射，后來發(fā)射的這一系列衛(wèi)星都帶有陸地衛(wèi)星(Landsat)的名稱。到1999年4月15日，共成功發(fā)射了六顆陸地衛(wèi)星，它們分別命名為陸地衛(wèi)星1到陸地衛(wèi)星5(Landsat1landsat5)以及陸地衛(wèi)星7(Landsat7)，其中陸地衛(wèi)星6的發(fā)射失敗了。時隔24年，2013年2月11日Land

3、sat系列衛(wèi)星Landsat8發(fā)射空，過100天的測試運行后開始獲取影像。4Landsat-陸地衛(wèi)星衛(wèi)星傳感器類型 MSS-Multispectral Scanner-多光譜掃描儀 ETM、 ETM+-Enhanced Thematic Mapper-第三代推帚式掃描儀傳感器是增強型專題繪圖儀 ETM+(Enhanced Thematic Mapper)，星上設絕對定標，提高了對地觀測分辨率和定位質(zhì)量，調(diào)整了輻射測量精度、范圍和靈敏度，通過增益減少了強反射體造成的高亮度飽和效應。該設備增加了一個15m分辨率的全色波段，熱紅外通道的空間分辨率也提高了一倍，達到了60m，每一景覆蓋面積:185km

4、*170km，重疊率:赤道上相鄰兩景圖像旁向重疊率7.3%，軌道方向重疊率為5%，band6分別具有高、低增益兩種圖像數(shù)據(jù)，bandl-5、7增益隨季節(jié)變化可調(diào)整Landsat衛(wèi)星傳感器類型縮寫全稱解釋2 252.1衛(wèi)星參數(shù)衛(wèi)星參數(shù)陸地衛(wèi)星（Landsat）的軌道設計為與太陽同步的近極地圓形軌道，以確保北半球中緯度地區(qū)獲得中等太陽高度角(25一30)的上午成像，而且衛(wèi)星以同一地方時、同一方向通過同點，保證遙感觀測條件的基本一致，利于圖像的對比。如Landsat4、5軌道高705km軌道傾角98.2，衛(wèi)星由北向南運行，地球自西向東旋轉(zhuǎn)，衛(wèi)星每天繞地球145圈，每圈在赤道西移159km，每16天重

5、復覆蓋一次，穿過赤道的地方時為9點45分，覆蓋地球范圍N81S815。63 3傳感器參數(shù)對比Landsat-13Landsat-45波長范圍/m分辨率/米MSS-4MSS-10.50.678米MSS-5MSS-20.60.778米MSS-6MSS-30.70.878米MSS-7MSS-40.81.178米MSS傳感器波段波長范圍(m)分辨率/米10.450.5230米20.520.6030米30.630.6930米40.760.9030米51.551.7530米610.4012.50120米72.082.3530米TM傳感器7傳感器參數(shù)對比波段波長范圍(m)地面分辨率/米10.4500.515

6、30米20.5250.60530米30.6300.69030米40.7750.90030米51.5501.75030米610.4012.5060米72.0902.35030米80.5200.90015米ETM+傳感器TIRS（熱紅外傳感器）LandSat8中心波長（微米）波長范圍（微米）分辨率（米）Band1010.910.6-11.2100Band1112.011.5-12.5100TIR傳感器8傳感器參數(shù)對比OLI（陸地成像儀）LandSat8類型波長（微米） 分辨率/米Band1藍色波段0.4330.45330Band2藍綠波段0.4500.51530Band3綠波段0.5250.600

7、30Band4紅波段0.6300.68030Band5近紅外0.8450.88530Band6短波紅外1.5601.66030Band7短波紅外2.1002.30030Band8微米全色0.5000.68015Band9短波紅外波段1.3601.39030OLI傳感器94 4Landsat系列衛(wèi)星對比美國陸地系列衛(wèi)星參考表衛(wèi)星（Landsat）12345678發(fā)射時間1972.7.231975.1.121978.3.51982.7.161984.31993.11999.4.152013.2.11衛(wèi)星高度（km）920920920705705失敗705705覆蓋周期（天）181818161616

8、16掃描寬度（km）185185185185185185185波段數(shù)4447789傳感器MSSMSSMSSMSS.TMMSS.TMETMOLI.TIIRS運行情況退役退役退役退役退役2003故障在役10Landsat系列衛(wèi)星對比從上表中我們可以清楚的看到Landsat1到Landsat5衛(wèi)星均采用了MSS傳感器，MSS傳感器采用了可見光近紅外的波譜（0.5到1.1um），在0.5到0.6um是綠色波段，對水體由一定透射能力，清潔水體中透射深度可達10-20米，可判別地形和近海海水泥沙，可探測健康綠色植被反射率。而在紅色波段（0.6到0.7um）用于城市研究，對道路、大型建筑工地、沙礫場和采礦區(qū)

9、反映明顯?？捎糜诘刭|(zhì)研究、水中泥沙含量研究，植被分類。在近紅外（0.7到0.8um）用于區(qū)分健康與病蟲害植被，水陸分界，土壤含水量研究。近紅外（0.8到1.1um）用于測定生物量和監(jiān)測作物長勢，水陸分界，地質(zhì)研究。當然在landsat4和landsat5衛(wèi)星中也有TM傳感器（專題制圖儀），總共7個波段，在0.4到0.5um這個藍綠波段主要用于水體穿透，分辨土壤植物。綠波段（0.5到0.6um）主要用于分辨植被。在紅波段（0.6到0.7um）處于葉綠素的吸收波段，用于觀測道路/裸露土壤/植被種類效果很好。0.7到0.9um這個近紅外波段，用于估算生物量,盡管這個波段可以從植被中區(qū)分出水體，分辨潮

10、濕土壤，但對道路辨認效果不如TM3。1.5到1.75um中紅外波段，用于分辨道路/裸露土壤/水,它在不同植被之間有好的對比度,并且有較好的穿透大氣、云霧的能力。11Landsat系列衛(wèi)星對比熱紅外波段（10.4到12.5um）可以感應發(fā)出輻射的目標，中紅外波段（2.08到2.35um）對于巖石/礦物的分辨很有用,也可用于辨識植被覆蓋濕潤土壤。在landsat7衛(wèi)星中采用了ETM傳感器，大致與我們TM波段對應類似，分辨率有所差異，OLI傳感器的全稱為陸地成像儀(OperationalLandImager)，為Landsat8衛(wèi)星的主要攜帶儀器。OLI被動感應地表反射的太陽輻射和散發(fā)的熱輻射有9個

11、波段的感應器，覆蓋了從紅外到可見光的不同波長范圍。Landsat-7衛(wèi)星的ETM+傳感器相比，OLI增加了一個藍色波段（0.4330.453m）和一個短波紅外波段(band99,1.3601.390m)，藍色波段主要用于海岸帶觀測，短波紅外波段包括水汽強吸收特征，可用于云檢測。TIRS傳感器的全稱為熱紅外傳感器(ThermalInfraredSensor,TIRS)，它是有史以來最先進，性能最好的熱紅外傳感器。TIRS將收集地球熱量流失，目標是了解所觀測地帶水分消耗，特別是干旱地區(qū)水分消耗。124 4數(shù)據(jù)下載方法USGS官網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)下載網(wǎng)址官網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)下載網(wǎng)址網(wǎng)址網(wǎng)址：http:/glov

12、/，需要注冊賬號并審核，屬于美國USGS(美國地質(zhì)調(diào)查局)管理?？梢韵螺d的數(shù)據(jù)：可以下載的數(shù)據(jù)：在collection中可以查看，Landsat(包括最近的landsat8)系列，EO-1，MODIS，ASTER，Aerial等數(shù)據(jù)。2.網(wǎng)址網(wǎng)址：/(可百度GLCF)，為馬里蘭大學組織，當然配合了一堆的老美各個機構。需要注冊并審核。進入GLCF主頁后，需要點擊Data&Products下的EarthScienceDataInterface,進入下載界面，分為MapSearch,Path/RowSearch,ProductSea

13、rch三種搜索途徑,下圖為進入到MapSearch的界面。需要注意的是，每次輸入條件之后都要點擊以下UpdateMap,才會顯示。3.網(wǎng)址：網(wǎng)址：http:/ 5Landsat衛(wèi)星運用以及優(yōu)缺點我們在學習Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應用的同時需要對衛(wèi)星的數(shù)據(jù)格式有所了解，Landsat陸地衛(wèi)星攜帶的傳感器獲取的影像數(shù)據(jù)產(chǎn)品的參數(shù)，除了單元格大小外，其的參數(shù)基本一致。數(shù)據(jù)輸出格式是GeoTIFF。，采取三次卷積的取樣方式，地圖投影為UTM-WGS84南極洲極地投影。16在我們運用數(shù)據(jù)的前提，我們需要對數(shù)據(jù)進行相關的處理，在所有遙感影像數(shù)據(jù)中，Landsat數(shù)據(jù)可以說是應用最為廣泛的。盡管ETM+數(shù)據(jù)

14、中間出現(xiàn)了故障，但Landsat高頻次的重訪周期、較優(yōu)的數(shù)據(jù)質(zhì)量越來越完善的波段信息、越來越高的空間分辨率，值得擁有！在進行每一項與遙感相關的各類信息提取、專題圖制作等方面，Landsat影像作為一種基礎數(shù)據(jù)會首先被下載，或直接作為信息提取的主要數(shù)據(jù)源，或作為下載或購買其他數(shù)據(jù)的依據(jù)，甚至還可作為校正其他影像數(shù)據(jù)的幾何基準?？傊琇andsat數(shù)據(jù)即可獨當大任，又可幕后支撐。我們在運用Landsat數(shù)據(jù)的時候，有些波段的組合有助于我們更好的使用數(shù)據(jù)，波段組合：波段組合：321：真彩色合成，即3、2、1波段分別賦予紅、綠、藍色，則獲得自然彩色合成圖像，圖像的色彩與原地區(qū)或景物的實際色彩一致，適合

15、于非遙感應用專業(yè)人員使用。432：標準假彩色合成，即4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍色，獲得圖像植被成紅色，由于突出表現(xiàn)了植被的特征，應用十分的廣泛，而被稱為標準假彩色。17451：信息量最豐富的組合，TM圖像的光波信息具有34維結構，其物理含義相當于亮度、綠度、熱度和濕度。在TM7個波段光譜圖像中，一般第5個波段包含的地物信息最豐富。3個可見光波段(即第1、2、3波段)之間，兩個中紅外波段(即第4、7波段)之間相關性很高，表明這些波段的信息中有相當大的重復性或者冗余性。第4、6波段較特殊，尤其是第4波段與其他波段的相關性得低，表明這個波段信息有很大的獨立性。計算各種組合的熵值的結果表明，由一

16、個可見光波段、一個中紅外波段及第4波段組合而成的彩色合成圖像一般具有最豐富的地物信息，其中又常以4，5，3或4，5，1波段的組合為最佳。第7波段只是在探測森林火災、巖礦蝕變帶及土壤粘土礦物類型等方面有特殊的作用。最佳波段組合選出后，要想得到最佳彩色合成圖像，還必須考慮賦色問題。人眼最敏感的顏色是綠色，其次是紅色、藍色。因此，應將綠色賦予方差最大的波段。按此原則，采取4、5、3波段分別賦紅、綠、藍色合成的圖像，色彩反差明顯，層次豐富，而且各類地物的色彩顯示規(guī)律與常規(guī)合成片相似，符合過去常規(guī)片的目視判讀習慣。例如把4、5兩波段的賦色對調(diào)一下，即5、4、3分別賦予紅、綠、藍色，則獲得近似自然彩色合成

17、圖像，適合于非遙感應用專業(yè)人員使用。18741：波段組合圖像具有兼容中紅外、近紅外及可見光波段信息的優(yōu)勢，圖面色彩豐富，層次感好，具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表環(huán)境信息；而且清晰度高，干擾信息少，地質(zhì)可解譯程度高，各種構造形跡(褶皺及斷裂)顯示清楚，不同類型的巖石區(qū)邊界清晰，巖石地層單元的邊界、特殊巖性的展布以及火山機構也顯示清楚。196 6Landsat衛(wèi)星運用以及優(yōu)缺點陸地衛(wèi)星的主要任務是調(diào)查地下礦藏、海洋資源和地下水資源，監(jiān)視和協(xié)助管理農(nóng)、林、畜牧業(yè)和水利資源的合理使用，預報農(nóng)作物的收成，研究自然植物的生長和地貌，考察和預報各種嚴重的自然災害（如地震）和環(huán)境污染，拍攝各種目標的圖像，以及繪

18、制各種專題圖（如地質(zhì)圖、地貌圖、水文圖）等。中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所接收、處理、存檔和分發(fā)美國陸地衛(wèi)星系列中的Landsat-5、Landsat-7和LANDSAT-8三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。其中Landsat-8衛(wèi)星于2013年2月11日發(fā)射，是美國陸地探測衛(wèi)星系列的后續(xù)衛(wèi)星。Landsat-8衛(wèi)星裝備有陸地成像儀（OperationalLandImager，簡稱“OLI”）和熱紅外傳感器（ThermalInfraredSensor，簡稱“TIRS”）。OLI被動感應地表反射的太陽輻射和散發(fā)的熱輻射，有9個波段的感應器，覆蓋了從紅外到可見光的不同波長范圍。與Landsat-7衛(wèi)星的ETM+傳感

19、器相比，OLI增加了一個藍色波段（0.4330.453m）和一個短波紅外波段(band9;1.3601.390m)，藍色波段主要用于海岸帶觀測，短波紅外波段包括水汽強吸收特征，可用于云檢測。TIRS是有史以來最先進，性能最好的熱紅外傳感器。TIRS將收集地球熱量流失，目標是了解所觀測地帶水分消耗，特別是干旱地區(qū)水分消耗。中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所接收的LANDSAT-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。陸地衛(wèi)星7和8的軌道高度是705公里（438英里）。他們完成一次軌道拍攝用時都是99分鐘，每天完成14個完整的軌道拍攝，每16天拍攝地球上的同一個點。雖然它們各自都是16天覆蓋地球一次，但它們的軌道是錯開的，從而可以每隔8天重復得到同一個地區(qū)的圖像。美國陸地衛(wèi)星LandSat-8保證了陸地數(shù)據(jù)接收及可利用的連續(xù)性，其數(shù)據(jù)與已有的標準陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品一致，每天可以接收約400景數(shù)據(jù)，所有的景都被處理成標準數(shù)據(jù)產(chǎn)品，且在接收、存檔后24小時之內(nèi)可供下載。在數(shù)據(jù)的提高上，LandSat-8上裝備的