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Landsat系列卫星详解系列卫星详解Landsat1—landsat8 测绘工程专业 主讲人：丁耀钢主讲人：丁耀钢组员组员:程雨婷程雨婷 李明海李明海1•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目目 录录2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  3Landsat--------陆地卫星卫星传感器类型 MSS----Multispectral Scanner--------多光谱扫描仪 ETM、 ETM+-----------Enhanced Thematic Mapper----------第三代推帚式扫描仪传感器是增强型专题绘图仪 ETM+(Enhanced Thematic Mapper)，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242.1卫星参数卫星参数陆地卫星（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Landsat 4、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°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6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）LandSat 8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7传感器参数对比OLI（陆地成像仪）LandSat 8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8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9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     10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(Operational Land Imager)，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(band 99, 1.360–1.390 μm)，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(Thermal Infrared Sensor, 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114数据下载方法1.USGS官网提供的数据下载官网提供的数据下载网址网址网址网址：http://glovis.usgs.gov/，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：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.网址网址：http://www.landcover.org/(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Earth Science Data Interface,进入下载界面，分为Map Search, Path/Row Search, Product Search 三种搜索途径,下图为进入到Map Search的界面需要注意的是，每次输入条件之后都要点击以下Update Map,才会显示3.网址：网址：数据下载方法在这里主要介绍一下如何在在这里主要介绍一下如何在http://www.landcover.org/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13数据下载方法TM与ETM中国区行带号14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15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：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  16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殊的作用最佳波段组合选出后，要想得到最佳彩色合成图像，还必须考虑赋色问题人眼最敏感的颜色是绿色，其次是红色、蓝色因此，应将绿色赋予方差最大的波段按此原则，采取4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像，色彩反差明显，层次丰富，而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似，符合过去常规片的目视判读习惯例如把4、5两波段的赋色对调一下，即5、4、3分别赋予红、绿、蓝色，则获得近似自然彩色合成图像，适合于非遥感应用专业人员使用   17741：波段组合图像具有兼容中红外、近红外及可见光波段信息的优势，图面色彩丰富，层次感好，具有极为丰富的地质信息和地表环境信息；而且清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹(褶皱及断裂)显示清楚，不同类型的岩石区边界清晰，岩石地层单元的边界、特殊岩性的展布以及火山机构也显示清楚。

 186Landsat卫星运用以及优缺点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）等中国科学院遥感与数字地球研究所接收、处理、存档和分发美国陆地卫星系列中的Landsat-5、Landsat-7和LANDSAT-8三颗卫星的数据其中Landsat-8卫星于2013年2月11日发射，是美国陆地探测卫星系列的后续卫星Landsat-8卫星装备有陆地成像仪（Operational Land Imager，简称“OLI”）和热红外传感器（Thermal Infrared Sensor，简称“TIRS”） 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与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(band 9; 1.360–1.390 μm)，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 中国科学院遥感与数字地球研究所接收的LANDSAT-8卫星数据实现了数据共享陆地卫星7和8的轨道高度是705公里（438英里）他们完成一次轨道拍摄用时都是99分钟，每天完成14个完整的轨道拍摄，每16天拍摄地球上的同一个点虽然它们各自都是16天覆盖地球一次，但它们的轨道是错开的，从而可以每隔8天重复得到同一个地区的图像美国陆地卫星LandSat-8保证了陆地数据接收及可利用的连续性，其数据与已有的标准陆地卫星数据产品一致，每天可以接收约400景数据，所有的景都被处理成标准数据产品，且在接收、存档后24小时之内可供下载在数据的提高上，LandSat-8上装备的OLI和TIRS起到了非常大的作用196Landsat卫星运用以及优缺点OLI用于获取可见光、近红外、短波红外波普范围的遥感图像，并采用推扫式结构设计，使其具有了跟好的几何稳定性，获取的图像质量也更好ＯＬＩ成像仪获取的遥感图像辐射分辨率达到１２比特，图像的几何精度和数据的信噪比也更高了在OLI成像仪上不从前新增了两个波段——观测海岸带气溶胶的波段1和观测卷云的波段9。

同时OLI成像仪取消了ETM+原来的热红外波段ＴＩＲＳ成像仪也是搭载在LandSat-8卫星上的，其工作原理与ＯＬＩ成像仪相似，也是推扫式结构其能够获取１０．８μm和１２μm两个热红外波段图像，二者配合使用能够在反演的时候对大气削弱进行修正，将地表温度从大气温度中分离出来，可用于热强度测定分析，探测地表物质自身热辐射LandSat-8卫星的主要应用体现在其数据应用上，这也是由于其卫星上携带的两种成像仪陆地卫星数据的使用者包括遍布美国和全球的政府、商界、工业界、民用、军用、教育等部门数据的应用范围很广，包括诸如：研究全球变化、农业、林业、地质、资源管理、地理学、制图、水质、海岸研究等领域美国陆地卫星LandSat-8延续着陆地卫星任务，陆地卫星7尽管在2003年5月SLC(扫描行校正器)出现故障，但仍一直在提供重要的地球观测数据截至2013年3月，USGS的地面接收站网已经为美国档案库收集了将近370万景数据陆地卫星7和8能够星上存储并进行回放，该站网能够实现地球陆地地块的完全覆盖（卫星轨道不直接飞越北极和南极）20谢谢大家谢谢大家21。