利用sentinel hub Python开发包查询和下载Sentinel-2等卫星遥感数据

最新推荐文章于 2024-10-10 07:09:24 发布

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分类专栏：遥感知识 python 文章标签： sentinel-2 sentinel hub 卫星数据下载遥感 python

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/CallmeAdo/article/details/93603073

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利用sentinel hub Python开发包查询和下载Sentinel-2等卫星遥感数据

1. 描述

sentinelhub Python包支持用户利用两种方式进行卫星遥感数据的下载和处理。第一种方式是使用OGC（WMS和WCS）Web请求，它支持Sentinel-2 L1C和L2A，Sentinel-1，Landsat 8，MODIS和DEM数据源。第二种方式是支持从AWS(Amazon Web Service)上获取数据。从AWS上获取数据时需要提供AWS账号信息，当从欧洲地区获取数据时，免费，当从欧洲以外的地区获取数据时AWS会从当前的AWS账号上收取数据流量费。也就是说数据不出欧洲不收费，但是只要一出欧洲就会收取流量费。配置AWS认证（账号）的原因，其实就是为了扣费。比如，你可以把数据下载到欧洲的AWS主机上，也可以下载到欧洲的S3上，都是免费的。当你想下载到中国或者中国地区的S3上，都要收取流量费。具体收费标准可参考AWS的流量收费标准。

2. 安装

安装要求python 版本 >= 3.5,并且安装有C/C++编译器，可以使用pypi 包管理器进行安装。

$ pip install sentinelhub --upgrade

也可以通过clone 代码仓进行手动安装

$ python setup.py build    
$ python setup.py install

3. 开发包特性

3.1 OGC web 服务

一些主要的功能与一个Sentinel Hub账号相关联：

使用Sentinel Hub帐户支持Web地图服务（WMS）和Web Coverage服务（WCS）请求;
支持标准和自定义多光谱图层，例如未处理的波段，真彩色图像或NDVI;
支持多时间请求;
支持云覆盖过滤;
支持不同的坐标参考系统;
支持以最常见的图像和数据格式读取和写入下载的数据到磁盘;
支持各种数据源：
- Sentinel-2 L1C
- Sentinel-2 L2A
- Sentinel-1，
- Landsat 8，
- MODIS，
- DEM。

3.2 AWS 数据下载

该软件包允许从AWS上的Sentinel-2下载Sentinel-2数据，并将数据重建为ESA .SAFE格式。
实施以下内容：

支持Sentinel-2 L1C和Sentinel-2 L2A数据;
支持新旧（即紧凑）.SAFE格式;
仅支持下载整个产品或.SAFE结构图;
支持命令行条目;
可调整的线程下载，以及现有数据的可选重新下载（非默认）;
需要S-2产品ID或产品的图块名称和日期。
如果是Sentinel-2 L2A数据，则需要AWS访问密钥。

4 从AWS上获取卫星数据示例

该示例说明如何从AWS S3存储桶上获取Sentinel-2影像和其他卫星数据。AWS上提供的数据与ESA提供的S-2数据完全相同。Sentinelhub包支持通过制定产品ID或者指定切片的形式获取数据。它可以将数据下载到与AWS相同的文件结构（S3），也可以将数据下载到ESA的.SAFE文件结构中。

4.1 配置信息

4.1.1 配置

主要配置AWS的凭据信息。开发包安装完后会有一个配置文件config.json。用户可以在终端命令行中输入如下命令查询配置参数：

$ sentinelhub.config --show

4.1.2 Sentinel Hub 功能配置

如果需要使用Sentinel Hub的服务，必须先配置instance_id参数。如果只是查询下载，则不需要配置该参数。instance_id需要在Sentinel hub services上进行注册申请。通过以下命令设置Sentinel Hub instance ID：

$ sentinelhub.config --instance_id <your instance id>

通过这样做，包将使用这个实例ID与Sentinel Hub进行交互，除非您有意在代码中指定一个不同的实例ID。

4.1.3 亚马逊S3功能配置

开发包从亚马逊S3存储桶中下载Sentinel-2 L1C和L2A数据。这些数据存在请求付费的存储桶中，因此在使用S3相关功能时需要AWS认证。通过在命令行中的以下命令进行aws_access_key_id和aws_secret_access_key参数的设置。

$ sentinelhub.config --aws_access_key_id <your access key> --aws_secret_access_key <your secret access key>

如果没有设置认证，则包将自动尝试使用本地存储的AWS认证(如果这些认证是根据AWS配置说明配置的)。任何其他配置参数(例如区域)也将以同样的方式收集。
AWS凭据还必须具有正确的权限才能从S3 bucket下载数据。可以在AWS IAM控制台中配置。配置足够权限的方法有很多，其中之一就是将其设置为AmazonS3ReadOnlyAccess.
重要提示:因为S3中的卫星数据包含在请求者付费桶中，Amazon将根据Amazon S3的价格向用户收取下载费用。在这种情况下，用户需要根据下载的数据量和请求数付费。sentinelhub包最多会为每个下载的文件发出一个GET请求。文件的元数据。xml, tileInfo。json和productInfo。json将从Sentinel Hub公共存储库免费获得。

4.2 查询可用的数据

AWS的Sentinel-2数据存档包含两个存储桶，一个包含L1C，另一个包含L2A数据。有三种方法可以搜索存档以查找特定的切片和影像产品：

4.2.1 使用aws_cli工具(亚马逊 AWS 命令行接口工具）手动检索

终端中输入以下命令：

aws s3 ls s3://sentinel-s2-l2a/tiles/33/U/WR/ --request-payer

注意，aws_cli工具需要事先安装，并且配置好aws认证信息。具体安装和配置可参考aws_cli安装配置

4.2.2 使用https://roda.sentinel-hub.com//上提供的服务进行手动搜索

直接通过浏览器编辑url并打开，不需要身份验证，例如：下载Sentinel-2 2017年1月14日L1C级产品瓦片1 C CV数据产品。

https://roda.sentinel-hub.com/sentinel-s2-l1c/tiles/1/C/CV/2017/1/14/0/

该方法返回一个包含有数据下载信息的文件
在这里插入图片描述

4.2.3 使用Sentinel Hub Web Feature

Service（WFS）按位置和时间间隔自动检索（注意：对于此功能，必须根据配置段落配置Sentinel Hub实例ID 。该实例ID需要在Sentinel hub上进行注册。）：

from sentinelhub import WebFeatureService, BBox, CRS, DataSource   

INSTANCE_ID = ''  # In case you put instance ID into cofniguration file you can leave this unchanged      

search_bbox = BBox(bbox=[46.16, -16.15, 46.51, -15.58], crs=CRS.WGS84)      

search_time_interval = ('2017-12-01T00:00:00', '2017-12-15T23:59:59')      

wfs_iterator = WebFeatureService(search_bbox, search_time_interval,     
                                 data_source=DataSource.SENTINEL2_L1C,     
                                 maxcc=1.0, instance_id=INSTANCE_ID)  
for tile_info in wfs_iterator:
    print(tile_info)

{'properties'：{'path'：'s3：// sentinel-s2-l1c / tiles / 38 / L / PH / 2017/12/15/0'，'time'：'07：12：03'， 'id'：'S2B_OPER_MSI_L1C_TL_MTI__20171215T085654_A004050_T38LPH_N02.06'，'cloudCoverPercentage'：28.27，'mbr'：'600000,8190220 709800,8300020'，'date'：'2017-12-15'，'crs'：'EPSG：32738' }，'type'：'Feature'，'geometry'：{'type'：'MultiPolygon'，'crs'：{'properties'：{'name'：'urn：ogc：def：crs：EPSG :: 4326 '}，'type'：'name'}，'coordinates'：[[[[45.931783967，-15.374656929]，[46.954538568，-15.368029755]，[46.964123606，-16.360077552]，[45.936356187，-16.367155102]，[45.931783967， -15.374656929]]]]}}
{'properties'：{'path'：'s3：// sentinel-s2-l1c / tiles / 38 / L / PH / 2017/12/10/''，'time'：'07：12：10'， 'id'：'S2A_OPER_MSI_L1C_TL_SGS__20171210T103113_A012887_T38LPH_N02.06'，'cloudCoverPercentage'：94.02，'mbr'：'600000,8190220 709800,8300020'，'date'：'2017-12-10'，'crs'：'EPSG：32738' }，'type'：'Feature'，'geometry'：{'type'：'MultiPolygon'，'crs'：{'properties'：{'name'：'urn：ogc：def：crs：EPSG :: 4326 '}，'type'：'name'}，'coordinates'：[[[[45.931783967，-15.374656929]，[46.954538568，-15.368029755]，[46.964123606，-16.360077552]，[45.936356187，-16.367155102]，[45.931783967， -15.374656929]]]]}}
{'properties'：{'path'：'s3：// sentinel-s2-l1c / tiles / 38 / L / PH / 2017/12/5/0'，'time'：'07：13：30'， 'id'：'S2B_OPER_MSI_L1C_TL_SGS__20171205T102636_A003907_T38LPH_N02.06'，'cloudCoverPercentage'：91.74，'mbr'：'600000,8190220 709800,8300020'，'date'：'2017-12-05'，'crs'：'EPSG：32738' }&#x

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