本文详细介绍了美国NASA的陆地卫星Landsat系列的发展历程，涵盖从Landsat-5到Landsat-8的卫星参数、传感器特性和波段应用。特别关注了Landsat-7的ETM+传感器和Landsat-8的OLI及TIRS传感器，以及它们在地球资源监测中的重要作用。
目录
1.LandSat介绍
美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划从1972年7月23日以来，已发射8颗（第6颗发射失败）。目前Landsat1-4均相继失效，Landsat-5于2013年6月退役。Landsat-7于1999年4月15日发射 升空。Landsat-8于2013年2月11日发射升空，经过100天测试运行后开始获取影像。
| 卫星参数 | Landsat1 | Landsat2 | Landsat3 | Landsat4 | Landsat5 | Landsat6 | Landsat7 |
| 发射时间 | 1972.7.23 | 1975.1.12 | 1978.3.5 | 1982.7.16 | 1984.3 | 1993.1 | 1999.4.15 |
| 覆盖周期 | 18天 | 18天 | 18天 | 16天 | 16天 | — | 16天 |
| 扫幅宽度 | 185km | 185km | 185km | 185km | 185km | — | 185km |
| 波段数 | 4 | 4 | 4 | 7 | 7 | — | 8 |
| 机载传感器 | MSS | MSS | MSS | MSS、TM | MSS、TM | — | ETM+ |
| 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 | 在役服务 | 发射失败 | 2003.5月 出现故障 |
1.1 Landsat-5介绍
Landsat-5卫星是美国陆地卫星系列中的第五颗。Landsat-5卫星于1984年3月发射升空，它是一颗光学对地观测卫星，有效载荷为专题制图仪（TM）和多光谱成像仪（MSS）。Landsat-5卫星所获得的图像是迄今为止在全球应用最为广泛、成效最为显著的地球资源卫星遥感信息源，同时Landsat-5卫星也是目前在轨运行时间最长的光学遥感卫星。
1.2 Landsat-7介绍
Landsat-7卫星于1999年4月15日发射，是美国陆地探测系列卫星。Landsat-7卫星装备有增强型专题制图仪（ETM+），ETM+有8个波段的感应器，覆盖着从红外到可见光的不同波长范围。与Landsat-5卫星的TM传感器相比，ETM+增加了15米分辨率的一个波段，在红外波段的分辨率更高，因此有更高的准确性。2003年5月31日起，Landsat-7的扫描仪校正器出现异常，只能采用SLC-off模型对数据进行校正。
1.3 Landsat-8介绍
Landsat-8卫星于2013年2月11日发射，是美国陆地探测系列的后续卫星，Landsat-8卫星装备有陆地成像仪（简称OLI）和热红外传感器（简称TIRS）。OLI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（band9-0.136-1.390μm），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。
1.4 LandSat影像下载网址：
- USGS：
美国，英文界面，网址为:earthexplorer.usgs.gov - NASA:
美国，英文界面，网址为:earthdata.nasa.gov - 地理空间数据云：
中科院，中文界面，网址为:www.gscloud.cn
2 传感器简介
2.1 Landsat5 TM
Thematic Mapper (TM)
- Added the mid-range infrared to the data
- Seven spectral bands, including a thermal band:
- Band 1 Visible (0.45 - 0.52 µm) 30 m
- Band 2 Visible (0.52 - 0.60 µm) 30 m
- Band 3 Visible (0.63 - 0.69 µm) 30 m
- Band 4 Near-Infrared (0.76 - 0.90 µm) 30 m
- Band 5 Near-Infrared (1.55 - 1.75 µm) 30 m
- Band 6 Thermal (10.40 - 12.50 µm) 120 m
- Band 7 Mid-Infrared (2.08 - 2.35 µm) 30 m
- Ground Sampling Interval (pixel size): 30 m reflective, 120 m thermal
2.2 Landsat 7 ETM
2.2.1 产品描述
美国陆地卫星7号(Landsat-7)于1999年4月15日由美国航空航天局(NASA)发射升空，其携带的主要传感器为增强型主题成像仪(ETM+)。
Landsat-7除了在空间分辨率和光谱特性等方面保持了与Landsat-5的基本一致外，又增加了许多新的特性，因而受到了各国用户的普遍重视和欢迎。自发射升空至今，已为用户提供了大量高质量的图像数据。Landsat-7每16天扫瞄同一地区，即其16天覆盖全球一次。
2003年5月31日(21:42:35GMT)，Landsat-7ETM+机载扫描行校正器(Scan Lines Corrector，简称SLC)突然发生故障，导致获取的图像出现数据重叠和大约25%的数据丢失，因此2003.5.31日之后Landsat7的所有数据都是异常的，需要采用SLC-off模型校正。另外，2003.05.31-2003.07.14以及2003.07.03-2003.09.17之间的数据是没有获得。
Landsat 7 ETM+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。
L7 SLC-on是指2003.5.31日Landsat 7 SLC故障之前的数据产品。
L7 SLC-off是指2003.5.31日Landsat 7S LC故障之后的异常数据产品。
2.2.2 Landsat7波段参数
| 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 | 0.45-0.52 | 30 | 用于水体穿透，分辨土壤植被 |
| Band2 | 绿色波段 | 0.52-0.60 | 30 | 分辨植被 | |
| Band3 | 红色波段 | 0.63-0.69 | 30 | 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 | 0.76-0.90 | 30 | 用于估算生物数量， 尽管这个波段可以从植被中区分出水体，分辨潮湿土壤， 但是对于道路辨认效果不如TM3 | |
| Band5 | 中红外 | 1.55-1.75 | 30 | 用于分辨道路/裸露土壤/水， 它还能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。 | |
| Band6 | 热红外 | 10.40-12.50 | 60 | 感应发出热辐射的目标。 | |
| Band7 | 中红外 | 2.08-2.35 | 30 | 对于岩石/矿物的分辨很有用， 也可用于辨识植被覆盖和湿润土壤。 | |
| Band8 | 微米全色 | 0.52-0.90 | 15 | 得到的是黑白图象，分辨率为15m， 用于增强分辨率，提供分辨能力。 |
2.2.3 Landsat7 波段合成应用
https://wenku.baidu.com/view/c2cc33125f0e7cd1842536e7.html
2.3 Landsat8卫星
2.3.1 Landsat8产品描述
2013年2月11日发射的Landsat系列最新卫星Landsat8，携带有OLI陆地成像仪和TIRS热红外传感器，Landsat8的OLI陆地成像仪包括9个波段，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，TIRS包括2个单独的热红外波段。下表是Landsat8中OLI和TIRS两个传感器波段说明：
2.3.2 Landsat8波段参数
| 波段 | 波长范围(μm) | 空间分辨率 (m) |
|---|---|---|
| 1-海岸波段 | 0.433–0.453 | 30 |
| 2-蓝波段 | 0.450–0.515 | 30 |
| 3-绿波段 | 0.525–0.600 | 30 |
| 4-红波段 | 0.630–0.680 | 30 |
| 5-近红外波段 | 0.845–0.885 | 30 |
| 6-短波红外1 | 1.560–1.660 | 30 |
| 7-短波红外2 | 2.100–2.300 | 30 |
| 8-全色波段 | 0.500–0.680 | 15 |
| 9-卷云波段 | 1.360–1.390 | 30 |
| 10-热红外1 | 10.60 -11.19 | 100 |
| 11-热红外2 | 11.50 -12.51 | 100 |
2.3.3 Landsat8波段合成应用
| OLI波段合成 | |
| R、G、B | 主要用途 |
| 4 、3 、2 Red、Green、Blue | 自然真彩色 |
| 7、 6 、4 SWIR2、SWIR1、Red | 城市 |
| 5、 4 、3 NIR、Red、Green | 标准假彩色图像，植被。地物色彩鲜明，有利于植被（红色）分类，水体识别。 |
| 6 、5 、2 SWIR1、NIR、Blue | 农业（裸地得到增强，可以与有作物的耕地区分） |
| 7 、6、 5 SWIR2、SWIR1、NIR | 穿透大气层 |
| 5、 6、 2 NIR、SWIR1、Blue | 健康植被（植被呈现不同颜色） |
| 5 、6、 4 NIR、SWIR1、Red | 陆地/水 ，水体和植被得到了增强，水体边界清晰，利于海岸识别；植被有较好显示，但不便于区分具体植被类别 |
| 7、 5 、3 SWIR2、NIR、Green | 移除大气影响的自然表面 |
| 7 、5 、4 SWIR2、NIR、Red | 短波红外 |
| 6、 5 、4 SWIR1、NIR、Red | 植被分析 |
| Landsat TM波段合成总结说明 | ||
| R、G、B | 类型 | 特点 |
| 3、2、1 | 真彩色图像 | 用于各种地类识别。图像平淡、色调灰暗、彩色不饱和、信息量相对减少。 |
| 4、3、2 | 标准假彩色图像 | 它的地物图像丰富，鲜明、层次好，用于植被分类、水体识别，植被显示红色。 |
| 7、4、3 | 模拟真彩色图像 | 用于居民地、水体识别 |
| 7、5、4 | 非标准假彩色图像 | 画面偏蓝色，用于特殊的地质构造调查。 |
| 5、4、1 | 非标准假彩色图像 | 植物类型较丰富，用于研究植物分类。 |
| 4、5、3 | 非标准假彩色图像 | （1）利用了一个红波段、两个红外波段，因此凡是与水有关的地物在图像中都会比较清楚； （2）强调显示水体，特别是水体边界很清晰，益于区分河渠与道路； （3）由于采用的都是红波段或红外波段，对其它地物的清晰显示不够，但对海岸及其滩涂的调查比较适合；（4）具备标准假彩色图像的某些点，但色彩不会很饱和，图像看上去不够明亮； （5）水浇地与旱地的区分容易。居民地的外围边界虽不十分清晰，但内部的街区结构特征清楚； （6）植物会有较好的显示，但是植物类型的细分会有困难。 |
| 3、4、5 | 非标准接近于真色的假彩色图像 | 对水系、居民点及其市容街道和公园水体、林地的图像判读是比较有利的。 |
432波段合成真彩色图像，接近地物真实色彩，图像平淡，色调灰暗
543波段合成标准假彩色图像，地物色彩鲜明，有利于植被（红色）分类，水体识别
564波段合成非标准假彩色图像，红外波段与红色波段合成，水体边界清晰，利于海岸识别；植被有较好显示，但不便于区分具体植被类别
765对大气层穿透能力较强，例如图像中红色方框内云的影响明显减少
652植被类型丰富，便于植被分类
654便于植被分析
扫一扫
2694
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
