Landsat陸地衛(wèi)星TM遙感影像數(shù)據(jù)介紹

1、Landsat陸地衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)簡介地球資源技術(shù)衛(wèi)星方案最早始于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(shù)衛(wèi)星系列的可行性研究.1972年7月23日,第一顆陸地衛(wèi)星Landsat_1 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,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以及陸地衛(wèi)星7,其中陸地衛(wèi)星6的發(fā)射失敗了.Landsat陸地衛(wèi)星系列遙感影像數(shù)據(jù)覆蓋范圍為北緯83o到南緯83o之間的所有陸地區(qū)域,數(shù)據(jù)更新周期為16天Landsat 13的周期為

2、18天,空間分辨率為30米RBV和MSS專感器的空間分辨率為80米.目前,中國區(qū)域內(nèi)的Landsat陸地衛(wèi)星系列遙感影像數(shù)據(jù)見圖 1可以通過中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心國際科學數(shù)據(jù)效勞平臺QQ電子網(wǎng)免費獲得 :/ eleqq .Landsat陸地衛(wèi)星在波段的設(shè)計上,充分考慮了水、植物、土壤、巖石等不同地物在波段反射率敏感度 上的差異,從而有效地擴充了遙感影像數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍.在基于 Landsat遙感影像數(shù)據(jù)的一系列應(yīng)用中,計 算植被指數(shù)和針對 Landsat ETM off 影像的條帶修復為最常用同時也是最為根底的兩個應(yīng)用.因此,中國科 學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中央基于國際科學數(shù)據(jù)效勞平臺,提供了

3、1基于Landsat數(shù)據(jù)的多種植被指數(shù)提取.2對Landsat ETM SLC-off 影像數(shù)據(jù)的條帶修復.圖1 Landsat遙感影像中國區(qū)示意圖數(shù)據(jù)特征1數(shù)據(jù)根本特征Landsat陸地衛(wèi)星包含了五種類型的傳感器,分別是反束光攝像機RBV,多光譜掃描儀MSS ,專題成像儀TM ,增強專題成像儀ETM以及增強專題 成像儀+ ETM+ ,各傳感器拍攝影像的根本特征如 下：表1 Landsat陸地衛(wèi)星傳感器介紹MSS專感器主題成 像儀Landsat1-3 Landsat4-5波長微米分辨率 米主要作用MSSBand 4Band 1綠色波段0.5-0.680對水體由一定透射水平, 清潔水體中透 射深

4、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.Band 5Band 2紅色波段0.6-0.780用于城市研究,對道路、大型建筑工地、 沙礫場和采礦區(qū)反映明顯.可附于地質(zhì) 研究、水中泥沙含量研究,植被分類.Band 6Band 3近紅外0.7-0.880用于區(qū)分健康與病蟲害植被,水陸分 界,土壤含水量研究.Band 7Band 4近紅外0.8-1.180用于測定生物量和監(jiān)測作物長勢,水陸 分界,地質(zhì)研究.TM傳感器主題成 像儀Landsat 4-5波段波長微米分辨率 米主要作用TMBand 1藍綠波段0.45-0.5230用于水體穿透,分辨土壤和植被Band 2綠色

5、波段0.52-0.6030分辨植被Band 3紅色波段0.63-0.6930處于葉綠素吸收區(qū)域,用于觀測道路, 裸露土壤,植被種類等Band 4近紅外波段0.76-0.9030用于估算生物量Band 5中紅外波 段1.55-1.7530用于分辨道路,裸露土壤,水,在不同 植被之間啟好的比照度,并且有好的穿 透云霧的水平.Band 6熱紅外波段10.40-12.50120感應(yīng)發(fā)出熱輻射的目標Band 7中紅外波 段2.08-2.3530對于巖石,礦物的分辨很有用,也可用 于辨識植被覆蓋和濕潤土壤.ETM#感器主題成 像儀Landsat 4-5波段波長微米分辨率 米主要作用ETM+Band 1藍綠

6、波段0.45-0.5230用于水體穿透,分辨土壤植被Band 2綠色波段0.52-0.6030用于分辨植被Band 3紅色波段0.63-0.9030處于葉綠素吸收區(qū), 用于觀測道路,裸 露土壤,植被種類等Band 4近紅外0.76-0.9030用于估算生物量,分辨潮濕土壤Band 5中紅外1.55-1.7530用于分辨道路,裸露土壤,水,還能在 小同植被之間啟好的比照度, 并且啟較 好的大氣、云霧分辨水平Band 6熱紅外10.40-12.5060感應(yīng)出熱輻射的目標Band 7中紅外2.09-2.3530用于巖石,礦物的分辨很有用,也可用 于辨識植被覆蓋和濕潤土壤Band 8微米全色0.52-

7、0.9015為15米分辨率的黑白圖像,用于增強 分辨率,提供分辨水平2數(shù)據(jù)主要參數(shù)Landsat陸地衛(wèi)星攜帶的傳感器,在南北向的掃描范圍大約為179km,東西向的掃描范圍大約為183km,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-WGS8南極洲極地投影.數(shù)據(jù)分發(fā)前,美國國家航空與航天局NASA和美國地質(zhì)調(diào)查局USGS對數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行了系統(tǒng)的輻射矯正和地面限制點 幾何校正,并且通過DEMW程模型做了地形矯正.根據(jù)產(chǎn)品的處理級別, 分為四類：原始數(shù)據(jù)產(chǎn)品Level 0,輻射矯正產(chǎn)品Level1,系統(tǒng)幾何矯正產(chǎn)品Level2,幾何精矯正產(chǎn)品Level3,高程矯正產(chǎn)品Le

8、vel4.目前,由中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中央發(fā)布的是L1T數(shù)據(jù)產(chǎn)品,用戶通過國際科學數(shù)據(jù)效勞平臺免費獲得 :/landsat.datamirror.csdb .3數(shù)據(jù)組織Landsat陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)覆蓋中國區(qū)域需要561景影像,每一景 Landsat衛(wèi)星影像圖像存貯為一個壓縮文件.每個數(shù)據(jù)文件的文件名由拍攝衛(wèi)星的名稱,拍攝地區(qū)行、列編號,拍攝時間,地面接收站位置來共同命 名.例如,LT51240312021224IKR00文件名包含的信息如下：拍攝衛(wèi)星是Landsat_5 TM傳感器,拍攝地區(qū)位于124彳T/31歹U,拍攝時間是 2021年的第223天,地面接收站編號IKR.數(shù)據(jù)獲得目前,La

9、ndsat遙感影像數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)上免費獲得.用戶通過美國NASA的EROS Earth ResourcesObservation and Science Center , 美國地球資源觀測中央 :// 免費下載這些 數(shù)據(jù).當然,擁有數(shù)據(jù)下載權(quán)限之前需要進行相關(guān)網(wǎng)站的用戶注冊和所需數(shù)據(jù)的申請.應(yīng)用Landsat陸地衛(wèi)星系列提供了大量地球資源觀測數(shù)據(jù),為各種學科和領(lǐng)域的用戶和研究人員提供他們所 需要的遙感影像信息,對整個地球科學來說都具有重大的價值和意義.Landsat遙感影像數(shù)據(jù)可以用于自然資源保護,能源勘探、環(huán)境治理、自然災害監(jiān)測等多個研究領(lǐng)域,遙感影像數(shù)據(jù)特有的在

10、時間分辨率、空間 分辨率和光譜分辨率上的優(yōu)勢,使得我們能夠開始在生態(tài)系統(tǒng)根底上來觀察地球的組成,超越了當前所收集的大多數(shù)資源數(shù)據(jù)的邊界.增值效勞國際科學數(shù)據(jù)效勞平臺目前提供的基于Landsat遙感影像數(shù)據(jù)的增值效勞分為兩個局部：植被指數(shù)的計算和Landsat 7 ETM SLC-off 影像的條帶修復.植被指數(shù)植被指數(shù)是一種利用衛(wèi)星探測數(shù)據(jù)的線性或非線性組合來反映植被的存在、數(shù)量、質(zhì)量、狀態(tài)及時空分布特點,反映植物生長狀況的指數(shù),用來診斷植被的一系列生物物理參量,如葉面積指數(shù)LAI、植被覆蓋率、生物量、光合作用有效輻射吸收系數(shù).中科院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中央科學數(shù)據(jù)中央研發(fā)了基于Landsat TM

11、及ETM影像數(shù)據(jù)的多種植被指數(shù)提取工具,為用戶免費提供常用的14種Landsat植被指數(shù)產(chǎn)品,包括比值植被指數(shù)RVI,比值短波紅外指數(shù)RSI,差值植被指數(shù)DVI,歸一化植被指數(shù)NDVI,轉(zhuǎn)換型植被指數(shù)TVI,重歸一化插值植被指數(shù)RDVI,增強型植被指數(shù)I和IIEVI&EVI2,大氣阻抗植被指數(shù)ARVI,土壤調(diào)整日!被指數(shù)SAVI,修正土壤植被指數(shù)MSAVI , 土壤大氣綜合植被指數(shù)SATVI,優(yōu)化土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)OSAVD.原始影像比值植被指數(shù)：RDVI歸一化植被指數(shù)：NDVI圖2局部植被指數(shù)示意圖Landsat ETM SLC-off 影像條帶修復Landsat-7 ETM+機載掃描

12、行校正器SLC故障導致2003年5月31日之后獲取的圖像出現(xiàn)了數(shù)據(jù)條帶丟失,嚴重影響了 Landsat ETM遙感影像的使用.對于已經(jīng)喪失的數(shù)據(jù),沒有可能找回實際數(shù)據(jù),因此,只能 利用縫隙填充的方式進行差值,盡量彌補缺失的數(shù)據(jù)局部,并且使相對完好的70-80%數(shù)據(jù)可用.經(jīng)過多方努力,中科院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中央科學數(shù)據(jù)中央開發(fā)了Landsat ETM SLC-off遙感影像條帶修復工具,提供多影像局部自適應(yīng)回歸分析和多影像固定窗口分析兩個模型,為用戶免費提供條帶修復產(chǎn)品.修復前局部放大圖修復后局部放大對照圖圖3修復效果示意圖用戶統(tǒng)計國際科學數(shù)據(jù)效勞平臺Landsat遙感影像數(shù)據(jù)自發(fā)布以來,受到了中科院內(nèi)外用戶的廣泛關(guān)注和好評.據(jù)統(tǒng)計,共有67,075名用戶的訪問,數(shù)據(jù)下載量到達6,730.65G .3010SPC1 flQlH3IS0 酬0皿削門目如加1用日 酬口404月獷日& 一人發(fā) 一黃口旨 一 F140 HQ劉儆 ia«n0gwm 加蜘Q XkrtUftKfllOa 加的軍愜M電白 20M華1值百姐白 第M睇加月味白 西知*«3印,自I應(yīng)員人次用工電且散 a±&"丑