Landsat系列卫星介绍与下载教程

数据概况

陆地卫星计划是运行时间最长的地球观测计划，1972年7月23日地球资源卫星（Earth Resources Technology Satellite）发射，后来此卫星被改称为陆地卫星(LANDSAT)，最新的陆地卫星是2021年9月27日发射的陆地卫星9号(LANDSAT 9)。

卫星年表

卫星名	相关信息
陆地卫星1号	1972年7月23日发射；1978年1月6日终止操作。
陆地卫星2号	1975年1月22日发射；1981年1月22日终止。
陆地卫星3号	1978年3月5日发射；1983年3月31日终止。
陆地卫星4号	1982年7月16日发射，1993年终止。
陆地卫星5号	1984年3月1日发射，在2011年11月发生故障。已停止获取影像。
陆地卫星6号	1993年10月5日发射，未能进入轨道。
陆地卫星7号	1999年4月15日发射，至今仍能正常作业，但扫描路线校正器有缺陷。
陆地卫星8号	2013年2月11日发射。
陆地卫星9号	2021年9月27日发射。

Landsat 1 于1972 年 7 月 23 日发射，携带两种传感器：RBV和MSS，包含绿色、红色和两个近红外波段。一直运行到 1978 年 1 月，比其设计寿命延长了 5 年。

landsat2于 1975 年 1 月 22 日发射。在它在轨时间期间，共收集了 240,000 景影像。。

landsat3于1978年3月5日发射服役5年，共收集了140000景影像。Landsat 3 增加了一个热红外波段，但在发射后不久就失效。

Landsat4于1982年7月16日发射，共收集了217,650 景影像。Landsat4 卫星包含蓝色、绿色、红色、两个近红外、中红外、热红外波段共7 个波段，此外，地面分辨率提高到了 30 m，热红外波段的分辨率为 120 m。

Landsat 5于1984年3月1日发射，设计寿命是3年，但持续运转了近29年，是世界上寿命最长的地球观测卫星。

Landsat 6发射失败。

Landsat 7 于1999年4月15日发射，但2003年5月，Landsat 7 的扫描线校正器 (SLC) 出现机械故障，导致该卫星的影像出现数据呈现条带缺失。

Landsat 8 于 2013年2月11日发射，包含OLI和TIRS两种传感器，每16天可以实现一次全球覆盖。

Landsat 9于2021年9月27日发射，相较于Landsat8，提升了辐射分辨率，同时热红外波段较影像较landsat8性能较好。

参数一览表

卫星	Landsat1	Landsat2	Landsat3	Landsat4	Landsat5	Landsat6	Landsat7	Landsat8	Landsat9
发射时间	1972.7.23	1975.1.12	1978.3.5	1982.7.16	1984.3	1993.1	1999.4.15	2013.2.11	2021.9.27
卫星高度	920km	920km	920km	705km	705km	发射失败	705km	705km	705km
半主轴	7285.438km	7285.989 km	7285.776 km	7285.465 km	7285.438 km		7285.438km
倾角	103.143	103.155	103.115	98.9	98.2		98.2	98.2
经过赤道的时间	8:50am	9:03am	6:31am	9:45am	9:30am		10:00am	10:00am
覆盖周期	18天	18天	18天	16天	16天		16天	16天	16天
扫幅宽度	185km	185km	185km	185km	185km		185km	185km
波段数	4	4	4	7	7		8	9	9
机载传感器	MSS	MSS	MSS	MSS、TM	MSS、TM		ETM+	OLI、TIRS
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	近29年的超期服役，2011年停止获取数据		2003.5月出现故障	在役服务

波段介绍

• MSS传感器

Landsat-1～3	Landsat-4～5	波长范围/μm	分辨率/米
MSS-4	MSS-1	0.5～0.6	78米
MSS-5	MSS-2	0.6～0.7	78米
MSS-6	MSS-3	0.7～0.8	78米
MSS-7	MSS-4	0.8～1.1	78米

• TM传感器

波段	波长范围(μm)	分辨率/米
1	0.45～0.52	30米
2	0.52～0.60	30米
3	0.63～0.69	30米
4	0.76～0.90	30米
5	1.55～1.75	30米
6	10.40～12.50	120米
7	2.08～2.35	30米

• ETM+传感器

波段	波长范围(μm)	分辨率(m)
1	0.450～0.515	30米
2	0.525～0.605	30米
3	0.630～0.690	30米
4	0.775～0.900	30米
5	1.550～1.750	30米
6	10.40～12.50	60米
7	2.090～2.350	30米
8	0.520～0.900	15米

• OLI传感器

波段号	类型	landsat8(μm)	landsat9(μm)	分辨率(m)
Band1	蓝色波段	0.433–0.453	0.43-0.45	30
Band2	蓝绿波段	0.450–0.515	0.45-0.51	30
Band3	绿波段	0.525–0.600	0.53-0.59	30
Band4	红波段	0.630–0.680	0.64-0.67	30
Band5	近红外	0.845–0.885	0.85-0.88	30
Band6	短波红外	1.560–1.660	1.57-1.65	30
Band7	短波红外	2.100–2.300	2.11- 2.29	30
Band8	微米全色	0.500–0.680	2.11- 2.29	15
Band9	短波红外波段	1.360–1.390	1.36-1.38	30

Landsat 8和Landsat 9 的时间分辨率都是16天，但是可以对Landsat 8和Landsat 9进行联合分析，因此Landsat8/9联合影像时间分辨率为8天。

• TIRS

Landsat8波段号	中心波长(μm)	波长范围(μm)	分辨率(m)
Band10	10.9	10.6-11.2	100
Band11	12.0	11.5-12.5	100

常用领域

• Landsat8/9常见波段组合形式

用途	波段组合
自然色（Natural Color）	4 3 2
假彩色（False Color (urban))	7 6 4
红外彩色（Color Infrared (vegetation)）	5 4 3
农业（Agriculture）	6 5 2
大气渗透（Atmospheric Penetration）	7 6 5
健康植被（Healthy Vegetation）	5 6 2
陆地/水体（Land/Water）	5 6 4
大气去除（Natural With Atmospheric Removal）	7 5 3
短波红外（Shortwave Infrared）	7 5 4
植被分析（Vegetation Analysis）	6 5 4

下载方法

主要有三个网站可以下载：

• USUS EarthExplorer (opens new window)
• USGS Global Visualization Viewer(GloVis) (opens new window)
• 地理空间数据云 (opens new window)
• Google earth engine (opens new window)
• PIE Engine (opens new window)

本文档介绍从USGS下载数据的方法：

1. 打开USUS EarthExplorer网站：https://earthexplorer.usgs.gov (opens new window)，需要在右上角进行用户注册或登录

左侧标签栏点击”Search Criteria”，选择合适的影像范围和时间，可以通过搜索地点或输入坐标来选择范围

影像时间和范围确定后，点击”DataSet”进入数据集选择菜单，在出现的数据列表中选择”Landsat”，并勾选自己想要下载的数据集

数据集确定后，点击”Result”，即可查看查询结果；若想根据云量等继续筛选影像，点击”Additional Criteria”设置筛选条件

查询结果如图所示，在每幅图像下点击“购物车”状符号即可将该图像加入订单，也可以直接点击每幅图像下面的下载按钮进行下载；若对查询结果不满意，可以点击左上侧标签栏返回修改查询条件

随后点击 “View Item Basket”–>”Proceed To Checkout”–>”Submit Order”，即可完成提交

订单提交后，等待数据处理(可能会处理几天)，注意查看注册邮箱，一般USGS发送第三封邮件时会附带下载链接，链接过期会失效，注意及时下载。（如果不想等待太久，可以根据搜索出来的条带号和行编号去 地理空间数据云 (opens new window) 直接下载）

数据处理

使用ENVI软件可以直接打开进行处理

使用案例

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参考

维基百科-陆地卫星计划 (opens new window)

作者

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RS Free Data Source.https://rs-freedatasource.readthedocs.io/