1、Landsat陸地衛星遙感影像數據簡介“地球資源技術衛星”計劃最早始于1967年，美國國家航空與航天局（NASA）受早期氣象衛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衛星系列的可行性研究。1972年7月23日，第一顆陸地衛星（Landsat_1）成功發射，后來發射的這一系列衛星都帶有陸地衛星（Landsat）的名稱。到1999年，共成功發射了六顆陸地衛星，它們分別命名為陸地衛星1到陸地衛星5以及陸地衛星7，其中陸地衛星6的發射失敗了。Landsat陸地衛星系列遙感影像數據覆蓋范圍為北緯83o到南緯83o之間的所有陸地區域，數據更新周期為16天（Landsat 1

2、3的周期為18天），空間分辨率為30米（RBV和MSS傳感器的空間分辨率為80米）。目前，中國區域內的Landsat陸地衛星系列遙感影像數據（見圖1）可以通過中國科學院計算機網絡信息中心國際科學數據服務平臺 QQ電子網 免費獲得（）。Landsat 陸地衛星在波段的設計上，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據的應用范圍。在基于Landsat遙感影像數據的一系列應用中，計算植被指數和針對Landsat ETM off影像的條帶修復為最常用同時也是最為基礎的兩個應用。因此，中國科學院計算機網絡信息中心基于國際科學數據服務平臺，提供了1）基

3、于Landsat 數據的多種植被指數提取。2）對Landsat ETM SLC-off影像數據的條帶修復。圖1 Landsat 遙感影像中國區示意圖數據特征（1） 數據基本特征Landsat陸地衛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基本特征如下：表1 Landsat陸地衛星傳感器介紹MSS傳感器主題成像儀Landsat1-3Landsat4-5類型波長（微米）分辨率（米）主要作用MSSBand 4Band 1綠色波段80對水體由一定透射能力，清

4、潔水體中透射深度可達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80用于城市研究，對道路、大型建筑工地、沙礫場和采礦區反映明顯。可用于地質研究、水中泥沙含量研究，植被分類。Band 6Band 3近紅外80用于區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80用于測定生物量和監測作物長勢，水陸分界，地質研究。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30用于水體穿透，分辨土壤和植被Band 2綠色波段30分辨植被Band 3紅色波段30處于葉綠素吸收

5、區域，用于觀測道路，裸露土壤，植被種類等Band 4近紅外波段30用于估算生物量Band 5中紅外波段30用于分辨道路，裸露土壤，水，在不同植被之間有好的對比度，并且有好的穿透云霧的能力。Band 6熱紅外波段120感應發出熱輻射的目標Band 7中紅外波段30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ETM+Band 1藍綠波段30用于水體穿透，分辨土壤植被Band 2綠色波段30用于分辨植被Band 3紅色波段30處于葉綠素吸收區，用于觀測道路，裸露土壤，植被種類等Band 4近紅外30用于估

6、算生物量，分辨潮濕土壤Band 5中紅外30用于分辨道路，裸露土壤，水，還能在不同植被之間有好的對比度，并且有較好的大氣、云霧分辨能力Band 6熱紅外60感應出熱輻射的目標Band 7中紅外30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15為15米分辨率的黑白圖像，用于增強分辨率，提供分辨能力（2） 數據主要參數Landsat陸地衛星攜帶的傳感器，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，數據輸出格式是GeoTIFF，采取三次卷積的取樣方式，地圖投影為UTM-WGS84南極洲極地投影。數據分發前，美國國家航空與航天局（NASA）

7、和美國地質調查局（USGS）對數據產品進行了系統的輻射矯正和地面控制點幾何校正，并且通過DEM高程模型做了地形矯正。按照產品的處理級別，分為四類：原始數據產品（Level 0），輻射矯正產品（Level 1），系統幾何矯正產品（Level 2），幾何精矯正產品（Level 3），高程矯正產品（Level 4）。目前，由中國科學院計算機網絡信息中心發布的是L1T數據產品，用戶通過國際科學數據服務平臺免費獲得（）。（3） 數據組織數據獲得目前，Landsat遙感影像數據可以在網上免費獲得。用戶通過美國NASA的EROS（Earth Resources Observation and Science

8、 Center， 美國地球資源觀測中心）（）免費下載這些數據。當然，擁有數據下載權限之前需要進行相關網站的用戶注冊和所需數據的申請。應用Landsat陸地衛星系列提供了大量地球資源觀測數據，為各種學科和領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遙感影像數據可以用于自然資源保護，能源勘探、環境管理、自然災害監測等多個研究領域，遙感影像數據特有的在時間分辨率、空間分辨率和光譜分辨率上的優勢，使得我們能夠開始在“生態系統基礎”上來觀察地球的組成，超越了當前所收集的大多數資源數據的邊界。增值服務國際科學數據服務平臺目前提供的基于Lands

9、at遙感影像數據的增值服務分為兩個部分：植被指數的計算和Landsat 7 ETM SLC-off影像的條帶修復。植被指數植被指數是一種利用衛星探測數據的線性或非線性組合來反映植被的存在、數量、質量、狀態及時空分布特點，反映植物生長狀況的指數，用來診斷植被的一系列生物物理參量，如葉面積指數(LAI)、植被覆蓋率、生物量、光合作用有效輻射吸收系數。中科院計算機網絡信息中心科學數據中心研發了基于Landsat TM及ETM影像數據的多種植被指數提取工具，為用戶免費提供常用的14種Landsat植被指數產品，包括比值植被指數（RVI），比值短波紅外指數（RSI），差值植被指數（DVI），歸一化植被指

10、數（NDVI），轉換型植被指數（TVI），重歸一化插值植被指數（RDVI），增強型植被指數I和II（EVI&EVI2），大氣阻抗植被指數（ARVI），土壤調整植被指數（SAVI），修正土壤植被指數（MSAVI），土壤大氣綜合植被指數（SATVI），優化土壤調節植被指數（OSAVI）。原始影像  比值植被指數：RDVI  歸一化植被指數：NDVI圖2部分植被指數示意圖Landsat ETM SLC-off影像條帶修復Landsat-7 ETM+機載掃描行校正器(SLC) 故障導致2003年5月31日之后獲取的圖像出現了數據條帶丟失，嚴重影響了Landsat ETM遙感

11、影像的使用。對于已經丟失的數據，沒有可能找回實際數據，因此，只能利用縫隙填充的方式進行差值，盡量彌補缺失的數據部分，并且使相對完好的70-80%數據可用。經過多方努力，中科院計算機網絡信息中心科學數據中心開發了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計國際科學數據服務平臺Landsat遙感影像數據自發布以來，受到了中科院內外用戶的廣泛關注和好評。據統計，共有67,075名用戶的訪問，數據下載量達到6,730.65G。 未來發展目前，中科院計算機網絡信息中心科學數據中心已經