Landsat 、MSS、TM和ETM+简介和应用

LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划(1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”)，从1972年开始发射第一颗卫星LANDSAT-1，已发射7颗。目前，在役服务的是Landsat5和Landsat7。 卫星参数 发射时间 覆盖周期 扫幅宽度 波段数 机载传感器 Landsat1 Landsat2 Landsat3 1978.3.5 18天 185km 4 MSS 1976年失灵， 运行情况 1978退役 1980年修复， 1982年退役 1983年退役 18天 185km 4 MSS Landsat4 Landsat5 1984.3 16天 185km 7 MSS、TM 1983年TM 传感器失效， 在役服务 退役 发射失败 出现故障 16天 185km 7 MSS、TM Landsat6 Landsat7 1993.1 — — — — 18天 185km 4 MSS 16天 185km 8 ETM+ 2003.5月 一、传感器简介 (一)Landsat 7 ETM

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，以及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是指日Landsat 7 SLC故障之前的数据产品。 L7 SLC-off是指日Landsat 7S LC故障之后的异常数据产品。 2、波段设计 题成像仪 Landsats7 波段 蓝绿波段 绿色波段 波长(微米) 分辨率(米) 30 主要作用 Band1 0.45-0.52 用于水体穿透，分辨土壤植被 Band2 0.52-0.60 30 分辨植被 处于叶绿素吸收区域， Band3 红色波段 0.63-0.69 30 用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好 用于估算生物数量， ETM+ Band4 近红外 0.76-0.90 30 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 用于分辨道路/裸露土壤/水， Band5 中红外 1.55-1.75 30 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 Band7 热红外 10.40-12.50 中红外 微米全色 2.09-2.35 60 30 感应发出热辐射的目标。 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。 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。 Band8 0.52-0.90 15 3、标准参数 产品类型 Level1T标准地形校正 15m–全色波段8； 单元格大小 30m–反射波段1-5和7； 60m–热波段6H和6L 输出格式 取样方法 地图投影 GeoTIFF 三次卷积(CC) UTM–WGS84南极洲极地投影 分发 传递 只能通过Http下载 对于已经有数据实体的影像可以立即通过网上下载， 对于未获得数据实体的影像，需要提交数据申请，或者参照其他说明。 L1T数据产品经过系统辐射校正和地面控制点几何校正，并且通过DEM进行了地地形校正。 此产品的大地测量校正依赖于精确的地面控制点和高精度的DEM数据。 地形校正 (二)Landsat 4-5 TM

1、产品描述

Landsat主题成像仪(TM)是Landsat4和Landsat5携带的传感器，从1982年发射至今，其工作状态良好，几乎实现了连续的获得地球影像。

Landsat-4和Landsat5同样每16天扫瞄同一地区，即其16天覆盖全球一次。LandsatTM影像包含7个波段，波段1-5和波段7的空间分辨率为30米，波段6(热红外波段)的空间分辨率为120米。南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为

2、波段设计 主题成像仪 Landsats4-5 波段 蓝绿波段 绿色波段 波长(微米) 分辨率(米) 30 主要作用 Band1 0.45-0.52 用于水体穿透，分辨土壤植被 Band2 0.52-0.60 30 分辨植被 处于叶绿素吸收区域， Band3 红色波段 0.63-0.69 30 用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好 用于估算生物量， TM Band4 近红外波段 0.76-0.90 30 尽管这个波段可以从植被中区分出水体，分辨潮湿土壤， 但对道路辨认效果不如TM3 用于分辨道路/裸露土壤/水， Band5 中红外波段 1.55-1.75 30 它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 热红外波段 10.40-12.50 120 感应发出热辐射的目标。 Band7 中红外波段 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。 3、标准参数 产品类型 单元格大小 输出格式 取样方法 地图投影 分发 传递 Level1T标准地形校正 30m–反射波段1-5和7； 120m–热波段6H和6L GeoTIFF 三次卷积(CC) UTM–WGS84南极洲极地投影 只能通过Http下载 对于已经有数据实体的影像可以立即通过网上下载， 对于未获得数据实体的影像，需要提交数据申请，或者参照其他说明。 L1T数据产品经过系统辐射校正和地面控制点几何校正，并且通过DEM进行了地地形校地形校正 正。 此产品的大地测量校正依赖于精确的地面控制点和高精度的DEM数据。 (三)Landsat 1-5 MSS

1、产品描述

Landsat MSS是由Landsat1-5卫星携带的传感器，他几乎获得了1972年7月至1992年10月期间的连续地球影像。Landsat-1，Landsat-2，andsat-3每18天扫瞄同一地区，即其18天可以覆盖全球一次。Landsat-4和Landsat5每16天扫瞄同一地区。

Landsat MSS影像数据有四个波段(如下)，所有波段的分辨率为79米，南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为183km。

2、波段设计 主题成像仪 Landsats1-3 Landsats4-5 类型 波长(微米) 分辨率(米) 主要作用 对水体有一定透射能力，清洁水体中透射深度可达MSS Band4 Band1 绿色波段 0.5-0.6 80 10-20m，可判读浅水地形和近海海水泥沙。 可探测健康绿色植被反射率。 用于城市研究，对道路、大型建筑工地、砂砾场和Band5 Band2 红色波段 0.6-0.7 80 采矿区反映明显。 可用于地质研究。 用于水中泥沙含量研究。进行植被分类。 区分健康与病虫害植被。 Band6 Band3 近红外 0.7-0.8 80 水陆分界。 土壤含水量研究。 测定生物量和监测作物长Band7 Band4 近红外 0.8-1.1 80 势。 水陆分界。 地质研究。 3、标准参数 产品类型 Level1T标准地形校正 单元格大小 80m 输出格式 取样方法 地图投影 分发 传递 GeoTIFF 三次卷积(CC) UTM–WGS84南极洲极地投影 只能通过Http下载 对于已经有数据实体的影像可以立即通过网上下载， 对于未获得数据实体的影像，需要提交数据申请，或者参照其他说明。 L1T数据产品经过系统辐射校正和地面控制点几何校正，并且通过DEM进行了地地形校正。 此产品的大地测量校正依赖于精确的地面控制点和高精度的DEM数据。 地形校正 二、常用波段组合：

（一）321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。

（二）432：标准假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分的广泛，而被称为标准假彩色。

举例：卫星遥感图像示蓝藻暴发情况

我们先看一看蓝藻爆发时遥感监测机理。蓝藻暴发时绿色的藻类生物体拌随着白色的泡沫状污染物聚集于水体表面，蓝藻覆盖区的光谱特征与周围湖面有明

显差异。由于所含高叶绿素A的作用，蓝藻区在LandsatTM2波段具有较高的反射率，在TM3波段反射率略降但仍比湖水高，在TM4波段反射率达到最大。因此，在TM4(红)、3(绿)、2(蓝)假彩色合成图像上，蓝藻区呈绯红色，与周围深蓝色、蓝黑色湖水有明显区别。此外，蓝藻暴发聚集受湖流、风向的影响，呈条带延伸，在TM图像上呈条带状结构和絮状纹理，与周围的湖水面也有明显不同。

（三）451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有3～4维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。在TM7个波段光谱图像中，一般第5个波段包含的地物信息最丰富。3个可见光波段(即第1、2、3波段)之间，两个中红外波段(即第4、7波段)之间相关性很高，表明这些波段的信息中有相当大的重复性或者冗余性。第4、6波段较特殊，尤其是第4波段与其他波段的相关性得很低，表明这个波段信息有很大的性。计算各种组合的熵值的结果表明，由一个可见光波段、一个中红外波段及第4波段组合而成的彩色合成图像一般具有最丰富的地物信息，其中又常以4，5，3或4，5，1波段的组合为最佳。第7波段只是在探测森林火灾、岩矿蚀变带及土壤粘土矿物类型等方面有特殊的作用。最佳波段组合选出后，要想得到最佳彩色合成图像，还必须考虑赋色问题。人眼最敏感的颜色是绿色，其次是红色、蓝色。因此，应将绿色赋予方差最大的波段。按此原则，采取4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像，色彩反差明显，层次丰富，而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似，符合过去常规片的目视判读习惯。例如把4、5两波段的赋色对调一下，即5、4、3分别赋予红、绿、蓝色，则获得近似自然彩色合成图像，适合于非遥感应用专业人员使用。?

（四）741：波段组合图像具有兼容中红外、近红外及可见光波段信息的优势，图面色彩丰富，层次感好，具有极为丰富的地质信息和地表环境信息；而且清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹(褶皱及断裂)显示清楚，不同类型的岩石区边界清晰，岩石地层单元的边界、特殊岩性的展布以及火山机构也显示清楚。

（五）742：1992年，完成了桂东南金银矿成矿区遥感地质综合解译，利用1：10万TM7、4、2假彩色合成片进行解译，共解译出线性构造1615条，环形影像481处，并在总结了构造蚀变岩型、石英脉型、火山岩型典型矿床的遥感影像特征及成矿模式的基础上，对全区进厅成矿预测，圈定金银A类成矿远景区2处，B类4处，C类5处。为该区优选找矿靶区提供遥感依据。

（六）743：我国利用美国的陆地卫星专题制图仪图像成功地监测了大兴安岭林火及灾后变化。这是因为TM7波段(2.08-2.35微米)对温度变化敏感；TM4、

TM3波段则分别属于红外光、红光区，能反映植被的最佳波段，并有减少烟雾影响的功能；同时TM7、TM4、TM3(分别赋予红、绿、蓝色)的彩色合成图的色调接近自然彩色，故可通过TM743彩色合成图的分析来指挥林火蔓延与控制和灾后林木的恢复状况。

（七）7：对不同时期湖泊水位的变化，也可采用不同波段，如用陆地卫星MSS7，MSS5，MSS4合成的标准假彩色图像中的蓝色、深蓝色等不同层次的颜色得以区别。从而可用作分析湖泊水位变化的地理规律。

（八）1：XX开发区砂石矿遥感调查是通过对陆地卫星TM最佳波段组fefee7合的选择(TM5、TM4、TM1)以及航空、航天多种遥感资料的解译分析进行的，在初步解译查明调查区第四系地貌。例如把4、5两波段的赋色对调一下，即5、4、3分别赋予红、绿、蓝色，则获得近似自然彩色合成图像，适合于非遥感应用专业人员使用。 三、电磁波波段 参考资料：