Landsat L2 级别数据说明(包含地表温度产品使用)

文摘   科技   2024-03-05 17:28   北京  
Landsat 8-9 C2 L2 级别数据打开需要 ENVI 5.6.2 及以上版本


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Landsat 8-9 C2 L2SP 数据中包含了地表反射率(Surface Reflectance ,SR)和地表温度(Surface Temperature ,ST)产品,可以在 EarthExplorer(https://earthexplorer.usgs.gov/)下载。


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注意事项


1.1 地表反射率产品

(1)Landsat 8-9 C2 地表反射率(SR)产品仅从处理为 T1 或 T2 的数据中生成。实时(RT)数据不能用于创建 SR 产品。

(2)Landsat 9 图像在数据下行时处理为 T1 或 T2,通常在数据获取后的 4~6 小时内完成。而 Landsat 8 C2 SR 数据在数据采集后的 4~11 天内可用。以下日期范围的地表反射率数据可用:

  • Landsat 8 OLI/TIRS:2013年3月18日至今

  • Landsat 9 OLI/TIRS:2021年10月31日至今

(3)Landat 8-9 数据无法处理特定日期之间的地表反射率。有关数据缺口的最新信息见“Constraints and Caveats”部分内容。链接:https://www.usgs.gov/landsat-missions/landsat-collection-2-surface-reflectance

(4)Landsat 8-9 OLI 波段8(全色波段)未被处理为大气顶或地表反射率。

(5)SR 不适用于太阳天顶角大于 76º 的图像。

(6)高纬度地区(> 65º)的地表反射率数据具有较大的不确定性,应谨慎使用。

(7)Landsat 8-9 OLI 波段1和2(分别为海岸气溶胶和蓝波段)的校正不适合用于分析,因为它们已经在算法中用于进行气溶胶反演测试,使其可能不可靠。

(8)谨慎使用被标记为高气溶胶含量的像素。

(9)其他不利条件也会影响 Landsat 8-9 SR 产品效果,例如:

  • 极度干旱或积雪覆盖的地区

  • 低太阳角度条件

  • 陆地面积相对邻近水域较小的沿海地区

  • 云污染严重的地区

1.2 地表温度产品

(1)Landsat 8 C2 地表温度(ST)产品在数据采集后 4~11 天即可使用。

(2)Landsat 8-9 只使用 TIRS 数据(LT08/LT09)不能处理为亮度温度或地表温度。


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文件说明


Landsat C2 L2SP 数据可以作为 COG TIFF 格式文件单独下载。文件名由 L2 级产品标识符(ProductID)组成。其中,地表反射率产品文件名后缀为“_SR_”,地表温度产品文件名后缀为“_ST_”。

以下是典型 ProductID 的组成部分:

(例如,LC08_L2SP_039037_20150728_20200318_02_T1)

  • Landsat

  • X 传感器(“O” = OLI;“T” = TIRS;“C” = OLI/TIRS)

  • SS 卫星(“08” = Landsat 8,“09” = Landsat 9)

  • LLLL 处理校正级别( “L2SP”包含SR和ST产品;“L2SR”仅包含SR产品)

  • PPP 轨道Path

  • RRR 轨道Row

  • YYYYMMDD 数据采集日期(年月日)

  • yyyymmdd L2数据生产日期(年月日)

  • CX 数据集编号(“02”)

  • TX 数据集类别(“T1” = Tier 1;“T2” = Tier 2)

Landsat 8-9 C2 L2SP 数据空间分辨率为 30 米,坐标系为通用横轴墨卡托投影(UTM)或极坐标立体投影(PS)。下表列出了 C2 L2SP 数据的波段信息。数据压缩包中提供了 xml 和 json 格式的元数据文件。

 

Landsat 8-9 C2 L2SP 以文件形式交付,文件名以 ProductID 命名,后缀为“_SR_”或“_ST_”,后跟波段名称。默认文件格式为COG。

ST 中间过程波段随 ST 产品一起交付,这些波段用于创建 ST 波段:

  • ST_TRAD 波段包含转换为地表热辐射的L1级热波段。

  • ST_URAD 和 ST_DRAD 波段分别包含向上和向下传播的热辐射。

  • ST_ATRAN 波段包含大气透射率。

  • ST_EMIS 波段和 ST_EMSD 波段包含计算出的地表发射率及其预期标准偏差。

  • ST_QA 波段包含 ST 波段的不确定性,单位为开尔文。

  • ST_CDIST 波段包含像素与 QA_ PIXEL 波段中标记的最近云的距离,单位为公里。


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地表温度产品使用


在 ENVI 5.6.2 及以上版本可直接打开 Landsat 8-9 C2 L2 数据中 *_MTL.xml 文件。

在 Data Manager 中会同时打开 3 个数据集,如下图所示,分别为地表反射率(SR)、地表温度(ST)、质量控制(QA)产品。

地表温度波段就是 ST 产品(第2个数据集)中的 STB10 波段,单位为开尔文。下面步骤可以将其转换为摄氏度:

(1)在 Toolbox 中,双击打开 /Band Algebra/Band Math 工具;

(2)在波段运算工具中输入公式,其中 -999 为背景填充值,可自行修改为其他值。

(b1 ne 0)*(b1-273.15)+(b1 eq 0)*(-999)

(3)点击 OK 按钮,在弹出对话框中指定 B1 为 STB10 波段,设置输出路径,点击 OK 输出结果。

(4)接下来为结果添加忽略值。在 Toolbox 中,双击打开 /Raster Management/Edit ENVI Header 工具,选择波段运算结果文件,在 Edit ENVI Header 面板中,点击左上角 Add 按钮,选择 Data Ignore Value,点击 OK 稍等片刻,回到 Edit ENVI Header 面板中,在下方 Data Ignore Value 右侧填入 -999,点击 OK 按钮。

(5)查看结果。可以在 Layer Manager 中右键点击处理结果图层,选择 Change Color Table > …中适合的颜色表(下图使用 Rainbow 渲染);然后可以在工具栏中可以添加颜色条(Annotations > Color Bar)。


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