GEE平台下的Landsat 数据介绍与下载

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The USGS produces data in 3 tiers (categories) for each satellite:

Tier 1 (T1) – Data that meets geometric and radiometric quality requirements

Tier 2 (T2) – Data that doesn’t meet the Tier 1 requirements

Real Time (RT) – Data that hasn’t yet been evaluated (it takes as much as a month).

ID Description
LANDSAT/LC08/C01/T1_RT Landsat 8, Collection 1, Tier 1 + Real Time
LANDSAT/LC08/C01/T1 Landsat 8, Collection 1, Tier 1 only
LANDSAT/LC08/C01/T2 Landsat 8, Collection 1, Tier 2 only
ID Description
LANDSAT/LC08/C01/T1_RT_TOA Landsat 8, Collection 1, Tier 1 + Real Time, TOA
LANDSAT/LC08/C01/T1_TOA Landsat 8, Collection 1, Tier 1 only, TOA
LANDSAT/LC08/C01/T1_SR Landsat 8, Collection 1, Tier 1 only, SR
LANDSAT/LC08/C01/T2_TOA Landsat 8, Collection 1, Tier 2 only, TOA
LANDSAT/LC08/C01/T2_SR Landsat 8, Collection 1, Tier 2 only, SR


These data exist for Landsat 4, 5, 7, and 8. Replace ‘LC08’ in the above collection definitions with IDs from the following table to retrieve collections for the various satellites.

ID    Description

LT04    Landsat 4, Thematic Mapper ™

LT05    Landsat 5, Thematic Mapper ™

LE07    Landsat 7, Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+)

LC08    Landsat 8, Operational Land Imager (OLI)


数据类型介绍


几何校正分类:

USGS为每一颗Landsat卫星均提供了3级不同水平的数据产品,以满足开发、科研人员的需要。包括:Tier 1 (T1)、Tier 2 (T2)、Real Time (RT)。

(1)T1数据

具有最高数据质量的Landsat影像被归入第1级,该数据适合进行时间序列分析。第一级包括精度和地形(L1TP)校正的数据,这些数据具有良好的辐射测量特性,并在不同的陆地卫星仪器之间进行了相互校准。T1数据之间的地形校正是一致的,并且均方根误差(RMSE)≦12米。

(2)T2数据

在处理过程中不符合一级标准的数据归并到到二级,即T2数据。T2使用了与T1相同的辐射标准,但由于不太准确的轨道信息(针对较早的Landsat传感器)、明显的云层覆盖、地面控制不足或其他因素影像,不能达到T1数据的几何校正精度。

(3)RT数据

Landsat 7 ETM+ 和 Landsat 8 OLI/TIRS 数据在下行时进行实时处理,使用预测星历(Landsat 7)、初始缓冲模式参数(Landsat 7)或初始TIRS视线模型参数(Landsat 8)。数据放置在实时层,可在12小时内下载(通常为4-6小时)。一旦使用确定的星历、更新的缓冲模式参数和精化的TIRS参数对数据进行了重新处理,产品将被转换为T1或T2数据,并从RT数据集中删除。从RT数据到T1或T2数据的转换延迟时间在14到26天之间。后续处理细节如下所述:

Landsat 7 ETM+ 使用预测的星历和初始缓冲模式参数对影像进行处理并获取,并将其放入RT数据集。在初始处理后大约1天,使用确定的星历参数对数据进行重新处理,并保留值RT数据集中。在仪器走向/表征期间(约26天),完成几何校正模型校正和参数优化,并对数据进行重新处理,将其放入T1或T2数据集中。

Landsat 8 TIRS 数据可能不符合与OLI共同注册的规范。TIRS瞄准线模型参数是根据两周校准演习期间获得的数据进行细化的,场景在获取后的14到16天内重新处理,并放置到T1或者T2数据集。

综上,我们在做分析的时候大部分情况下优先选择精度最高的T1影像数据。


辐射校正分类:


RAW(DN):

所有遥感影像原始数据都是DN(Digital Number)数字量化值,要经过辐射定标转换成具有实际物理含义的TOA表观反射率(光学)或后向散射系数(SAR)


TOA(

Top of Atmosphere Reflectance

)数据:

未经过大气校正的数据,即大气顶层反射率


SR(

Surface reflectance

)数据:

经过2020年8月发布的第三版大气校正的数据,GEE中对Landsat4,5,7采用生态扰动自适应系统Landsat Ecosystem Disturbance Adaptive Processing System(LEADPS)

(Schmidt et al. 2013)

, LEDAPS requires a variety of atmospheric inputs to constrain an atmospheric model. These include outputs of a 6S model run, a DEM, total column ozone, National Centers for Environmental Prediction (NCEP) modeled surface pressure, temperature and water vapor

(kalnay et al. 1996)

。Landsat8采用的是LaSRC地表反射率代码

(Sayler,2020)

。是USGS专门为Landsat8数据设计的大气校正程序。

Landsat surface reflectance data are available globally for the following instruments:

  • Landsat 8 Operational Land Imager (OLI):

    April 2013 to present
  • Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+):

    July 1999 to present
  • Landsat 5 Thematic Mapper (TM):

    March 1984 to May 2012
  • Landsat 4 Thematic Mapper (TM):

    July 1982 to December 1993


综上,大部分情况下选择已经经过大气校正的SR数据,如果研究的是关于如何图像识别或者图像质量研究的则需要考虑TOA或者是Raw数据。

QA质量评估波段掩膜

采用CFMASK掩膜算法进行去云,去水汽和去阴影等。

代码链接:


https://code.earthengine.google.com/?scriptPath=users%2F005781577%2FDownload_Image%3A%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E5%BD%B1%E5%83%8F2



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