美國陸地衛星（LANDSAT）系列衛星由美國航空航天局（NASA）和美國地質調查局（USGS）共同管理。自1972年起，LANDSAT 系列衛星陸續發射，是美國用於探測地球資源與環境的系列地球觀測衛星系統，曾稱作地球資源技術衛星（ERTS）。

陸地衛星的主要任務是調查地下礦藏、海洋資源和地下水資源，監視和協助管理農、林、畜牧業和水利資源的合理使用，預報農作物的收成，研究自然植物的生長和地貌，考察和預報各種嚴重的自然災害（如地震）和環境汙染，拍攝各種目標的影象，以及繪製各種專題圖（如地質圖、地貌圖、水文圖）等。

從 Landsat 1 到 9，所有Landsat影象均可通過 USGS Earth Explorer 公開獲得。

USGS Earth Explorer連結：

https://gisgeography.com/usgs-earth-explorer-download-free-landsat-imagery/

表 Landsat系列衛星簡介

Landsat 1-9 衛星介紹

Landsat 1-4

民用地球資源衛星在20世紀60年代中期就由 DOI (Department of the Interior)的USGS (國家地質調查局United States Geological Survey) 進行構思。1966年9月20日，USGS在華盛頓一個新聞宣佈會上宣佈了最早的專用民用空間地球表面成像專案計劃——地球資源觀測衛星(EROS)。該任務分配給了NASA，由它計劃並建造衛星和相關載荷。

1966年發起的ERTS專案，在1975年改名為Landsat。因此，早期的 ERTS-1 和 ERTS-2 衛星後來被重新命名為 Landsat-1 和 Landsat-2。

Landsat 1
Landsat 1 於1972 年 7 月 23 日發射，攜帶兩種感測器：RBV和MSS，一直執行到 1978 年 1 月，比其設計壽命延長了 5 年。結果資訊的質量和影響超出了所有人的預期。

Landsat 2
Landsat 2 最初被命名為 ERTS-B，於 1975 年 1 月 22 日發射。在它在軌時間期間，共收集了 240,000 景影像。Landsat 2 跟 Landsat 1 衛星一樣，包含綠色、紅色和兩個近紅外波段。

Landsat 3
Landsat 3 服役5年，共收集了140,000景影像。Landsat 3 跟 Landsat 1和2相似，也包含綠波段、紅波段和兩個近紅外波段。同時，它增加了一個熱紅外波段，但在發射後不久就失效了。

Landsat 4
Landsat 4 是第一顆配備Thematic Mapper (TM) 的衛星，共收集了217,650 景影像。Landsat 4 衛星包含藍色、綠色、紅色、兩個近紅外、中紅外、熱紅外波段共7 個波段，此外，地面解析度提高到了 30 m，熱紅外波段的解析度為 120 m。

PIE-Engine 時空遙感雲服務平臺收錄了美國陸地衛星系列中的Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8 和 Landsat 9 四顆衛星的多種級別的資料，以下我們將詳細介紹相關衛星資料。

Landsat 5

Landsat 5 衛星於1984年3月發射升空，它是一顆光學對地觀測衛星，有效載荷為專題製圖儀（TM）和多光譜成像儀（MSS）。

Landsat 5 衛星所獲得的影象是迄今為止在全球應用最為廣泛、成效最為顯著的地球資源衛星遙感資訊源，同時 Landsat 5 衛星也是目前在軌執行時間最長的光學遙感衛星。

2012年12月21日，USGS宣佈：由於冗餘陀螺儀發生故障，Landsat 5 即將退役。該衛星攜帶了三顆陀螺儀進行姿態控制，並且需要兩顆陀螺儀來保持控制。Landsat 5 的設計壽命是3年，但是它持續運轉了28年零10個月，是世界上壽命最長的地球觀測衛星。

PIE-Engine 時空遙感雲服務平臺已經收錄了該衛星遙感資料，儲存著20多年的 Landsat 5 衛星資料，主要為 Landsat 5 Collection 2 TOA 和 Landsat 5 Collection 2 Surface Reflectance 兩個資料集。

Landsat 7

Landsat 7 衛星於1999年4月15日發射升空，這顆衛星搭載了 Enhanced Thematic Mapper Plus（增強型專題製圖儀），相比於 Landsat 4 和 Landsat 5 搭載的 TM 感測器，ETM+ 有以下優點：
1.
增加了一個15m空間解析度的全色波段
2.
板載、全光圈、5%絕對輻射校準
3.
擁有一個60m空間解析度的熱紅外波段
4.
板載的資料記錄儀

2003 年 5 月，Landsat 7 的掃描線校正器 (SLC) 出現機械故障。從那時起，由於 SLC 故障，Landsat 7 影象導致部分資料丟失。

PIE-Engine 時空遙感雲服務平臺也收錄了多年的 Landsat 7 衛星資料，主要為Landsat 7 Collection 1 TOA 和 Landsat 7 Collection 2 Surface Reflectance 兩個資料集。關於 Collection 1 和 Collection 2 兩個資料集請繼續往下閱讀。

• 

Landsat 8

Landsat 8 衛星於2013年2月發射升空，衛星搭載 OLI（Operational Land Imager 陸地成像儀）和 TIRS（Thermal Infrared Sensor 熱紅外感測器）兩種感測器，每16天可以實現一次全球覆蓋。

OLI 包括9個波段，空間解析度為30米，其中包括一個15米的全色波段，成像寬幅為185x185km。TIRS 用於收集地球兩個熱區地帶的熱量流失，能夠了解所觀測地帶水分消耗。

Landsat 8 衛星有11個光譜帶，11個光譜波段中有7個與 Landsat 7 上的 ETM+基本一致。

Landsat 8 波段包括藍色、綠色、紅色、NIR、SWIR-1、SWIR-2 和 30m 解析度的捲雲波段。全色波段的解析度為15m，TIRS的解析度為100m。

PIE-Engine 時空遙感雲服務平臺收錄了共4種Landsat 8 資料集，分別為：

Landsat 8 Collection 2 Surface Reflectance、

Landsat 8 Collection 2 Top of Atmosphere、

Landsat 8 Surface Reflectance、

Landsat 8 Top of Atmosphere 資料。

Landsat 9

Landsat 9 衛星於2021年9月27日發射升空，衛星攜帶二代陸地成像儀（Operational Land Imager 2，OLI-2）和二代熱紅外感測器（Thermal Infrared Sensor 2，TIRS-2）。

OLI-2 將捕獲地球表面可見、近紅外和短波紅外波段的觀測，輻射測量精度從 Landsat 8 的12位量化提高到14位量化，並略微提高了總體信噪比。TIRS-2 將通過兩個波段測量地球表面的熱紅外輻射或熱量，這兩個波段的效能比 Landsat 8 的熱紅外波段要好。

OLI-2 設計是 Landsat 8 的OLI的備份，將提供與先前陸地衛星光譜、空間、輻射和幾何質量一致的可見和近紅外/短波紅外（VNIR/SWIR）影象。OLI-2 將提供9個光譜波段的資料，所有波段的最大地面取樣距離（ground sampling distance，GSD）為30米(m)，但全色波段除外。全色波段的GSD為15米。OLI-2 將提供內部校準源，以確保輻射測量的準確性和穩定性，並具備太陽和月球校準的能力。

Landsat 9 的二代熱紅外感測器（TIRS-2）將與 Landsat 8 上TIRS一樣，在兩個熱紅外波段測量地面發出的熱輻射，但在風險等級和設計上，TIRS-2將進行改進，以儘量減少雜光影響。TIRS-2將提供兩個譜帶，最大地面取樣距離均為100 m。此外，TIRS-2提供了一個內部黑體校準源以及空間檢視功能。TIRS-2由NASA戈達德航天飛行中心設計。

PIE-Engine 時空遙感雲服務平臺目前已經接入 Landsat 9 資料，主要包括兩個資料集 Landsat 9 Collection 2 Surface Reflectance 和 Landsat 9 Collection 2 Top of Atmosphere。

目前 PIE-Engine 平臺上覆蓋中國地區的 Landsat 9 資料已經錄入完成，並保持持續更新，歡迎大家使用！
點選下方標題，檢視呼叫程式碼 ↓↓↓
Landsat 9 入駐 PIE-Engine 啦，快來收藏呼叫程式碼！

Collection 1 與 Collection 2 資料集介紹

根據USGS公佈的訊息，從2022年1月1日開始，所有新的 Landsat 資料將全部採用 Landsat Collection 2，之前的存檔資料將持續進行重生產，Collection 1 產品可供搜尋和下載到2022年12月31日。

Landsat Collection 1 簡介

Collection 1 的資料集主要是 Level-1 的資料。Level-1 的資料均經過幾何校正（geometric correction）和輻射定標（Radiometric correction），分為三種幾何校正的等級（L1TP、L1GT 和 L1GS）。

▶L1TP 處理等級：經過輻射定標和使用地面控制點（GCPs；地面控制點來源於 GLS2000資料集）和數字高程模型（DEM）進行的高精度正射校正；

▶L1GT 處理等級：經過輻射定標和星曆資料與 DEM 資料進行幾何校正；

▶L1GS 處理等級：經過輻射定標和僅基於星曆資料的系統幾何校正。

其中，質量最高的為 L1TP 資料，也是我們目前最常用的。

根據資料的處理水平和資料質量情況，L1級資料又會被分成三種類型的資料：Real-Time (RT)、Tier 1 (T1)和Tier 2 (T2)，通過檔名很容易識別。

▷Real-Time (RT)

新獲取的Landsat 8 OLI/TIRS 資料在下行鏈路上進行處理，主要應用於應急的情況，一般可在 12 小時（通常為 4-6 小時）內下載。並在資料獲取後的 14 到 16 天內重新處理，得到T1或T2產品。

▷Tier 1 (T1)

資料質量最好的Landsat影像被處理為T1，如少雲等，主要存在於L1TP處理等級中，幾何誤差優於12米RMSE。這些資料做過很好的幾何校正和輻射定標，適合於多時相資料分析。

▷Tier 2 (T2)

處理中沒有達到 T1標準的Landsat 影像被歸為T2，T2和T1的輻射標準相同, 由於缺少軌道資訊，大範圍雲層覆蓋等因素造成選擇的地面控制點不夠，沒有達到T1的幾何精度標準。它主要包括 L1GT和L1GS處理等級資料。

如下為三種類型資料的命名：
Real-Time: LE07_L1GT_037035_20160314_20160314_01_RT
Tier 1: LE07_L1TP_016039_20040918_20160211_01_T1
Tier 2: LT04_L1GS_017036_19821115_20160315_01_T2

注意：影像的像元值需要乘以0.0001（scale factor）才能轉化為地表反射率的值。
比如：Collection 1 Level 2的影像的像元值為6000，那麼該像元的反射率值為0.6。

Landsat Collection 2 簡介

Collection 2 資料集主要包括 Level-1 和 Level-2 兩種級別的資料。其中 Level-2 為多光譜經過大氣校正的地表反射率影象和地表溫度資料。

Collection 2 Level-1 資料

相對於 Collection 1 Level 1 的資料，Collection 2 Level 1 資料提高了幾何校正和輻射定標的精度。特別是幾何校正的精度有了很大的提高，採用了新的地面控制點版本（GCPs Phase 4）。GCPs Phase 4 融合了 Landsat 8 和歐空局（ESA）釋出的哨兵2（Sentinel-2）兩者的控制點，很大程度上提高了影像的集合校正精度。

Landsat Collection 2 Level-1 更新了 Landsat 8 TIRS 和 OLI 絕對輻射校準和相對增益。

Collection 2 Level-2 資料

Landsat Collection 2 Level-2 提供的是多光譜波段地表反射率和熱紅外波段地表溫度產品，即多光譜資料經過了大氣校正處理。採用的大氣校正的演算法也有所提高。

注意：影像的像元值需要乘以0.0000275再減去0.2（scale factor）才能轉化為地表反射率的值。
比如：Collection 2 Level 2 的影像多光譜波段的像元值為32000，那麼該像元的反射率值為0.68。

對於熱紅外波段，影像的像元值需要乘以0.00341802再加上149再減去273.15（scale factor）才能轉化為以攝氏度為單位的地表溫度。
比如：Collection 2 Level 2 的熱紅外波段的像元值為45000，那麼該像元的地表溫度值為29.6609°C。

關於兩個資料集更詳細的資訊可參考如下連結：
https://engine.piesat.cn/ssmp-web/#/view/?id=3c30a3fc504148f6818780b2db8b9806
END

PIE-Engine 平臺介紹

PIE-Engine（Pixel Information Expert Engine）是由航天巨集圖公司獨立自主研發的開放式遙感雲服務平臺，致力於實現遙感資料按需獲取、運算以及專題資訊聚焦服務，滿足對地觀測資料獲取能力飛速增長帶來的資訊高效化處理和服務需求，加速我國遙感技術的發展程序。
目前平臺數據儲量已超過6PB，儲存國內外近150種遙感資料集，超過900萬景影像資料，涵蓋光學、微波、高光譜、高程、人口、氣象、夜光等各種資料集和專題產品，國內資料包括高分、風雲、海洋系列等，國外資料包括Landsat、MODIS、Sentinel系列等。