2024年4月27日发(作者：)

Landsat简介及影像下载

一、Landsat简介

美国于 1961 年发射了第一颗试验型极轨气象卫星 ,70 年代 , 在气象卫星的基础上研制发射了第一

代试验型地球资源卫星 (Landsat-1 、 2 、 3) 。这三颗卫星上装有返束光导摄像机和多光谱扫描仪 MSS,

分别有 3 个和 4 个谱段，分辨率为 80m 。各国从卫星上接收了约 45 万幅遥感图像。

80 年代 , 美国分别发射了第二代试验型地球资源卫星 (Landsat — 45) 。卫星在技术上有了较大改

进 , 平台采用新设计的多任务模块 , 增加了新型的专题绘图仪 TM, 可通过中继卫星传送数据。 TM 的

波谱范围比 MSS 大 , 每个波段范围较窄 , 因而波谱分辨率比 MSS 图像高 , 其地面分辨率为 30m

(TM6 的地面分辨率只有 120m ) 。 Landsat — 5 卫星是 1984 年发射的，现仍在运行。

90 年代，美国又分别发射了第三代资源卫星 (Landsat-6,7) 。 Landsat-6 卫星是 1993 年发射的，

因未能进入轨道而失败。由于克林顿政府的支持， 1999 年发射了 Landsat-7 卫星，以保持地球图像、

全球变化的长期连续监测。该卫星装备了一台增强型专题绘图仪 ETM+ ，该设备增加了一个 15m 分辨率

的全色波段，热红外信道的空间分辨率也提高了一倍，达到 60m 。美国资源卫星每景影像对应的实际地

面面积均为 185km × 185km ， 16 天即可覆盖全球一次。

二、Landsat各个传感器波段设计

1、MSS

主题成像仪 Landsats1-3 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10-20m，可判读浅水地形和近海海

水泥沙。

Band 4 绿色波段 0.5-0.6 80

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

MSS

地、砂

砾场和采矿区反映明显。可用于地质

Band 5 红色波段 0.6-0.7 80

研究。

用于水中泥沙含量研究。进行植被分

类。

Band 6 近红外 0.7-0.8 80

区分健康与病虫害植被。水陆分界。

土壤含水量研究。

测定生物量和监测作物长势。

Band 7 近红外 0.8-1.1 80

水陆分界。地质研究。

2、MSS

主题成像仪 Landsats4-5 类型 波长(微米) 分辨率(米) 主要作用

Band 1 绿色波段

Band 2 红色波段

MSS

Band 3 近红外

Band 4 近红外

3、TM

主题成像仪 Landsats4-5 类型

Band 1 蓝绿波段

Band 2 绿色波段

TM

Band 3 红色波段

0.5-0.6

0.6-0.7

0.7-0.8

0.8-1.1

波长(微米)

0.45-0.52

0.52-0.60

0.63-0.69

80

80

80

80

分辨率(米)

30

30

30

对水体有一定透射能力，清洁水体中

透射深度

可达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。水陆分界。

土壤含水量研究。

测定生物量和监测作物长势。水陆分

界。

地质研究。

主要作用

用于水体穿透,分辨土壤植被

分辨植被

处于叶绿素吸收区域, 用于观测

道路/裸露土壤/植被种类效果很好

Band 4 近红外

Band 5 中红外

Band 6 热红外

Band 7 中红外

4、ETM+

主题成像仪 Landsats4-5 类型

Band 1 蓝绿波段

Band 2 绿色波段

Band 3 红色波段

ETM+

Band 4 近红外

Band 5 中红外

0.76-0.90 30

1.55-1.75 30

10.40-12.50 120

2.08-2.35 30

波长(微米) 分辨率(米)

0.45-0.52 30

0.52-0.60 30

0.63-0.69 30

0.76-0.90 30

1.55-1.75 30

用于估算生物数量, 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, 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。

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。

主要作用

用于水体穿透,分辨土壤植被

分辨植被

处于叶绿素吸收区域, 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, 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, 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。

Band 6 热红外 10.40-12.50 60 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

Band 7 中红外 2.09-2.35 30

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,

Band 8 微米全色 0.52-0.90 15

用于

增强分辨率, 提供分辨能力。

三、MSS/TM/ETM波段组合

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

原地区景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。

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。来源： QQ电子网

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

独立性。

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。

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。

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。

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。

754：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。

541：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。

543：波段选取及主成份分析 我们的研究采用1995年8月2日的TM数据。对于屏幕显示和屏幕图象

分析，

选用信息量最为丰富的5、4、3波段组合配以红、绿、兰三种颜色生成假彩色合成图像，这个组合的合成

图像

不仅类似于自然色，较为符号人们的视觉习惯，而且由于信息量丰富，能充分显示各种地物影像特征的差

别，

便于训练场地的选取，可以保证训练场地的准确性；对于计算机自动识别分类，采用主成分分析（K-L变

换）

进行数据压缩，形成三个组分的图像数据，用于自动识别分类。该项工作是采用以遥感图像解译为主结合

地质、

物化探资料进行研究的综合方法。解译为目视解译，解译的遥感图像有：以1984年3月成像经处理放大

为1：5

万卫星TM假彩色片（5 、4、3波段合成）和1979年7月拍摄的1：1.6万黑白航片为主要工作片种；采

用1986年

11月的1：10万TM假彩色片（7、4、2波段合成）为参考片种。

453：本研究遥感信息源是中国科学院卫星遥感地面接收站于1995年10月接收美国MSS卫星遥感TM波

段4(红)、

波段5(绿)、波段3(蓝)CCT磁带数据制作的1∶10万和1∶5 万假彩色合成卫星影像图。图上山地、丘陵、

平原台地

等喀斯特地貌景观及各类用地影像特征分异清晰。成像时期晚稻接近收获，且稻田中不存积水，因此耕地

类型

中的水田色调呈粉红色；旱地由于作物大多收获，且土壤水分少而呈灰白色；菜地则由于蔬菜长势好，色

调鲜

亮并呈猩红色。园地色调呈浅褐色，且地块规则整齐、 轮廓清晰。林地中乔木林色调呈深褐色，而分布于

喀斯

特山地丘陵等地区的灌丛则呈黄到黄褐色。牧草地大多呈黄绿色调。建设用地中的城镇呈蓝色；公路呈线

状，

色调灰白；铁路呈线条状，色调为浅蓝；机场跑道为蓝色直线，背景草地呈蓝绿色；在建新机场建设场地

为白色

长方形；备用旧机场为白色色调，外形轮廓清晰、较 规则。水库和河流则都呈深蓝色调。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。472：在采用TM4、7、2波段假彩色合成和 1:4 计算机插值放大技术方面，

在制作

1:5万TM影像图并成 1:5万工程地质图、塌岸发展速率的定量监测以及在单张航片上测算岩 (断) 层产状

等方面，

均有独到之处。

类型提取:

1.城市与乡镇的提取:TM1+TM7+TM3+TM5+TM6+TM2-TM4

2.乡镇与村落:TM1+TM2+TM3+TM6+TM7-TM4-TM5

3.河流的提取:TM5+TM6+TM7-TM1-TM2-TM4

4.道路的提取：ＴＭ６－（ＴＭ１＋ＴＭ２＋ＴＭ３＋ＴＭ４＋ＴＭ５＋ＴＭ７）

光谱差异：

ＴＭ１居民地与河流菜地不易分开．

ＴＭ２居民地与河流菜地不易分

ＴＭ３乡村与菜地不易分

ＴＭ４农田与道路不易分，乡镇，道路，河滩易浑．

ＴＭ５县城与农田不易分

ＴＭ６村庄与河流易混

首先来了解假彩色图像与其它影像的区别，通常在RS中单波段或全色波段表现为黑白图像，黑白图像的

质量

一般用“灰阶”来度量。三波段组合表现为彩色影像包括：

真彩色(true color)：（三波段组合），分别对RGB三个波段的图像赋予RGB三种颜色，一一对应，合成

后图像

的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，称为真彩色，真彩色是唯一的合成。

伪彩色(pseudo color)：将黑白图像变换为彩色图像，对不同的灰度或灰度范围按值赋予不同的颜色或一个

颜色

系列，得到图像的彩色与实际彩色则不一致，即伪彩色图像。

假彩色(false color)：（三波段组合），对得来不同波段图像分别赋予RGB三元色，并不与原来波段的RGB

三个

波段一一对应，得到图像的彩色与实际彩色则不一致，称为假彩色图像，假彩色图像是为了使一些地物的

特征

更加明显，有助于我们进行解译和分析。

总的来说：

3，2，1

这种RGB组合模拟出一副自然色的图象。有时用于海岸线的研究和烟柱的探测。

4，5，3

用于土壤湿度和植被状况的分析。也很好的用于内陆水体和陆地/水体边界的确定。

4，3，2

红外假色。在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面，这是最常用的波段组合。

7，4，2

土壤和植被湿度内容分析；内陆水体定位。植被显示为绿色的阴影。

5，4，3

城镇和农村土地利用的区分；陆地/水体边界的确定。

4，5，7

探测云，雪和冰（尤其在高维度地区）。

4－3/4＋3 NDVI－标准差植被指数；TM波段4：3的不同比率被证明在增强不同植被类型对比度方面很有

用。

实践应用

3，2，1

普通色图象。适宜于浅海探测作图。

4，3，2

红外色图象。提供中等的空间分辨率。在这种组合中，所有的植被都显示为红色。MultiSpec 3-ch. Default。

7，5，4

适宜于湿润地区。提供了最大的空间分辨率。

7，4，2

适宜于温带到干旱地区。提供最大的光谱多样性。

四、Landsat中国地区条带号行号

五、Landsat 7出现的问题

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(21:42:35 GMT)，Landsat-7ETM+ 机载扫描行校正器(ScanLinesCorrector,

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

2003.5.31日之后Landsat 7的所有数据都是异常的，需要采用SLC-off模型校正。另外，

2003.05.31-2003.07.14以及2003.07.03-2003.09.17之间的数据是没有获得。

六、Landsat数据下载地址

/ --------国际科学数据镜像网站

ftp:///glcf/ ------马里兰大学官方FTP

ftp://159.226.224.31/ -------Landsat拼接数据（国内各省、城市）