Landsat 数据下载与预处理

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前言

主要介绍Landsat数据下载及预处理。

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一、Landsat数据下载

1.数据介绍

• Landsat Missions
  

• Landsat 8
  2013年2月11日，美国航空航天局(NASA) 成功发射Landsat-8卫星。Landsat-8卫星上携带两个传感器，分别是OLI陆地成像仪(Operational Land Imager)和TIRS热红外传感器(Thermal Infrared Sensor)。
  Landsat-8在空间分辨率和光谱特性等方面与Landsat 1-7保持了基本一致，卫星一共有11个波段，波段1-7，9-11的空间分辨率为30米，波段8为15米分辨率的全色波段，卫星每16天可以实现一次全球覆盖。

• landsat8波段
  

• 波段组合
  
  详细介绍参考： https://blog.csdn.net/ddy_sweety/article/details/79729810

2.数据下载

2.1 下载网站

USGS官网：https://earthexplorer.usgs.gov/

登陆账号后即可进行数据下载。

2.2 下载步骤

（1）选择区域或者影像行列号：在界面左侧工具栏中选择Path/Row输入查询的行列号，单击Show。

或直接在底图中画出多边形包含研究区即可。

（2）设置查询时间
在【Date Range】中选择想要下载的影像时间，可以是个时间段，也可以是具体的天数，只需前后时间一致即可，不选的话会默认所有时间。

（3）点击【Data Sets】选择遥感卫星。选择Landsat→Landsat Collection 1 Level-1→Landsat 8 OLI/TIRS C1 Level-1。

（4）点击【Results】进行结果查询。选择符合要求的数据：这里我选择了2020-08-26和2020-08-03两景影像。

（5）下载数据

点击Download，下载TIFF数据。

还可以利用BulkDownload Application工具进行批量下载，具体步骤可参考：https://blog.csdn.net/haochibaa/article/details/80375622

二、Landsat数据预处理

Landsat数据已经经过了几何校正和地形校正，所以只需要做辐射校正和大气校正。
可参考链接：https://blog.csdn.net/weixin_43637490/article/details/105599858

1.辐射校正

打开Landsat8数据，显示原始影像。Landsat分为五个数据集：多光谱数据（1-7波段），全色波段数据（8波段），卷云波段数据（9波段），热红外数据（10，11波段）和质量波段数据（12波段）。

打开工具：/Radiometric Correction/Radiometric Calibration，选择需要校正的多光谱数据。设置定标参数：单击Apply FLAASH Settings得到相应的参数。

查看定标结果：

2.大气校正

（1）查看平均高程值
File——Open World Data——Elevation，计算研究区域平均高程值（0.167km）。


（2）设置FLAASH大气校正参数
辐射定标已经换算单位，所以Radiance Scale Factors=1.0


（3）大气校正完成

（4）查看大气校正结果

3.影像拼接、裁剪

影像拼接，也称作影像镶嵌，是指在一定数学基础控制下把多景相邻遥感图像拼接成一个大范围、无缝的图像的过程。
（1）打开需要拼接的两景影像；
（2）打开Mosaicking /Seamless Mosaic（无缝拼接）工具。

• 加载数据，设置Data Ignore Value，当重叠区有背景值时，可以设置。
  
• 匀色处理：采用直方图匹配方法。
  在Color Correction选项中，勾选Histogram Matching。Overlap Area Only：重叠区直方图匹配
  Entire Scene：整景影像直方图匹配。
  
• 接边线与羽化：Seamlines > Auto Generate Seamlines，自动绘制接边线。

（3）输出结果

拼接结果：

或直接利用/Mosaicking/Quick Mosaic，先选择的影像为参考影像，拼接后影像（该方法比第一种简单）：

根据感兴趣区裁剪所需区域：

三、Landsat 提取水体

（1）NDWI提取水体

• 公式
  NDWI =(p(Green)-p(NIR))/(p(Green)+p(NIR))
• 步骤
  选择工具ToolBox//Band Ratio/Band Math，输入：(float(b1)-float(b2))/(float(b1)+float(b2))

设置阈值，提取水体：

（2）利用混合像元分解方法提取水体
https://blog.csdn.net/qq_32649321/article/details/111313588

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参考资料

1.数据下载参考链接：
最新Landsat数据下载教程
https://blog.csdn.net/haochibaa/article/details/80375622

美国地质勘探局官网（USGS）Landsat 8 OLI_TIRS 影像数据下载详解
https://www.cnblogs.com/xingyi-qjl/p/10160406.html

2.预处理参考链接：
ENVI5.1中Landsat 8数据大气校正
http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0101cb2l.html

ENVI5.3.1使用Landsat 8影像进行辐射定标和大气校正实例操作
https://blog.csdn.net/weixin_43637490/article/details/105599858