遥感影像云检测-现有光学遥感卫星数据参数合集

1.MODIS卫星介绍

转载：Modis卫星介绍

1.1.MODIS传感器简介

MODIS是搭载在TERRA和AQUA卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器。
TERRA卫星于1999年12月18日发射成功，AQUA卫星于2002年5月4日发射成功。
TERRA为上午星，从北向南于地方时10:30左右通过赤道，AQUA为下午星，从南向北于地方时13：30左右通过赤道。
两颗星相互配合每1-2天可重复观测整个地球表面，得到36个波段的观测数据

1.2.MODIS传感器基本参数

项目	Value
空间分辨率	250 m (1-2 波段 ) ； 500 m (3-7 波段 ) ； 1000 m (8-36 波段 )
扫描宽度	扫描宽度： 2330km
时间分辨率	1 天
光谱波段	36 个离散光谱波段，光谱范围宽，从 0.4 微米（可见光）到 14.4 微米（热红外）全光谱覆盖 。
轨道	705KM ，降轨上午 10:30 过境，升轨下午 1:30 过境；太阳同步；近极地圆轨道
设计寿命	5年

1.3.MODIS 数据特点及波段分布特征

• 全球免费
• 光谱范围广：共有36个波段，光谱范围从0.4μm-14.4μm
• 数据接收简单
• 更新频率高：每天最少2次白天和2次黑夜的更新数据
  
  
  

1.4.MODIS 数据产品产品级别及类型

1.4.1.产品级别

按处理级别划分，可以分为以下5种：

• 0级产品：也称原始数据;
• 1级产品：指L1A数据，已经被赋予定标参数;
• 2级产品：经过定标定位后数据，本系统产品是国际标准 的EOS-HDF格式。包含所有波段数据，是应用比较广泛的一类数据。;
• 3级产品：在1B数据的基础上，对由遥感器成像过程产生的边缘畸变(Bowtie效应)进行校正，产生L3级产品;
• 4级产品：由参数文件提供的参数，对图像进行几何纠正，辐射校正，使图像的每一点都有精确的地理编码、反射率和辐射率。 L4级产品的MODIS图像进行不同时相的匹配时，误差小于1个像元。该级产品是应用级产品不可缺少的基础;
• 5级及以上产品：根据各种应用模型开发L5级产品。

1.4.2.产品类型

按数据产品特征划分，主要产品包括：一级数据产品、大气标准产品、陆地标准产品、海洋标准产品。

1.5.MODIS 1B数据简介

MODIS 1B 数据是 MODIS 44 种系列数据产品中的一种，产品编号为MOD02 ( Terra-MIDIS)/MYD02(Aqua-MIDIS)。具有以下特点：

• 经过仪器标定的数据产品，但是没有经过大气校正【ENVI打开的标准1B数据，直接显示为表观反射率(TOA Reflectance)】;
• 是包含有地理坐标产品的数据，但是“科学数据”和“地理数据”还没有连接，直接显示时，边缘存在“蝴蝶结”(Bow-tie)现象;
• MODIS 1B 数据采用层次数据模型(HDF)或其对地观测扩展(HDF-EOS)，这些模型有不同版本，受不同软件支持。
  MODIS 1B包含3 个科学数据(Earth View，Science Data Set)+ 1 类工程数据(OBC):
  

1.6.MODIS 命名规则

MODIS文件名的命名遵循一定的规则，通过文件名，可以获得很多关于此文件的详细信息，比如：
文件名 MOD09A1.A2006001.h08v05.005.2006012234657.hdf

• MOD09A1 –产品缩写
• .A2006001 – 数据获得时间(A-YYYYDDD)
• .h08v05 – 分片标示(水平XX，垂直YY)
• .005 – 数据集版本号
• .2006012234567 – 产品生产时间(YYYYDDDHHMMSS)
• .hdf – 数据格式(HDF-EOS)

1.7.MODIS 应用领域

MODIS是高信噪比仪器，具有高效的数据存储格式(HDF) 、信息丰富、数据获取快及覆盖范围广等特点，等方面有非常大的应用价值。因此MODIS数据在开展水文水监测、土地利用覆盖监测、草地估产、洪涝监测都等方面具有非常大的应用价值。

1.6.1.水文水资源监测

MODIS在水文水资源中的直接应用主要表现在洪水过程和洪灾范围实时动态监测、冰川和积雪的融化状态监测等方面。而间接应用主要表现在利用MODIS数据,采用一些经验公式、统计模型和物理模型进行有关水文过程中的参数和中间变量的推求,如降水量估算、植被情况等,继而利用水文和水资源模型来获取诸如径流、土壤水分、蒸发和水质状况等水文和水资源变量。

1.6.2 土地利用覆盖监测

利用植被在近红外波段(NIR)高反射和在红波段(Red)高吸收的特点，经过某种变换，增强植被的信号，削除噪音。基于此原理的红光和红外波段组合成的植被指数可应用于土地利用覆盖监测、植被覆盖密度评价、作物识别和作物预报等方面，并增强了专题制图方面的分类能力。

1. 6.3 草地估产

草地作为重要的自然资源和畜牧业的物质载体，对生态环境调节及社会、经济发展都有重要作用。而草地又具有生态条件脆弱、易受环境影响的特点。利用MODIS高效的数据模式可对草地进行动态监测和估产研究。

1.6.4 洪涝监测

卫星遥感信息因其动态性强、区域宏观性好、数据接收处理成本低，已成为监测洪涝的重要手段。
　　MODIS有36个光谱波段，包含250m、200m、1000m三级空间分辨率，带宽达到2330km,每天可以过境两次。这些特点使得MODIS成为目前大范围、高频次监测洪涝灾害较为理想的卫星遥感资料。

2.LandSat系列

转载：Landsat系列卫星数据应用介绍
美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划从1972年7月23日以来，已发射8颗（第6颗发射失败）。目前Landsat1-4均相继失效，Landsat-5于2013年6月退役。Landsat-7于1999年4月15日发射 升空。Landsat-8于2013年2月11日发射升空，经过100天测试运行后开始获取影像。

2.1.LandSat系列及影像下载网址

• USGS：美国，英文界面，网址为:earthexplorer.usgs.gov
• NASA:美国，英文界面，网址为:earthdata.nasa.gov
• 地理空间数据云：中科院，中文界面，网址为:www.gscloud.cn

2.1.1.Landsat-5介绍

Landsat-5卫星是美国陆地卫星系列中的第五颗。Landsat-5卫星于1984年3月发射升空，它是一颗光学对地观测卫星，有效载荷为专题制图仪（TM）和多光谱成像仪（MSS）。Landsat-5卫星所获得的图像是迄今为止在全球应用最为广泛、成效最为显著的地球资源卫星遥感信息源，同时Landsat-5卫星也是目前在轨运行时间最长的光学遥感卫星。

2.1.2.Landsat-7介绍

Landsat-7卫星于1999年4月15日发射，是美国陆地探测系列卫星。Landsat-7卫星装备有增强型专题制图仪（ETM+），ETM+有8个波段的感应器，覆盖着从红外到可见光的不同波长范围。与Landsat-5卫星的TM传感器相比，ETM+增加了15米分辨率的一个波段，在红外波段的分辨率更高，因此有更高的准确性。2003年5月31日起，Landsat-7的扫描仪校正器出现异常，只能采用SLC-off模型对数据进行校正。

2.1.3.Landsat-8介绍

Landsat-8卫星于2013年2月11日发射，是美国陆地探测系列的后续卫星，Landsat-8卫星装备有陆地成像仪（简称OLI）和热红外传感器（简称TIRS）。OLI有9个波段的感应器，覆盖了从红外到可见光的不同波长范围。与Landsat-7卫星的ETM+传感器相比，OLI增加了一个蓝色波段（0.433-0.453μm）和一个短波红外波段（band9-0.136-1.390μm），蓝色波段主要用于海岸带观测，短波红外波段包括水汽强吸收特征，可用于云检测。

2.2.传感器介绍

2.2.1.Landsat5 TM

在数据中添加了中程红外,七个谱带，包括一个热红外波段：

• 波段1可见光（0.45-0.52µm）30 m
• 波段2可见光（0.52-0.60µm）30 m
• 波段3可见光（0.63-0.69µm）30 m
• 波段4近红外（0.76-0.90µm）30 m
• 波段5近红外（1.55-1.75µm）30 m
• 波段6热红外（10.40-12.50µm）120 m
• 波段7中红外（2.08-2.35µm）30 m
• 地面采样间隔（像素大小）：30米反射，120米热

2.2.2.Landsat7 ETM

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(21:42:35GMT)，Landsat-7ETM+机载扫描行校正器(Scan Lines Corrector，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Landsat7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。
Landsat 7 ETM+影像数据包括8个波段(波段设计)，band1-band5和band7的空间分辨率为30米，band6的空间分辨率为60米，band8的空间分辨率为15米，南北的扫描范围大约为170km，东西的扫描范围大约为183km。
L7 SLC-on是指2003.5.31日Landsat 7 SLC故障之前的数据产品。
L7 SLC-off是指2003.5.31日Landsat 7S LC故障之后的异常数据产品。

2.2.3.Landsat7 波段合成应用

ETM多波段合成解析

2.3.Landsat8卫星

2.3.1.Landsat8产品描述

2013年2月11日发射的Landsat系列最新卫星Landsat8，携带有OLI陆地成像仪和TIRS热红外传感器，Landsat8的OLI陆地成像仪包括9个波段，OLI包括了ETM+传感器所有的波段，为了避免大气吸收特征，OLI对波段进行了重新调整，比较大的调整是OLI Band5(0.845–0.885 μm)，排除了0.825μm处水汽吸收特征；OLI全色波段Band8波段范围较窄，这种方式可以在全色图像上更好区分植被和无植被特征；此外，还有两个新增的波段：蓝色波段 (band 1; 0.433–0.453 μm) 主要应用海岸带观测，短波红外波段(band 9; 1.360–1.390 μm) 包括水汽强吸收特征可用于云检测；近红外band5和短波红外band9与MODIS对应的波段接近，TIRS包括2个单独的热红外波段。

2.3.2.Landsat8波段参数

2.3.3.Landsat8波段合成应用

• 432波段合成真彩色图像，接近地物真实色彩，图像平淡，色调灰暗
• 543波段合成标准假彩色图像，地物色彩鲜明，有利于植被（红色）分类，水体识别
• 564波段合成非标准假彩色图像，红外波段与红色波段合成，水体边界清晰，利于海岸识别；植被有较好显示，但不便于区分具体植被类别
• 765对大气层穿透能力较强，例如图像中红色方框内云的影响明显减少
• 652植被类型丰富，便于植被分类,654便于植被分析

3.Sentinel-2

3.1.Sentinel-2简介

哨兵2号是高分辨率多光谱成像卫星，携带一枚多光谱成像仪(MSI)，用于陆地监测，可提供植被、土壤和水覆盖、内陆水路及海岸区域等图像，还可用于紧急救援服务。分为2A和2B两颗卫星。，“哨兵-2B”卫星与2015年6月发射的“哨兵-2A”卫星为同一组，携带高分辨率多光谱成像装置，主要用于监测土地环境，可提供有关陆地植被生长、土壤覆盖状况、内河和沿海区域环境等信息，不仅对改善农林业种植、预测粮食产量、保证粮食安全具有重要意义，还可用于监测洪水、火山喷发、山体滑坡等自然灾害，为人道主义救援提供帮助。两者同时进入运行状态后，每5天可完成一次对地球赤道地区的完整成像，而对于纬度较高的欧洲地区，这一周期仅需3天。
哨兵-2号卫星携带一枚多光谱成像仪(MSI)，**高度为786km，可覆盖13个光谱波段，幅宽达290千米。地面分辨率分别为10m、20m和60m、一颗卫星的重访周期为10天，两颗互补，重访周期为5天。**从可见光和近红外到短波红外，具有不同的空间分辨率，在光学数据中，哨兵-2号数据是唯一一个在红边范围含有三个波段的数据，这对监测植被健康信息非常有效。

3.2.Sentinel-2传感器波段

哨兵2号（sentinel-2）各个波段的意义说明：

• Band1：海岸/气溶胶波段：用来监测近岸水体和大气中的气溶胶。
• Band2、3、4：可见光波段
• Band5、6、7：红边范围内波段对监测植被健康信息非常有效
• Band8:近红外波段（宽）
• Band8A:近红外波段(窄)
• Band9:水蒸气波段
• Band10、11、12：短波红外波段

3.3.Sentinel-2A产品

• Level-0： 原始数据。
• Level-1A：包含元信息的几何粗校正产品。
• Level-1B：辐射率产品，嵌入经GCP优化的几何模型但未进行相应的几何校正。
• Level-1C：经正射校正和亚像元级几何精校正后的大气表观反射率产品。
  欧空局（ESA）仅发布了哨兵2号（S2）的L1C级多光谱数据（MSI），Sentinel-2 L1C是经过正射校正和几何精校正的大气表观反射率产品，并没有进行大气校正。同时，ESA还对S2 L2A级数据进行了定义，L2A级数据主要包含经过大气校正的大气底层反射率数据（Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance），但这个L2A数据需要用户根据需求自行生产，为此，ESA发布了专门生产L2A级数据的插件Sen2cor。目前，SNAP对Sen2cor的支持并不好，很难在SNAP中直接调用Sen2cor，所以，这里介绍下sen2cor的命令行配置步骤。当然，L2A级数据还包含一些别的产品，如气溶胶厚度（Aerosol Optical Thickness, AOT）、大气水蒸气（Water Vapour Map, WVM）等。
  注：目前国内用户仅能下载Level-1C数据。2A级产品要用户自己进行处理生产。

3.4.Sentinel-2数据下载

欧空局哥白尼数据中心
美国USGS下的EarthExplorer数据下载网站(数据不是很全，建议从哥白尼数据中心下载，但是也可以两者结合使用)

3.5.Sentinel-2数据处理

对1C级产品进行辐射定标和大气校正。主流处理软件为sen2cor
主要参考http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3367669&do=blog&id=1085133一文并附上截图。

批处理

Sen2cor官方下载地址

4.高分系列

部分参考：高分系列(GF1-GF7)卫星介绍

4.1.高分一号（GF1）卫星

4.1.1.概述

高分一号卫星（GF-1）于2013年4月26日成功发射，搭载了两台（2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率）多光谱相机。
GF-1的传感器为多光谱传感器，共有两种类型的相机，分别是：

• “高分相机”-“PMS”，由两台相机组成，PMS1、PMS2；可获取2米的全色黑白图像、8米多光谱彩色图像（蓝、绿、红、近红外4个波段）以及多光谱和全色融合之后的2米真彩色产品。
• “宽幅相机”-“WFV”，由四台相机组成，WFV1、WFV2、WFV3、WFV4；可获取16米多光谱彩色图像（蓝、绿、红、近红外4个波段）；同时成像的幅宽可达800公里左右。

其中全色多光谱相机重访周期为4天，16m多光谱相机重访周期为2天

4.1.2.传感器参数

4.2.高分二号（GF2）卫星

4.2.1.概述

高分二号（GF-2）卫星是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星，搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机，具有亚米级空间分辨率

4.2.2.传感器参数

4.3.高分四号（GF4）卫星

4.3.1.概述

高分四号卫星（GF-4）于2015年12月29日在西昌卫星发射中心成功发射，是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星，搭载了一台可见光50米/中波红外400米分辨率、大于400公里幅宽的凝视相机，采用面阵凝视方式成像，具备可见光、多光谱和红外成像能力

4.3.2.传感器参数

4.4.高分五号（GF5）卫星

高分五号卫星（GF-5）于2018年5月9日成功发射，是世界上第一颗同时对陆地和大气进行综合观测的卫星；
首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪、大气环境红外甚高分辨率探测仪、可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪共6台载荷，可对大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水华、水质、核电厂温排水、陆地植被、秸秆焚烧、城市热岛等多个环境要素进行监测。

4.5.高分七号（GF7）卫星

4.5.1.概述

高分七号卫星（GF-7）于2019年11月3日成功发射，卫星运行于太阳同步轨道，搭载的两线阵立体相机可有效获取20公里幅宽、优于0.8m分辨率的全色立体影像和3.2m分辨率的多光谱影像；通过立体相机和激光测高仪复合测绘的模式，实现1:10000比例尺立体测图。

4.5.2.传感器参数

4.6.数据下载

参考：知乎：遥感RS——高分一号卫星数据

4.6.1.数据查询

自然资源卫星遥感云服务平台
中国资源卫星应用中心
陆地观测卫星数据服务平台

4.6.2.数据下载

2m分辨率的高分一号数据，一般不提供免费下载。
但科研院所与高校可以与官方联系申请数据，一般签署保密协议后可以获得
商业使用需要购买，各地价格不统一，一般来说每一景价格440元（含税）起，可以找代理商。
目前能免费使用的是16m宽幅相机WFV拍摄的影像，申请地址为：http://36.112.130.153:7777/DSSPlatform/index.html。
首先进入官网，找到注册按钮：

填写相关资料数据，等待审核。

如果一周内没有通过账号审核，可以考虑电话或者邮件联系官方：

账号审核通过，登录进入下载界面：

需要注意，下载影像前，一定要选择支持Adobe flash的浏览器，不要使用chrom浏览器。在数据源界面选择高分一号卫星的WFV16m数据，筛选好时间，研究区。

待条件筛选完毕之后，点击查询，等待几秒之后，浏览器会出现相应结果，选择你需要的数据，然后“立即订购”：

进入购物车，会看到你的订购数据
选中相应的数据，将鼠标滚轮移动到购物车最低端，点击生成订单：

然后填写订单名称，点击提交订单：

订购通过后，进入“订单管理”等候下载链接：


数据处理完成之后，会出现ftp下载链接：

复制下载链接，然后下载。推荐使用IDM下载器进行下载：

影像下载完毕之后，解压，即可看到16m分辨率的影像：

4.6.3.数据预处理

如果你下载的是16m分辨率的WFV数据，预处理流程为：

WFV预处理参考视频
如果你下载的是2m/8m分辨率的PMS数据，预处理步骤为:

PMS预处理参考视频