Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理

1.数据介绍:

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。

第一颗卫星哨兵2号A2015年6月23日01:52 UTC以“织女星”运载火箭发射升空

6月29日,在轨运行4天的哨兵-2A卫星,传回了第一景数据,幅宽290km,卫星第一次扫描的范围是从瑞典开始,经过中欧和地中海,到阿尔及利亚结束。

第二颗卫星哨兵2号B于2017年3月07日北京时间9时49分 UTC以“织女星”运载火箭发射升空。

欧洲航天局介绍说,“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。

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第1张图片

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第2张图片

产品级别:

    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。

    Level-2A级数据主要包含经过大气校正的大气底层反射率数据

2.数据获取

2.1直接下载:

欧空局哥白尼数据中心

https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home

美国USGS下的EarthExplorer数据下载网站

EarthExplorer

(2)通过下载的1C数据进行处理:

①借助SNAP软件进行处理;②通过Sen2sor插件,用命令行批处理1C数据。

这里介绍python批下载影像数据:

2.2批量下载:

欧空局网站中,将所要下载的数据添加到购物车,下载购物车清单。执行以下python代码。(需安装data_downloader包)

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第3张图片
 

from xml.dom.minidom import parse
from data_downloader import downloader

netrc = downloader.Netrc()
netrc.add('scihub.copernicus.eu','此处输入欧空局账号','此处输入欧空局账号密码',overwrite=True)

# 数据保存目录
folder_out = r'D:\data_20201126'
# 包含url的 products.meta4 文件(购物车数据清单)
url_file = r'D:\data_20201126\products.meta4'

data = parse(url_file).documentElement
urls = [i.childNodes[0].nodeValue for i in data.getElementsByTagName('url')]

downloader.download_datas(urls, folder_out)

3.数据预处理

这里介绍Sen2sor插件批处理方法:

3.1Sen2cor安装

①下载Sen2cor压缩包,解压后将文件放在用户目录例如(C:\Users\AppData\Local),

Sen2cor下载地址: Sen2Cor – STEP

②系统环境变量中添加插件目录。我的电脑-属性-高级系统设置-环境变量-PATH,

新建(C:\Users\AppData\Local\Sen2Cor-02.05.05-win64),目的是运行L2A_Process可以找到路径。

③验证是否安装成果,(C:\Users\AppData\Local\Sen2Cor-02.05.05-win64)目录下目录栏输入cmd,执行命令(L2A_Process --help)

出现下图所示提示则证明安装成功。

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第4张图片

3.2数据批处理

①将需要处理的L1C数据放在同一文件夹内,在Sen2Cor文件路径内启动命令行(也可通过cd命令进入)。

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②输入命令:for /D %s in (G:\Sentinel2_20201110\S2A_MSIL1C*) do L2A_process %s

G:\Sentinel2_20201110 为数据文件路径。

程序将自动运行进行批处理。

注意:

(1)路径中不要有中文;

(2)哨兵2有两颗卫星,A卫星数据名S2A,B卫星数据名S2B,如果有A、B两颗卫星的数据,需要再运行命令(for /D %s in (G:\Sentinel2_20201110\S2B_MSIL1C*) do L2A_process %s

(3)默认会处理60m、20m和10m分辨率的影像。

3.3数据格式转换

由于ENVI无法直接打开哨兵数据,需要对数据进行格式转换。

SNAP软件下载:http://step.esa.int/main/download/

(1)打开SNAP软件重采样工具。

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第6张图片

(2)打开哨兵数据的“MTD_MSIL2A.xml”文件,并修改保存格式位ENVI。

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第7张图片

(3)修改重采样分辨率和重采样方式。

Sentinel-2(哨兵2号)数据下载及预处理_第8张图片

(4)完成数据重采样,并转换为ENVI格式。(转换后的数据以单波段的形式存储,后续可进行融合、裁剪等操作)

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