摘 要：Landsat系列衛(wèi)星傳感器的發(fā)展是從氣象衛(wèi)星傳感器開始的，經(jīng)過(guò)42年的發(fā)展，波段數(shù)量逐漸增加而波段寬度也變窄，輻射分辨率、空間分辨率、時(shí)間分辨率普遍提高。

關(guān)鍵詞：Landsat；傳感器發(fā)展；陸地衛(wèi)星

引言

Landsat衛(wèi)星是全世界第一顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，其獲取的數(shù)百萬(wàn)幅圖像數(shù)據(jù)在地質(zhì)、地圖測(cè)繪等方面得到廣泛應(yīng)用。目前的地球觀測(cè)衛(wèi)星的傳感器都是以Landsat為模板進(jìn)行的設(shè)計(jì)開發(fā)。根據(jù)NASA和USGS公布的資料，文章將總結(jié)歸納美國(guó)陸地衛(wèi)星計(jì)劃傳感器的發(fā)展。

1 陸地衛(wèi)星計(jì)劃簡(jiǎn)介

Landsat計(jì)劃是一項(xiàng)探測(cè)地球資源與環(huán)境的系列地球觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)計(jì)劃。該計(jì)劃主要用于獲取遙感影像數(shù)據(jù)，借以調(diào)查生物資源、礦產(chǎn)資源、海洋資源，監(jiān)察資源的合理使用，觀察并預(yù)測(cè)植物生長(zhǎng)狀況、評(píng)估農(nóng)作物產(chǎn)量，考察和預(yù)報(bào)自然災(zāi)害和環(huán)境污染，進(jìn)行全球變化的相關(guān)研究。

1967年NASA開始制定地球資源技術(shù)衛(wèi)星計(jì)劃ERTS。1972年7月23日成功發(fā)射ERTS1（后更名為L(zhǎng)andsat1），此后的6年里，ERTS1提供了大量數(shù)據(jù)用于地球資源調(diào)查和農(nóng)業(yè)估產(chǎn)研究。1975年，NASA宣布將ERTS計(jì)劃更名為L(zhǎng)andsat計(jì)劃，同年，發(fā)射了landsat2衛(wèi)星。1979年美國(guó)政府將Landsat計(jì)劃移接至美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局NOAA。此后，Landsat4和Landsat5分別于1982年和1984年發(fā)射。1993年10月，Landsat6在發(fā)射過(guò)程中聯(lián)氫燃料箱破裂Landsat6計(jì)劃因而發(fā)射失敗。1999年4月Landsat7發(fā)射成功。

進(jìn)入21世紀(jì)，美國(guó)國(guó)會(huì)決議NASA和USGS聯(lián)合負(fù)責(zé)陸地衛(wèi)星后續(xù)計(jì)劃LDCM即Landsat8衛(wèi)星的研發(fā)、發(fā)射和運(yùn)營(yíng)。2013年2月，美國(guó)從范登堡空軍基地成功發(fā)射了Landsat8陸地衛(wèi)星。日前，Landsat8已經(jīng)成功完成了在軌測(cè)試，每天的遙感數(shù)據(jù)圖像可以通過(guò)USGS網(wǎng)站免費(fèi)下載。

2 傳感器的變化發(fā)展

Landsat衛(wèi)星計(jì)劃源于1960年NASA對(duì)象衛(wèi)星Tiros數(shù)據(jù)的應(yīng)用，Tiros的數(shù)據(jù)不僅用于檢測(cè)云型還用于地球資源調(diào)查。此后NASA開始發(fā)展Nimbus衛(wèi)星，1964年Nimbus 1成功觀測(cè)到了席卷美國(guó)東海岸的Gladys颶風(fēng)。1970年搭載有衛(wèi)星紅外光譜儀SIRS等9個(gè)傳感器Nimbus4衛(wèi)星成功發(fā)射，在Nimbus4技術(shù)平臺(tái)上改造的Landsat-1衛(wèi)星于1972年發(fā)射成功。

2.1 第一代陸地衛(wèi)星

第一代陸地衛(wèi)星包含Landsat1-3。其搭載多光譜掃描儀MSS和反光束導(dǎo)管RBV2個(gè)傳感器。Landsat1-2上的RBV有綠、紅、近紅外3個(gè)波段，MSS有加上短波紅外4個(gè)波段。Landsat3搭載的RBV只有1個(gè)全色波段同時(shí)MSS傳感器增加了熱紅外波段，然而很快熱紅外就失去探測(cè)電磁波的能力。在技術(shù)原因限制下RBV傳回的圖像無(wú)法使用，最終NASA在第二代傳感器設(shè)計(jì)時(shí)停止了對(duì)RBV的繼續(xù)使用。

2.2 第二代陸地衛(wèi)星

第二代陸地衛(wèi)星包含Landsat4-5。在MSS傳感器的基礎(chǔ)上，第二代陸地衛(wèi)星增加了新的傳感器專題制圖儀TM，增加了藍(lán)波段和短波紅外波段用于水文、地質(zhì)等專題要素的提取，同時(shí)波段寬度變窄，以提高對(duì)目標(biāo)光譜檢測(cè)的靈敏度。

2.3 第三代陸地衛(wèi)星

第三代陸地衛(wèi)星包含landsat6-7，只攜帶1個(gè)傳感器。ETM+設(shè)計(jì)時(shí)主要波段設(shè)置在空間分辨率上與TM保持一致，并增加了一個(gè)空間分辨率為15m的全色波段。2003年Landsat7因故障導(dǎo)致每景ETM+影像中出現(xiàn)掃描空隙，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

2.4 陸地衛(wèi)星后續(xù)計(jì)劃

陸地衛(wèi)星后續(xù)計(jì)劃即Landsat8衛(wèi)星。該衛(wèi)星搭載有熱紅外傳感器TIRS和陸地成像儀OLI2個(gè)傳感器。TIRS是單獨(dú)的熱紅外傳感器，它在ETM+的基礎(chǔ)上細(xì)化成2個(gè)熱紅外波段。Landsat8OLI是推掃式傳感器，其上有大量的電荷耦合器CCD，增加圖像的相對(duì)信噪比，提高傳感器的穩(wěn)定性。在波段設(shè)置上，Landsat8新增深藍(lán)波段和卷云波段進(jìn)一步收窄了近紅和全色波段。

參考文獻(xiàn)

[1]NASA.Landsat8.Launch.http：//www.nasa.gov/mission_pages/landsat/launch/index.html.2014/3/10.

[2]USGS. Landsat Missions. http：//landsat.usgs.gov/index.php. 2014/3/10.

[3]姜高珍，韓冰，高應(yīng)波，等.Landsat系列衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)40年回顧及LDCM前瞻[J].遙感學(xué)報(bào)，2013，05：1033-1048.

作者簡(jiǎn)介：劉雨晴（1994，4-），女，漢族，四川省攀枝花人士，西華師范大學(xué)地理科學(xué)專業(yè)2012級(jí)本科。