主题：【原创】拜年贴：四十年来家国，三万里地山河 -- 竹片

这是LANDSAT的后续计划

估计几个月内会有数据发布，后面我会有一些介绍。

LANDSAT卫星照片都是由软件生成的。主要有两种，一种是用卫星的3个可见光频谱对应的颜色，生成自然色"Natural Color"。

这比较贴近于大家在地面看到的颜色，不过在科研上用处不大。另一种，则是像河友所说，是伪色(false-colored)，由于用途不同，而产生不同颜色。比较常用的有Tasseled Cap（不知中文翻成什么），用于植被观测，是用红外和可见红波频谱生成。

另外像下面这张图，是用红外,红和绿三个频谱生成，红和深红为燃烧后的地面或明火，绿为植被，蓝色为烟，棕为裸地。

我也不知道。仅从图片上看，有明显的裸露地面生成，但周边较大地区的变化可能仅仅是拍摄时间不同造成的。卫星反映的地面状况必须有地面数据校正才能有比较好的解析，一些变化有可能只是由于大气和云层变化而产生的。这也是为什么中国的卫星照片许多没法使用。

1978年布热津斯基带来一块仅有1克重的月岩作为礼物。国家委托欧阳院士研究，其成果让美国科学界十分佩服。

欧阳院士直到打开国门后才发现欧美同时存在一大批研究天体物理、天体化学的同行。

中国现在的覆盖率和观测水平，相当于美国哪个年代？

要说与MD的差距，无非是器件+通信，老话题了，有些基础性东西不是一下子能赶上的，能用---->好用。好像河里有个叫“驿路梨花”的做这个方面的工作。

不知道是不是这个项目的。

可以专门盯特定区域的导弹发射，但绝大部分的观测卫星都是中低轨道绕地球飞行的，因此看美国小菜一碟，最多是分辨率的高低，象美国的号称能够看到天安门广场的车牌号，中国能否看清车型？另外好像也不一定是光学的，有红外(预警卫星、气象卫星)，有电子侦察等等。

外链出处

大力神火箭准备发射LandSat1

1972年7月23日LandSat1发射。LandSat1上携带了两台遥感仪器：一个由美国无线电公司（RCA）制造的被称为无线电返回光束摄像机（RBV）的摄像系统，和休斯飞机公司（Hughes Aircraft Company) 制造的多光谱扫描仪（MSS）。 起初大家认为RBV会是主要工具，但实际证明MSS数据要更胜一筹。此外，RBV工作中产生的某些电流变化会引起卫星暂时失去对高度的控制。这一问题使得必要关闭RBV仪器以保持卫星的运行，所以最终RBV仅记录了一小部分的图像。MSS最初仅作为这次飞行中备用和实验性的仪器。但是，当人们看到MSS所获得的数据后，它马上变成了主要角色。在1976年美国地质调查局出版的《ERTS-1我们这个星球上的新窗口》一书的前言中，当时美国地质调查局的主任，McKelvey博士，写道：“ERTS空间飞行器是第一次将太空和遥感技术结合以用于清查和管理地球资源”。Landsat1一直工作到1978年1月，比它的设计寿命长了五年之久。Landsat MSS系统获得了超过30万张重复覆盖地球陆地表面的图片。它所获得的信息的质量和影响超出了所有人的预期。需要指出的是，LandSat1是建立在一个气象卫星的平台上，这是为什么它和“雨云（Nimus）”系列气象卫星非常相似。

画家笔下的LandSat2

LandSat2号陆地卫星于1975年1月22日发射，晚于LandSat1 2年半。第二个卫星仍然认为是一个实验项目并由美国航空航天局控制。它携带了和它的前身 LandSat1一样的传感器：RBV和MSS。但这一次角色颠倒了过来。RBV仪器仅被用于工程评估目的，而RBV图像主要用于遥感制图用途。MSS则被用来有系统地收集地球图像。尽管LandSat2卫星的设计寿命为一年，它运行了超过7年并最后在1982年2月由于偏航控制问题被停止使用，于1983年7月27日退役。

洁净室中的Landsat 3

Landsat 3 于1978年3月5日发射。Landsat 3卫星仍然被认为是一个实验项目而由美国航空航天局主持。直到1979年，由于Landsat 系列资源卫星项目的技术和科学上的成功，它被宣布于将作为一项长期运行计划。Landsat的运行责任也由NASA（一家研究和发展机构）转到了美国国家海洋和大气管理局（NOAA），该机构负责经营气象卫星投入使用。

LandSat3卫星使用了和它的前身同样的传感器：RBV和MSS 系统。然而，RBV仪器有一个改进的30米地面分辨率，并使用了两个RCA照相机。这一代的RCA相机仅有一个广泛的光谱带（绿色到近红外0.505 - 0.750米），而不是像它之前的三个独立条带（绿色，红色，红外成像相机）。MSS 系统仍被用来系统的收集地球表面的光谱照片。不同于之前的4个频谱，这一代MSS有了第五个谱段-近红外。但是这一谱段在发射后不久就无法工作。1983年3月LandSat3被设为休眠模式，于9月7日退役。

LandSat1-3设计的主要任务是为了确定卫星平台是否可提供一种能有效用于观察，测量和分析地球的表面状况的装置。任务的重点放在开发一个成功的运行系统，这个系统包括建立一个在外层空间稳定的平台，测试和评估不同的遥感仪器的性能，以及提供将图像从仪器传输到地面的工具。其次强调的是要选择适于观测的光谱的波段以及这些光谱波段的空间特征。当LandSat1开始运行后，NASA将影像免费提供给了世界各地的数百名科学家。这些影像主要来自MSS系统，不仅包括处理后的数字照片，也包括从系统中下载的原始数字数据。这些不同领域的科学家将评价这些图像在研究地球表面变化中是否有效。为了处理这些数据，科学家们需要开发软件用于数据的解析，用数学方法组合两个或多个频段的数据，以及分类统计数据。在这个时期，计算机仍以大型主机为主，而计算机图形鲜为人知。主要的图形输出设备是行式打印机，尽管用于印刷报告还行，但就显示图像而言则很简陋。就在这样的环境背景下，科学家们为研究地球开始寻求更好的光谱波段范围以及更好的空间几何分辨率。

因为我没有用过国内的公开数据。大概7年前看过一些中国巴西资源卫星的图片，效果不好，没有大气和云效果校正，现在希望能好些吧。基本来说，这是个烧钱的东西。卫星上天仅仅是第一步，还有许多地面工作要做。美国很大一批遥感研究人员都靠这个吃饭。什么时候国内能够发布公开的卫星数据供全球使用，就可以达到美国的程度了。希望能在10年左右看到吧。

对地观测国家专项是由哪个单位牵头的？据我所知，国内与遥感有关的单位不少，但许多都是分头进行工作，光中科院就有地理所和遥感所，此外航天部，国土资源部，农业部都有一些机构负责对地观测。美国这边LandSat卫星的制造发射，运行维护是由NASA负责，但数据处理和发布是由NASA和USGS联合进行。

印象中好象，科技部有个遥感中心，应该是民口规划的

RBV相机系统的设计的目的是获得高清晰度的地球照片。三个相机用来同时在三个不同的光谱波段拍照。三台相机非常类似，它们的不同在于透镜组件中使用的光谱过滤器不同。照相机1覆盖可见的可见光蓝色绿色部分的频谱，照相机2为橙红色可见光，照相机3为红色可见光- 近红外线部。它们被分配了1到3的谱段。

在Landsat1和2上使用的RBV相机同时对准同样的地面区域。三个面向地球的相机被安装在一个共同的基板上，基板与空间飞行器分离以保持对准的精确性。当快门关闭时，图像被存储RBV光敏表面上，然后被扫描以产生视频信号输出。RBV的视频数据即能实时传输也可以被记录在磁带上。它们可以提供的照片地面分辨率是80米。

在Landsat3上仅使用了两台RBV相机。这两个相机提供紧邻的两幅图像。每个相机独立运作，可以提供单张或连续覆盖的照片。他们的光谱范围在505至750纳米（可见光黄色到近红外区）。这些变化为测绘地球表面提供更高的地面分辨率（40米）。

多光谱扫描系统（MSS）是一种与地球轨道垂直的线扫描装置。其扫描过程通过一个振动反射镜（an oscillating scan mirror）的扫描完成。在每一个反射镜扫描过程中，每一个光谱带同时有6条扫描线，4个光谱带总共有24条扫描线。卫星在向前运动的同时就可以在沿轨方向进行持续扫描。

第一代的5台Landsats携带的MSS传感器能够探测到地球反射的太阳光的4个光谱波段。MSS的一次扫描照相可以获得沿轨道方向 83米和交叉轨道方向68米的瞬时视场（Instantaneous Field Of View）图像。这也是MSS的图像光学精度。

至于为什么是这样，请先设想一个83米大小的地面面积，再假设卫星高度始终在185公里不变，交叉轨道方向的照相速度为每微秒6.82米。由于每个传感器的取样间隔是9.95 微秒，所以在9.958微秒后，83长和83米宽图像就移动了68米。所以这瞬间被拍摄的照片包括15米的旧信息和68米的新信息。因此，通过使用的有效的IFOV消除了相邻像素之间的重叠区。在交叉轨道方向的MSS检测器的有效IFOV被认为是68米，对应于卫星底点地面面积68米。不过一般Landsat的最终产品是通过重新取样而产生57米或60米的图像。

Landsat 4 于1982年7月16日发射。和以前的Landsats卫星不同的是Landsat 4没有携带RBV仪器，而是一种专题制图仪（Thematic Mapper, 这个词不知国内如何翻译，我只好用直译了，简称TM）。

与多光谱扫描仪（MSS）相比，TM的传感器在光谱分辨率和空间分辨率上都有很大提高。新的卫星可以探测到一个更宽的电磁频谱，从而看到更详细的地面信息。TM仪器有7个光谱波段可以收集蓝色，绿色，红色，近红外线，中红外（2频带）和热红外部分的电磁频谱的数据。可惜的是在发射后一年之内，Landsat 4 相继失去了两块太阳能电池板和两个直接下行数据发射机。所以，Landsat 4 的数据是无法下传的。这一情况直到跟踪和数据中继卫星系统（TDRSS）得到使用后才得以解决：Landsat 4 使用其Ku波段发射机将数据传递到数据中继卫星（TDRSS），然后由TDRSS发送信息到地面站。

1987年，在Landsat 5的TM 的X-波段直接下行路径主要由于行波管放大器（TWTA）电源跳闸异常而被关闭后，Landsat 4开始使用其仍能运行的Ku下行链路通过TDRSS发射所获得的遥感数据。这种情况一直持续到1993年，Landsat 终于失去这最后剩下的遥感数据下传能力。

虽然无法下传遥感数据，Landsat 4仍保持在轨道上用于测试命令和跟踪数据（它通过一个独立的数据路径S波段和地面保持联系），直到它在2001年退役。

虽然Landsat 4的建造和发射是由NASA负责的，但Landsat 4是由NOAA负责操作的第一颗陆地卫星。Landsat4的操作于1984年被NOAA外包给了地球观测卫星公司（EOSAT）。到1998年，所有陆地卫星（Landsat 4,5,7号）业务合同的管理，从NOAA转给了美国地质调查局（USGS）。由私营部门来管理陆地卫星业务这一情况一直持续到2001年中，美国政府收回了业务合同。

国家卫星陆地遥感数据存档（NSLRSDA）中心

尽管卫星运行业务在不同的机构和公司之间转移，美国地质调查局一直负责卫星数据的长期保存。目前所有的长期卫星数据都在其国家卫星陆地遥感数据存档（NSLRSDA）中心保存。

1984年3月1日，NASA美国宇航局发射了Landsat 5卫星。 Landsat 5号的设计和建造不仅与Landsat 4同时进行，而且搭载了同样仪器：多光谱扫描系统（MSS），专题制图仪（TM）仪器。所以说它们可是双胞胎，但Landsat 5号成为了最长寿的地球观测卫星。

黄河三角洲1989年

黄河三角洲1999年，注意这一年黄河被改道了，NASA注明是“中国工程师堵塞了主河道并强制黄河向东北方流去”。伟大的中国工程师！

黄河三角洲2009年

Landsat 5记录的阿拉斯加哥伦比亚冰川的消失情况（左： 1986；右：2011）。这两张图容易引起误解，这些是假色图像，雪和冰用明亮的青绿色标出，而植物是绿色的，云是白色或浅橙色，海洋是深蓝色的。裸露的基岩是棕色的，而冰川表面的岩石是灰色的。 2011年的图像有更多的雪是因为图片拍摄于5月，而在1986年的图像在7月拍摄。更多可以到外链出处去看。

Landsat 5号上的TM仪器在超出其规划设计寿命大约27年后仍在运作。它的数据定期通过美国和澳大利亚地面站下载并进入美国的归档。许多国际地面站也由当地接受下载的数据并归入在美国的存档。

2011年11月，USGS由于一个电子元件的快速降解而停止采集27岁的Landsat 5号的TM图像，此同时再次打开已在1995年8月关闭的MSS仪器以试图获取数据。令人惊讶的是关闭了15年的MSS仪器仍可获取图像。2012年12月，美国地质调查局宣布，Landsat 5号将在2013年初退役。 Landsat 5号的最后的图像采集事件发生的2013年1月6日的MSS仪器。Landsat 5号是运行时间最长的地球观测卫星，它完成了超过15万次的绕地球轨道飞行，并送回超过2.5万张地球表面图片，它创下了吉尼斯世界纪录。