一键解锁Landsat 9地表温度计算!ENVI与ArcGIS Pro全流程详解(无需NASA大气校正)

为什么选择Landsat 9的L2SP数据?

之前:《ArcGIS与ENVI------基于landsat与Modis影像的遥感技术的生态环境质量评价》,基于Landsat前期的产品计算温度反演数据需要一系列复杂的步骤。

现在:

Landsat 8-9的Collection 2 Level-2(L2SP)产品重磅升级!相较于旧版数据,L2SP直接提供地表反射率(SR)和地表温度(ST)产品,无需复杂的大气校正,省时省力!

  • 地表反射率(SR):7个可见光-短波红外波段(30米分辨率),全色波段(15米)未处理。

  • 地表温度(ST):包含热红外波段(B10-B11,100米原始分辨率重采样至30米),直接输出温度值(STB10,单位:开尔文)及大气透射率、发射率等辅助数据。

  • 质量控制(QA):精准标记云、阴影、积雪等干扰区域,助力数据筛选!

推荐学习:
ArcGIS Pro上线!终于和大家见面了······

1 数据获取指南与数据格式命名介绍

  1. USGS EarthExplorer:注册登录后搜索Landsat 9数据,筛选"L2SP"产品。

  2. 地理空间数据云:国内镜像站点,下载速度更快(需注意数据版本是否为C2 L2SP)。

  3. 数据命名示例LC09_L2SP_123045_20230315_20230321_02_T1,其中"ST_B10"为温度波段。

复制代码
根据 Landsat Collection 2 数据命名规则24,该产品标识符 LC09_L2SP_123032_20240331_20240403_02_T1 各字段含义如下:LC09:L:Landsat 卫星;C:传感器组合(OLI/TIRS);09:卫星编号(Landsat 9)。L2SP:处理级别为 Level 2 Science Product,包含地表反射率(SR)和地表温度(ST)产品。123032:123:轨道号(Path);032:行号(Row)。20240331:数据采集日期为 2024年3月31日。20240403:L2 数据处理日期为 2024年4月3日。02:数据集版本为 Collection 2。T1:数据质量等级为 Tier 1(几何校正精度高,适用于定量分析)

2 ENVI全流程:5分钟搞定LST计算

适用版本:ENVI 5.6.2及以上

  1. 打开数据:打开数据源文件ENVI,数据管理器等自动加载温度波段。

  2. 利用Band math计算,转换公式

    复制代码
    (b1 ne 0)*(b1 - 273.15) + (b1 eq 0)*(-999)  
    复制代码
    (解释:将开尔文转换为摄氏度,无效值设为-999)

    如果是低版本比如ENVI5.6,则可以直接拖进STb10,然后根据公式计算:
    *

复制代码
低版本ENVI(如5.6)需调整公式:
(b1 ne 0)*(0.00341802*b1 + 149 - 273.15) + (b1 eq 0)*(-999)

详细解说见下文视频介绍。

3 ArcGIS Pro操作

  1. ArcGIS Pro是可以直接识别Landsat L2SP格式。

  2. 加载数据 :直接导入ST_B10.TIF或者识别的Surface Temperature产品,ArcGIS Pro支持Landsat L2SP格式。

  3. 缩放因子处理

    (注:149为偏移量Offset值,需根据元数据确认)

    • 右键波段属性 → 查看"缩放系数(Scale Factor)",通常为0.00341802。

    • 使用栅格计算器输入:

    复制代码
    ("ST_B10" * 0.00341802) + 149 - 273.15
  4. 无效值过滤:通过"Set Null"工具剔除0值区域。

详细解说见下文视频介绍。

质量控制(QA)的妙用

L2SP的QA波段是隐藏的宝藏!利用ENVI的Bit Mask工具或ArcGIS Pro的"Extract by Attributes"功能,快速剔除云、阴影和冰雪覆盖区域,提升温度反演精度。

  • ENVI示例QA_PIXEL波段中,按位掩码提取"云置信度低"区域。

  • ArcGIS Pro公式"QA_PIXEL" & 0x0003 == 0(筛选无云像元)。

‍‍‍4 视频解说

ENVI与ArcGIS Pro基于Landsat 9 LC09

软件分享如下:

ENVI5.6.2安装教程+软件分享(完美支持Landsat C2L2级产品)

ArcGIS Pro稳定版 3.0.2 破解+安装+软件分享+测试说明

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