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Landsat卫星的产品数据每经过几年就会有一次改进，主要改进几何校正精度和辐射纠正精度。而且NASA/USGS每次更新产品都会把存档的历史数据重新生产一遍，这点非常的赞。最近一次更新是在2020年推出Landsat Collection 2，之前的产品是Landsat Collection 1。根据USGS公布的消息，从2022年1月1日开始，所有新的Landsat数据将全部采用Landsat Collection 2，之前的存档数据将持续进行重生产，Collection 1 产品将继续可供搜索和下载到2022年12 月 31 日。如下图为在earthexplorer 选择数据时候的选项。由于其他数据下载网站可能会继续提供Landsat Collection 1产品，本文介绍这两种产品。

注：ENVI5.6.2完全支持Collection 1、Collection 2 Level-1、Collection 2 Level-2数据。

图：earthexplorer 选择数据时候的选项

Landsat Collection 1

Collection 1的数据集包括1972年至今所有 Landsat 8 OLI/TIRS、Landsat 7 ETM+、Landsat 4-5 TM 和Landsat 1-5 MSS的Level-1数据产品。

Collection 1的主要是Level-1数据。Level-1的数据均经过几何校正和辐射定标，分为三种几何校正的等级（L1TP、L1GT和L1GS）。

l L1TP处理等级：经过辐射定标和使用地面控制点和数字高程模型（DEM）进行的高精度正射校正；

l L1GT处理等级：经过辐射定标和星历数据与DEM数据进行几何校正；

l L1GS处理等级：经过辐射定标和仅基于星历数据的系统几何校正。

其中，质量最高的为L1TP数据，也是我们目前最常用的。

根据数据的处理水平和数据质量情况，L1级数据又会被分成三种类型的数据：Real-Time (RT)、Tier1(T1)和Tier 2 (T2)，通过文件名很容易识别。

（1）Real-Time (RT)

新获取的Landsat 8 OLI/TIRS 数据在下行链路上进行处理，主要应用于应急的情况，一般可在 12 小时（通常为 4-6 小时）内下载。并在数据获取后的 14 到 16 天内重新处理，得到T1或T2产品。

（2）Tier1(T1)

数据质量最好的Landsat影像被处理为T1，如少云等，主要存在于L1TP处理等级中，几何误差优于12米RMSE。这些数据做过很好的几何校正和辐射定标，适合于多时相数据分析。

（3）Tier 2 (T2)

处理中没有达到 T1标准的Landsat 影像被归为T2，T2和T1的辐射标准相同, 由于缺少轨道信息，大范围云层覆盖等因素造成选择的地面控制点不够，没有达到T1的几何精度标准。它主要包括 L1GT和L1GS处理等级数据。

如下为三种类型数据的命名：

Real-Time: LE07_L1GT_037035_20160314_20160314_01_RT

Tier 1: LE07_L1TP_016039_20040918_20160211_01_T1

Tier 2: LT04_L1GS_017036_19821115_20160315_01_T2

Landsat Collection 2

Collection 2数据集主要包括Level-1和Level-2两种级别的数据。其中Level-2为多光谱经过大气校正的地表反射率图像和地表温度数据。

Collection 2 Level-1产品

相对于Collection 1 Level-1的数据，Collection 2 Level-1数据提高了几何校正和辐射定标的精度。Landsat Collection 2 Level-1 数据命名约定和波段标识符遵循与Landsat Collection 1相同的命名法。Level-1数据以无符号 16 位整数格式作为数字 (DN) 提供，并且可以使用每景元数据文件中提供的辐射比例因子转换为大气表观反射率(TOA)或辐射率，图像文件以Cloud Optimized GeoTIFF (COG)格式提供。

Landsat Collection 2 Level-1几何校正精度有了很大的提高，采用了更高精度的DEM、新的地面控制点版本（GCPs Phase 4）。GCPs Phase 4融合了Landsat 8和欧空局（ESA）发布的哨兵2两者的控制点，提高了几何校正精度。

Landsat Collection 2 Level-1更新了Landsat 8 TIRS 和OLI绝对辐射校准和相对增益。如下图所示，两个图像都缩放到相同的辐射范围。在相对均匀的水体中，辐射条纹水平的降低是显而易见的。

图：TIRS 波段 10 图像样本，在处理到Collection 1（左）时带有辐射条纹，而在Collection 2（右）中减少了条纹。（来源USGS）

Collection 2 Level-2影像

Landsat Collection 2 Level-2提供的是多光谱波段地表反射率和热红外波段地表温度产品，即多光谱数据经过了大气校正处理。采用的大气校正的算法也有所提高，处理Landsat 8影像的算法为Land Surface Reflectance Code (LaSRC，版本1.5.0)，处理Landsat 4-7影像的算法为Landsat Ecosystem Disturbance Adaptive Processing System (LEDAPS，版本 3.4.0)。Landsat 4-8 表面温度产品使用罗彻斯特理工学院和 NASA 喷气推进实验室合作开发的 Landsat 表面温度算法（版本 1.3.0）生成的。

Level-2的多光谱波段地表反射率和热红外波段地表温度产品在T1或T2产品生成后24小时内可生成。如下图为Collection 1大气表观反射率和Collection 2地表反射率的效果。

图：左图：Landsat 8 Collection 2 Level-1大气表观反射率图像中：Landsat 8 Collection 2 Level-2大气校正后表面反射率图像，右图：Landsat 8 Collection 2 Level-2级表面温度图像（来源：USGS）。

Landsat 9于2021年9月正常发射和在轨检验后，将在采集后 4-6 小时内提供 Collection 2 Level-1 T1或T2数据，并在3天内提供 Level-2 表面反射率和表面温度产品。

附：Collection 2 Level-2像元值（pixel value）转化为反射率或者地表温度

SR=DN*0.0000275-0.2

ST=DN*0.00341802+149-273

参考：https://www.usgs.gov/landsat-missions