Sentinel-2 哨兵二号数据(Level-1C)下载及预处理教程
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欧空局(ESA)仅发布了哨兵2号(S2)的L1C级多光谱数据(MSI),L1C级数据是经过几何精校正的正射影像,并没有进行辐射定标和大气校正。同时,ESA还对S2 L2A级数据进行了定义,L2A级数据主要包含经过辐射定标和大气校正的据(Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance),但这个L2A数据需要用户根据需求自行生产,为此,ESA发布了专门生产L2A级数据的插件Sen2cor。
Sentinel-2 Bands
Central Wavelength(μm)
Resolution(m)
用途
Band1 - Coastal aerosol
0.443
60
海岸/气溶胶波段,用来监测近岸水体和大气中的气溶胶
Band2 - Blue
0.490
10
可见光波段
Band3 - Green
0.560
10
Band4 - Red
0.665
10
Band5 - Vegetation Red Edge
0.705
20
红光范围内波段对监测植被健康非常有效
Band6 - Vegetation Red Edge
0.740
20
Band7 - Vegetation Red Edge
0.783
20
Band8 - NIR
0.842
10
近红外波段(宽)
Band8A - Vegetation Red Edge
0.865
20
近红外波段(宽)
Band9 - Water vapour
0.945
60
水蒸气波段
Band10 - SWIR - Cirrus
1.375
60
短波红外波段
Band11 - SWIR
1.610
20
Band12 - SWIR
2.190
20
1 哨兵数据的下载 1.1 欧空局官网下载
对于数据offline的情况,offline数据是ESA为了避免消耗太多存储空间而设置的一个动态存储机制。当数据被标记为offline时,点击需要下载的影像时会出现提示错误,因为此时数据并没有被存储在服务器,不能直接下载,需要上传到服务器后才能下载。方法如下:
(1)将符合需求影像的购物车图标,将数据添加到购物车里。影像添加成功后,购物车图标会显示为绿色,此时就表示影像已经被记录到购物车里了,可以在购物车里查看影像。
(2)当影像被添加到购物车里以后,就可以点击下载按钮申请下载影像。此时系统会提示申请已提交(如下图所示),说明系统此时开始往服务器上传数据;有的时候将影像添加到购物车后再点击下载会提示错误,这时候不要紧张,可能是网络通讯造成的,刷新下网页,再重新点击下载按钮,直到出现上图所示的提示信息即表示申请成功。
(3)当影像上传申请完成后,我们可以继续查找下一景我们需要的影像,按照同样的方法将影像上传到服务器。当开始申请影像上传到服务器10~30分钟后,购物车里影像的状态就会变成online,此时就可以下载了。
1.2 USGS网址下载
2 哨兵处理软件下载
我们常见的遥感影像处理软件是ENVI,但是哨兵无法直接用ENVI5.3.1打开,据说ENVI5.4以上版本可以打开,5.4.1以上版本可以进行处理,但是以上版本都没有破解,所以只好通过欧空局提供的软件包先进行哨兵的预处理,然后再使用ENVI或其他遥感软件应用。
2.1下载Sen2cor软件
为了大家方便,三个操作版本的均已下载,提供百度网盘下载地址:
链接:
提取码:21gw
2.2下载SNAP软件
为了大家方便,Windows操作版本的已下载,提供百度网盘下载地址:
链接:
提取码:c3ei
3 哨兵数据产品介绍 3.1 产品名称 S2A_MSIL1C_20210527T030541_N0300_R075_T49SGA_20210527T045633.SAFE
S2A
任务ID(S2A/S2B)
MSI
表示传感器(MutiSpectal instrument)
L1C
表示产品的等级
20210527
指定拍摄图像的时间
N0300
处理基线编号
R075
相对轨道编号(R001-R143)
T49SGA
拼接域编号
SAFE
产品格式(欧洲标准存档格式)
因此,上面文件名的含义是表示Sentinel-2A于2021年5月27日凌晨3:5:41获得的Level-1C产品。它实在相对轨道075期间通过Tile 49SGA获得的,并且用PDGS(The Payload Data Ground Segment,有效载荷数据地面站)处理基线03.00处理。
3.2 产品级别
产品级别
含义
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
主要包含经过过大气校正的大气底层反射率数据
4L1C数据处理为L2A数据过程 4.1 单文件处理 4.1.1使用命令提示符,Win+R,输入cmd(命令提示符)
4.1.2 切换到Sen2cor所在位置,我的在F盘
也可以不用切换,将Sen2cor的存放路径(C:UsersAdministratorAppDataLocalSen2Cor-2.4.0-win64),添加到系统的环境变量中,具体步骤:我的电脑→右击、属性→高级系统设置→选择环境变量→Path→编辑、新建,即可完成添加;这样做的目的,是为了无论在什么目录下运行,Windows系统都可以找到Sen2cor插件。
4.1.3 处理命令,L2A_Process.bat+“下载的L1C的位置”
L2A_Process.bat F:L1C_T50SKG_A030960_20210527T030543S2A_MSIL1C_20210527T030541_N0300_R075_T50SKG_20210527T051545.SAFE
接下来就是大约20分钟的等待。
4.2批量处理
for /D %s in (F:L1CS2A_MSIL1C*) do L2A_process %s
注释:()中填写L1C数据所在地址,注意,这里是S2A数据,当使用S2B数据时后面需要调整S2B_MSIL1C*
同样的需要切换到Sen2Cor-02.08.00-win64位置,然后再进行上面的批处理。
批量处理的结果,生成的L2A文件会和L1C为同一目录下。
5 哨兵影像的输出
在SNAP中输入哨兵的L2A文件,依此选择File-Import-Optical Sensors-Sentinel-2-S2-MSI L2A。然后选择MTD_MSIL2A.xml
右击图层,选择Open RGB Image Window,选择波段
5.1 波段选择输出
Raster-Data Conversion-Band Select,波段一般选择B2(Blue)、B3(Green)、B4(Red)和B8(NIR),这四个波段分辨率均为10m,可以满足分类、提取植被需求。同时,将输出格式选择为ENVI,为之后在ENVI处理做基础。确定输出位置,点击Run。
5.2 数据重采样输出
依次选择Raster-Geometric-Resampling,重采样默认保留所有波段,然而分辨率默认会以B1为准,也就是60m。这里建议选择10m的波段,比如B2,这对分辨率非10m的波段,虽然分辨率提高了,但实质只是重采样为10m,无太大变化。
5.3 ENVI波段融合(Layer Stacking)
无论是波段选择还是重采样输出的波段输出的ENVI格式都是一个一个波段的,加载到ENVI里是单波段灰色的。如果想合成波段,这里需要打在ENVI,在Toolbox选择Raster Management,找到Layer Stacking(波段融合),将想要融合的波段加载进来,选择投影坐标和输出路径,确定。