1. 遥感影像选购基础：了解卫星遥感的基本概念、主要卫星平台及其数据特点
各位同学好，我是老张。今天咱们聊聊遥感影像选购的入门课。说实话，很多新手一上来就问我：「张工，到底该买哪颗卫星的数据？」这个问题看似简单，但背后涉及的东西不少。我做了十几年遥感，踩过不少坑，今天就把这些经验掰开揉碎讲给你听。
1.1 卫星遥感到底是个啥？
说白了，卫星遥感就是让卫星在天上给地球拍照。但跟咱们手机拍照不一样，卫星拍的是多光谱、高光谱甚至雷达信号。你想想看，一颗卫星飞在几百公里高的轨道上，能看清地面上一辆汽车的大小，这本身就是件很神奇的事。
我个人习惯把遥感影像理解成「数字化的地球皮肤」。每一张影像，其实都是地面物体反射或发射的电磁波记录。不同的物体，比如水、植被、建筑，它们反射的电磁波特征不一样，这就是我们做遥感解译的基础。
核心概念速记：
- 空间分辨率：一个像素代表地面多大面积。比如30米分辨率，一个像素就是30×30米。
- 光谱分辨率：能区分多少种颜色（波段）。Landsat有11个波段，Sentinel-2有13个。
- 时间分辨率：多久能 revisit（重访）同一个地方。Landsat是16天，Sentinel-2是5天。
- 辐射分辨率：传感器能区分多少级亮度。12位数据比8位数据细腻得多。
嗯，这里要注意：分辨率不是越高越好。我见过有人花大价钱买0.5米的高分数据，结果做植被覆盖度分析时发现，高分辨率反而带来了大量噪声。选数据，关键是匹配你的应用场景。
1.2 主流卫星平台，你该认识谁？
目前全球用得最多的开源卫星数据，主要来自三个系列：Landsat、Sentinel 和咱们的高分系列。我一个个说。
1.2.1 Landsat 系列：老大哥，稳如狗
Landsat 从1972年就开始飞了，到现在已经50多年。我个人最喜欢它的地方在于——数据一致性极好。你拿1984年的Landsat 5数据和2024年的Landsat 9数据做对比，处理流程几乎一样。
| 参数 | Landsat 8/9 OLI | Landsat 5 TM |
|---|---|---|
| 空间分辨率 | 30米（多光谱）/ 15米（全色） | 30米（多光谱） |
| 波段数 | 11个 | 7个 |
| 重访周期 | 16天 | 16天 |
| 幅宽 | 185公里 | 185公里 |
| 数据获取 | USGS EarthExplorer 免费 | USGS EarthExplorer 免费 |
我在项目中遇到过一件事：做城市热岛效应分析时，Landsat 8的热红外波段（Band 10）是100米分辨率，但通过融合算法可以提升到30米。很多新手直接拿100米数据做分析，结果图一出来全是马赛克。记住：预处理时一定要做重采样。
避坑指南： 我曾经用Landsat 7做时序分析，没注意到2003年之后它的扫描线校正器（SLC）坏了，导致影像有条纹。后来花了三天时间做插值修复。所以，用Landsat 7数据前，一定先检查SLC状态。
1.2.2 Sentinel 系列：欧洲新贵，免费又好用
Sentinel 是欧洲哥白尼计划的卫星，2014年才开始发射。但它的数据质量很高，而且完全免费。我个人觉得，Sentinel-2 是当前做植被监测的最佳选择。
为什么？因为它有3个红边波段（Band 5、6、7），对植被健康状态非常敏感。Landsat 只有1个红边波段。你想想看，做农作物长势监测时，多两个红边波段意味着什么？意味着你能更早发现病虫害。
| 参数 | Sentinel-2A/B MSI | Sentinel-1A/B SAR |
|---|---|---|
| 空间分辨率 | 10米（可见光）/ 20米（红边）/ 60米（大气） | 5米×20米（IW模式） |
| 波段数 | 13个 | C波段（5.405 GHz） |
| 重访周期 | 5天（双星） | 6天（双星） |
| 幅宽 | 290公里 | 250公里 |
| 数据获取 | Copernicus Open Access Hub 免费 | Copernicus Open Access Hub 免费 |
Sentinel-1 是雷达卫星，能穿透云层。我做过一个项目，在云南山区做滑坡监测，那里一年有200多天是阴天。光学卫星根本拍不到，全靠 Sentinel-1 的雷达数据。嗯，这里要注意：雷达数据是复数数据，处理起来比光学数据复杂得多，需要做辐射定标、地形校正、滤波等一系列操作。
1.2.3 高分系列：国产骄傲，细节拉满
咱们的高分系列卫星，从高分一号到高分七号，覆盖了从亚米级到公里级的各种分辨率。我个人最常用的是高分二号（GF-2），0.8米全色+3.2米多光谱，做城市精细分类时非常好用。
| 卫星 | 分辨率 | 主要用途 | 数据获取 |
|---|---|---|---|
| 高分一号（GF-1） | 2米/8米/16米 | 国土资源调查、农业监测 | 中国资源卫星应用中心（需申请） |
| 高分二号（GF-2） | 0.8米/3.2米 | 城市规划、精细分类 | 中国资源卫星应用中心（需申请） |
| 高分六号（GF-6） | 2米/8米/16米 | 农业监测、植被健康 | 中国资源卫星应用中心（需申请） |
| 高分七号（GF-7） | 0.5米/2米 | 立体测图、地形建模 | 中国资源卫星应用中心（需申请） |
高分数据有个特点：它是国产卫星，所以对中国区域的覆盖很好。但获取流程比Landsat和Sentinel麻烦，需要向中国资源卫星应用中心提交申请，审核通过后才能下载。我建议：如果是做学术研究，先试试Landsat和Sentinel；如果是商业项目，需要高分辨率，再考虑高分系列。
重要提醒： 高分数据虽然分辨率高，但幅宽较小（GF-2幅宽45公里），大范围应用时可能需要拼接多景影像。另外，高分数据的辐射定标参数有时会更新，下载数据后一定要检查最新的定标文件。
1.3 怎么选？一张图说清楚
说了这么多，你可能有点晕。到底该选哪个？我画了一张流程图，帮你理清思路。
这张图的核心逻辑很简单：先看你的应用场景。如果是做全国尺度的土地利用分类，Landsat 的30米分辨率完全够用，而且有几十年的历史数据。如果是做某个城市的精细规划，那至少需要2米分辨率，高分二号或WorldView是更好的选择。
1.4 选购前的最后检查清单
在正式下单（或下载）之前，我建议你过一遍这个清单：
- 云量检查：光学影像云量最好低于10%。我见过有人下载了50%云量的数据，结果预处理花了两周，最后能用部分不到30%。
- 时间匹配：你的研究区在那个时间段有没有数据？比如做农作物物候分析，需要整个生长季的影像。
- 坐标系确认：不同卫星的原始坐标系不同。Landsat 是 UTM 投影，Sentinel-2 是 UTM 投影但基准面不同。下载后第一件事就是统一坐标系。
- 数据级别：Landsat 有 Level-1（原始）、Level-2（大气校正后）等。我建议直接下载 Level-2 数据，省去自己做大气校正的麻烦。
- 存储空间：一景 Landsat 8 数据大约 1-2 GB，一景高分二号数据可能到 5-10 GB。做时序分析时，硬盘空间要留够。
我的小习惯： 每次下载数据前，我都会先到 USGS EarthExplorer 或 Copernicus Open Access Hub 上预览一下影像。看看研究区有没有被云覆盖，数据质量怎么样。这一步花不了10分钟，但能避免下载一堆废数据。
好了，关于遥感影像选购的基础知识，今天就聊到这里。记住：没有最好的数据，只有最合适的数据。下一章我们会深入讲数据预处理，到时候见。
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