文章转载自微信公众号Geo地理数据研究所，版权归原作者及刊载媒体所有。2022年7月23日，Landsat --- 一个由美国地质调查局和美国国家航空航天局联合开展的太空地球观测计划项目---标志着半个世纪以来连续记录地球的陆地表面。大地卫星五十年的地球观测档案为世界提供了一个无可比拟的可信赖的经验证据基线，以支持对地球如何变化的共同理解。
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美国内政部长Stewart Udall在1966 年9月的新闻稿中宣布：美国内政部正在启动“EROS项目”（地球资源观测卫星），以通过遥感卫星收集有关地球的宝贵信息。这个极其伟大的项目，后来更名为Landsat。以支持美国国会在1879年成立时为美国地质调查局设定的任务：“对公共土地进行分类，并对于国土领域内的资源进行梳理”。Udall部长的进一步愿景是“为了全体人类的利益而观察地球”，这是对随后在1967年联合国条约中确立的和平利用外层空间概念的参考。Landsat 系列中的第一颗卫星由 NASA 于1972年7月23日。
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Landsat 1（最初是ERTS-1）卫星于1972年发射。机载先进的多光谱扫描仪由弗吉尼亚·诺伍德（Virginia Norwood）在休斯飞机公司（Hughes Aircraft）设计，通常被称为“陆地卫星之母”。
Landsat计划就像接力赛跑者一样，发射了一系列的卫星，进行了长达50年的地球观测。Landsat 2、Landsat 3和Landsat 4分别于1975年、1978年和1982年跟随Landsat 1发射。1984年发射的Landsat 5创造了 "运行时间最长的地球观测卫星 "的官方吉尼斯世界纪录，提供了28年零10个月的高质量全球数据，远远超过其3年的设计寿命。Landsat 6在1993年未能进入轨道。其余的Landsat卫星都成功地完成了发射和数据收集，其中就包括1999年的Landsat 7，2013年的Landsat 8以及2021年9月的Landsat 9。1972-2022 Landsat卫星发射50周年1972年当时世界人口为38亿，在本年底世界人口将达到80亿。通过五个十年的人口增长，Landsat卫星系统地记录了由于农业、采矿、森林病害、野火、地震、火山、潮汐、海岸侵蚀、战争、饥荒、城市化和气候变化而发生的土地变化。通过该项目的设计，Landsat准确监测了所有这些变化，用以造福人类。![]()
大盐湖的Landsat 8图像，于2022年7月3日获得，当时该湖降至可追溯到1847年的历史最低点。
一、Landsat的过人之处 – 三个实例
Landsat数据以无数种方式帮助我们了解地球，从测量南极冰川的速度到监测亚马逊雨林的森林砍伐。科学家、资源管理人员和商人经常使用 Landsat 影像来跟踪水质、冰川衰退、珊瑚礁健康状况、土地利用变化和农业状况。由于Landsat卫星上的复杂传感器可以看到远远超出人类视野的光谱范围，因此它们能够精确地检测在地球表面吸收和反射的光的波长。Landsat卫星能够“看到”大约棒球钻石大小（30米分辨率）的土地上的细节，因此可以在单个农田的规模上评估玉米或小麦等作物的状况。过去 50 年中著名的 Landsat 应用的三个简短示例将有助于概述 Landsat 令人印象深刻的技术能力的广度。其他几十个例子可以在USGS和NASA网站上找到。
西部各州水务委员会成立于1865年，是由来自18个州的各种水管理当局组成的联盟，旨在确保美国西部拥有充足，安全和可持续的水供应。理事会依靠普遍接受的、免费提供的大地卫星数据作为其任务的基础。可信的Landsat数据在全球许多跨机构和国际环境中充当一种“信息货币”。
2.Landsat卫星与全球森林监测
出于多种原因，Landsat计划一直是致力于减少全球森林砍伐和森林退化的多个组织和合作伙伴的重要合作伙伴。首先，如果没有地球观测卫星的帮助，就无法监测大片偏远森林的森林砍伐情况。其次，Landsat卫星数据以多种格式免费提供给批量用户和各个研究人员。第三，Landsat是唯一一个具有足够长记录的地球观测系统，可以设定可以测量长期进展的历史参数。
3.Landsat卫星与1986年切尔诺贝利灾难
配备近红外和热红外传感器的Landsat 5是第一颗确认1986年4月26日在乌克兰普里皮亚季附近爆炸重力的民用卫星。随后，在Landsat揭露和其他来源的公众压力下，苏联官员慢慢开始验证当地的事实。
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30年前，1986年4月26日，切尔诺贝利核电站爆炸，Landsat 5是第一颗在乌克兰普里皮亚季附近苏联农业中心地带确认灾难的民用卫星。
二、开放共享 – 更通用，更有价值
2008年的政策变化促进了以前难以想象的Landsat卫星应用，该政策使全球社会可以免费获得大地卫星数据。自 2008 年以来，不仅个人用户可以免费访问特定的 Landsat 数据和影像，而且开放的公共访问也鼓励了 Amazon、Esri、Google 和 Microsoft 等地理空间和数据处理公司托管整个大型 Landsat 存档，并为数据开发高级访问、检索和可视化应用程序。
这些高度发达的应用程序的一个主题是使用特定地点或更广泛区域的 Landsat 数据时态图层快速比较陆地随时间的变化。近年来，随着云计算的发展，现在可以在数小时而不是数月内处理大量数据。2019 年 USGS 的一项研究估计，Landsat 影像对美国经济的年度价值为 21 亿美元。
开放数据“难以量化但仍然非常真实”价值的一个例子是OpenET，这是由NASA开发的水资源应用程序。OpenET 主要使用Landsat以及其他卫星数据来帮助农民、农村社区和水资源管理人员促进当地驱动的水资源保护。监测蒸散（ET），即通过多种机制从地表和植被流失到大气中的水，是Landsat的专长。了解蒸散量的程度，甚至个别田地的规模，使农民能够更好地计算作物的需水量，提高他们的用水和灌溉效率。
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为亚利桑那州的作物灌溉提供水的运河。
三、向过去致敬
20 世纪 70 年代初首届EROS项目的不朽遗产延续至今的 Landsat 计划。Landsat 在 50 多年来收集的信息是全球环境变化的一个共同的、可信的记录。事实上，在过去半个世纪里，其地球观测已成为几乎所有全球和大陆尺度的土地利用和地表变化分析的不可或缺的基础。尤德尔部长的愿景从根本上重塑了我们看待和理解地球的方式。
随着全球气候变化问题迫在眉睫，Landsat档案为科学家提供了气候变化信息的基本基线 - 这些数据对于帮助我们准备并可能减轻未来的发展至关重要。采取最有效的步骤来改善我们的集体命运将继续需要我们能够收集到的关于这片土地正在发生的变化的最彻底的信息。
四、下一个陆地卫星
展望本世纪末，超越当前的Landsat 8和9卫星到另一个任务，NASA-USGS联合设计团队已经为Landsat Next任务确定了一种负担得起的下一代概念。其计划的规范响应严格记录的系统要求，以满足不断增长的用户需求，以更好地监控，理解并最终预测我们国家的陆地表面，农田，森林，地表水和海岸线的变化。
Landsat Next计划提供更高的空间分辨率和两倍于 Landsat 8和9的光谱成像波段。它将旨在收集高度校准的科学数据，无论商业价值如何，提供一致的全球覆盖范围，并作为其他陆地成像卫星的可信校准参考。该任务将保持与现有大地卫星数据记录的兼容性，并通过新的商业和国际数据伙伴关系加以加强。这些进步将显著提高我们对农业、有害藻华、用水、矿物测绘和火山活动等现象的监测和预测能力。总的来说，这些能力将确保Landsat继续为我们的星球绘制一幅更广泛，不间断和更有见地的肖像，以造福所有人。
Landsat8 传感器介绍
结语
Landsat计划是美国地质调查局和美国宇航局的联合任务，自1972年以来一直为全球景观变化提供持续覆盖。Landsat 独特的长期数据记录为批判性地了解美国和世界各地发生的环境和气候变化奠定了基础。
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