Température de surface de niveau 2 de la collection Landsat 2
Date de modification : 14 février 2022
Présentation du produit
Aperçu
Digital Earth Africa (DE Africa) offre un accès gratuit et ouvert à une copie des produits « Landsat Collection 2 Level-2 <https://www.usgs.gov/core-science-systems/nli/landsat/landsat-collection-2-level-2-science-products> » sur l’Afrique. Ces produits sont produits et fournis par l’United States Geological Survey (USGS).
La série de satellites d’observation de la Terre « Landsat <https://www.usgs.gov/core-science-systems/nli/landsat> », dirigée conjointement par l’USGS et la NASA, acquiert en continu des images de la surface terrestre depuis 1972. DE Africa fournit des données provenant des satellites Landsat 5, 7, 8 et 9, y compris des observations historiques remontant à la fin des années 1980 et de nouvelles acquisitions régulièrement mises à jour.
Les nouvelles données Landsat 7, 8 et 9 de niveau 2 sont disponibles environ 25, 15 et 3 jours après leur acquisition. Pour plus de détails, consultez la « Chronologie de la génération de la collection Landsat 2 » <https://www.usgs.gov/media/images/landsat-collection-2-generation-timeline>.
La collection USGS Landsat 2 a été lancée début 2021 et offre un traitement, une précision géométrique et un étalonnage radiométrique améliorés par rapport aux produits de la collection 1 précédents. Les produits de niveau 2 sont approuvés par le Comité sur les satellites d’observation de la Terre (CEOS) comme étant conformes à la norme Analysis Ready Data (CARD). Cette certification reconnue à l’échelle internationale garantit que ces produits ont été traités selon un ensemble minimal d’exigences et organisés sous une forme qui permet une analyse immédiate avec un minimum d’effort supplémentaire de l’utilisateur et une interopérabilité à la fois dans le temps et avec d’autres ensembles de données.
La collection USGS Landsat 2 Niveau 2 comprend :
Réflectivité de surface
Température de surface
Ce document fournit les spécifications techniques du produit Température de surface. Les informations relatives au produit Réflectance de surface sont disponibles dans la spécification « Réflectance de surface de niveau 2 de Landsat Collection 2 <https://docs.digitalearthafrica.org/en/latest/data_specs/Landsat_C2_SR_specs.html> ».
La température de surface mesure la température de surface de la Terre et constitue un paramètre géophysique important dans les études de bilan énergétique mondial et la modélisation hydrologique. La température de surface est également utile pour surveiller la santé des cultures et de la végétation, ainsi que les événements de chaleur extrême tels que les catastrophes naturelles (par exemple, les éruptions volcaniques, les incendies de forêt) et les effets d’îlot de chaleur urbain.
Un Jupyter Notebook qui démontre le chargement et l’utilisation des produits de température de surface Landsat dans le Sandbox est également disponible.
Spécifications
Couverture spatiale et temporelle
DE Africa fournit la collection Landsat 2 niveau 2 de Landsat 5, 7, 8 et 9 sous forme de produits distincts. La couverture et les métadonnées pertinentes peuvent être consultées sur DE Africa Metadata Exploer :
Tableau 1 : Spécifications du produit de température de surface de niveau 2 de la collection Landsat 2
Satellite |
Landsat 5 |
Landsat 7 |
Landsat 8 |
Landsat 9 |
|---|---|---|---|---|
Instrument |
Scanner multispectral (MSS), Cartographie thématique (TM) |
Cartographie thématique améliorée (ETM+) |
Imageur terrestre opérationnel (OLI), capteur infrarouge thermique (TIRS) |
OLI-2, TIRS-2 |
Nombre de bandes |
10 |
10 |
10 |
10 |
Taille de la cellule - X (mètres) |
30 |
30 |
30 |
30 |
Taille de la cellule - Y (mètres) |
30 |
30 |
30 |
30 |
Système de référence de coordonnées |
La spectroscopie universelle transverse de Mercator (UTM) |
UTM |
UTM |
UTM |
Résolution temporelle |
Tous les 16 jours |
Tous les 16 jours |
Tous les 16 jours |
Tous les 16 jours |
Plage temporelle |
1984 – 2012 |
1999 – aujourd’hui |
2013 – présent |
2021 – présent |
Ensemble de données parent |
||||
Fréquence de mise à jour |
AN (archives) |
Tous les jours |
Tous les jours |
Tous les jours |
Mesures
Tableau 2 : Mesures de la température de surface de niveau 2 de Landsat 5 et Landsat 7
ID de la bande |
Description |
Unités |
Gamme |
Type de données |
Aucune donnée\(^\dagger\) |
Conversion\(^\ddagger\) |
|---|---|---|---|---|---|---|
ST_B6 |
Bande de température de surface 6 (infrarouge thermique (TIR)) |
Kelvin |
« 1-65535 » |
|
|
0,00341802 * DN + 149,0 |
ST_TRAD |
Rayonnement thermique |
Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\) |
« 0-22000 » |
|
|
0,001 * DN |
ST_URAD |
Rayonnement ascendant |
Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\) |
« 0-28000 » |
|
|
0,001 * DN |
ST_DRAD |
Rayonnement en aval |
Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\) |
« 0-28000 » |
|
|
0,001 * DN |
ST_ATRAN |
Transmission atmosphérique |
Sans unité |
« 0-10000 » |
|
|
0,0001 * DN |
ST_EMIS |
Émissivité |
Sans unité |
« 0-10000 » |
|
|
0,0001 * DN |
ST_EMSD |
Écart type d’émissivité |
Sans unité |
« 0-10000 » |
|
|
0,0001 * DN |
ST_CDIST |
Distance au nuage |
Kilomètres |
« 0-24000 » |
|
|
0,01 * DN |
QA_PIXEL |
Qualité des pixels |
Index des bits |
« 0-65535 » |
|
|
N / A |
QA_RADSAT |
Saturation radiométrique |
Index des bits |
« 0-65535 » |
|
|
N / A |
ST_QA |
Incertitude de la température de surface |
Kelvin |
« 0-32767 » |
|
|
0,01 * DN |
\(^\dagger\) Aucune donnée ni valeur de remplissage.
\(^\ddagger\) La mesure physique peut être dérivée du numéro numérique (DN) stocké dans le produit à l’aide de l’équation de conversion répertoriée.
Vous trouverez plus d’informations dans le « Guide des produits scientifiques Landsat 4-7 Collection 2 <https://www.usgs.gov/media/files/landsat-4-7-collection-2-level-2-science-product-guide> ».
Tableau 3 : Mesures de température de surface de niveau 2 de Landsat 8 et Landsat 9
Les produits scientifiques de niveau 2 de Landsat 8 et Landsat 9 sont générés à l’aide d’un algorithme différent et ont des mesures de sortie différentes de celles de Landsat 5 et Landsat 7.
ID de la bande |
Description |
Unités |
Gamme |
Type de données |
Aucune donnée\(^\dagger\) |
Conversion\(^\ddagger\) |
|---|---|---|---|---|---|---|
ST_B10 |
Bande de température de surface 10 (TIR) |
Kelvin |
« 1-65535 » |
|
|
0,00341802 * DN + 149,0 |
ST_TRAD |
Rayonnement thermique |
Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\) |
« 0-22000 » |
|
|
0,001 * DN |
ST_URAD |
Rayonnement ascendant |
Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\) |
« 0-28000 » |
|
|
0,001 * DN |
ST_DRAD |
Rayonnement en aval |
Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\) |
« 0-28000 » |
|
|
0,001 * DN |
ST_ATRAN |
Transmission atmosphérique |
Sans unité |
« 0-10000 » |
|
|
0,0001 * DN |
ST_EMIS |
Émissivité |
Sans unité |
« 0-10000 » |
|
|
0,0001 * DN |
ST_EMSD |
Écart type d’émissivité |
Sans unité |
« 0-10000 » |
|
|
0,0001 * DN |
ST_CDIST |
Distance au nuage |
Kilomètres |
« 0-24000 » |
|
|
0,01 * DN |
QA_PIXEL |
Qualité des pixels |
Index des bits |
« 0-65535 » |
|
|
N / A |
QA_RADSAT |
Saturation radiométrique |
Index des bits |
« 0-65535 » |
|
|
N / A |
ST_QA |
Incertitude de la température de surface |
Kelvin |
« 0-32767 » |
|
|
0,01 * DN |
\(^\dagger\) Aucune donnée ni valeur de remplissage.
\(^\ddagger\) La mesure physique peut être dérivée du numéro numérique (DN) stocké dans le produit à l’aide de l’équation de conversion répertoriée.
Vous trouverez plus d’informations dans le « Landsat 8 OLI/TIRS Collection 2 Science Product Guide <https://www.usgs.gov/media/files/landsat-8-collection-2-level-2-science-product-guide> » et le « Landsat 8-9 OLI/TIRS Collection 2 Level 2 Data Format Control Book <https://www.usgs.gov/media/files/landsat-8-9-olitirs-collection-2-level-2-data-format-control-book> »
Bandes d’évaluation de la qualité
Les bandes d’évaluation de la qualité des pixels (QA_PIXEL) sont générées par l’algorithme CFMask. Différentes définitions de bits sont utilisées car la bande cirrus n’est disponible que sur Landsat 8 et 9. Cette bande est pertinente pour les produits de réflectance de surface et de température de surface.
Tableau 4 : Indice de bits d’évaluation de la qualité des pixels (QA_PIXEL).
Peu |
Landat 5 et 7 |
Landsat 8 et 9 |
Description Valeurs |
|---|---|---|---|
0 |
Remplir |
Remplir |
0 pour les données d’image ; 1 pour les données de remplissage |
1 |
Nuage dilaté |
Nuage dilaté |
0 pour le nuage non dilaté ou pas de nuage ; 1 pour la dilatation du nuage |
2 |
Inutilisé |
Cirrus |
0 pour les cirrus, la confiance n’est pas ; 1 pour les cirrus à haute confiance |
3 |
Nuage |
Nuage |
0 pour un nuage dont la confiance n’est pas élevée ; 1 pour un nuage dont la confiance est élevée |
4 |
Ombre de nuage |
Ombre de nuage |
0 pour la confiance dans l’ombre des nuages n’est pas élevée ; 1 pour une ombre des nuages de confiance élevée |
5 |
Neige |
Neige |
0 pour la confiance en matière de neige/glace n’est pas élevée ; 1 pour une couverture de neige de confiance élevée |
6 |
Clair |
Clair |
0 si les bits Nuage ou Nuage dilaté sont définis ; 1 si les bits Nuage et Nuage dilaté ne sont pas définis |
7 |
Eau |
Eau |
0 pour la terre ou le nuage ; 1 pour l’eau |
8-9 |
Confiance dans le Cloud |
Confiance dans le Cloud |
00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Confiance moyenne ; 11 Confiance élevée |
10-11 |
Nuage Ombre Confiance |
Nuage Ombre Confiance |
00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Réservé ; 11 Haute confiance |
12-13 |
Confiance en matière de neige et de glace |
Confiance en matière de neige et de glace |
00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Réservé ; 11 Haute confiance |
14-15 |
Inutilisé |
Cirrus Confiance |
00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Réservé ; 11 Haute confiance |
Les bandes d’évaluation de la qualité de la saturation radiométrique (QA_RADSAT) sont différentes pour Landsat 5, 7 et 8/9 car les capteurs ont des bandes spectrales différentes. Cette bande est pertinente pour les produits de réflectance de surface et de température de surface.
Tableau 5 : Indice de bits d’évaluation de la qualité de saturation radiométrique (QA_RADSAT).
Peu |
Landsat 5 |
Landsat 7 |
Landsat 8 et 9 |
Description Valeurs |
|---|---|---|---|---|
0 |
Bande 1 (Bleu) |
Bande 1 (Bleu) |
Bande 1 (côtière) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
1 |
Bande 2 (Vert) |
Bande 2 (Vert) |
Bande 2 (Bleu) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
2 |
Bande 3 (Rouge) |
Bande 3 (Rouge) |
Bande 3 (Vert) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
3 |
Bande 4 (NIR) |
Bande 4 (NIR) |
Bande 4 (Rouge) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
4 |
Bande 5 (SWIR1) |
Bande 5 (SWIR1) |
Bande 5 (NIR) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
5 |
Bande 6 (TIR) |
Bande 6L (TIR)† |
Bande 6 (SWIR1) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
6 |
Bande 7 (SWIR2) |
Bande 7 (SWIR2) |
Bande 7 (SWIR2) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
7 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Inutilisé |
0 |
8 |
Inutilisé |
Bande 6H (TIR)‡ |
Bande 9 (Cirrus) |
0 aucune saturation ; 1 données saturées |
9 |
Pixel perdu |
Pixel perdu |
Inutilisé |
0 Pixel présent ; 1 détecteur n’a pas de valeur - aucune donnée |
10 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Inutilisé |
0 |
11 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Occlusion du terrain |
0 aucune occlusion du terrain ; 1 occlusion du terrain |
12 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Inutilisé |
0 |
13 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Inutilisé |
0 |
14 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Inutilisé |
0 |
15 |
Inutilisé |
Inutilisé |
Inutilisé |
0 |
\(^\dagger\), \(^\ddagger\) Pour les produits Landsat 7, le produit de température de luminosité TOA de la bande 6 est généré à partir de la fusion des bandes 6 à gain élevé (6H) et 6 à gain faible (6L) d’ETM+. La bande 6 fusionnée est composée de pixels qui ne sont pas saturés dans la bande 6H. Lorsque les pixels de la bande 6H sont saturés avec une température de luminosité en dehors de la plage dynamique 6H (de 240 K à 322 K), ils seront remplis de pixels de la bande 6L même si ces pixels sont saturés.
Traitement
Les produits de niveau 2 de la collection Landsat 2 sont traités par l’USGS à partir des entrées de niveau 1 de la collection 2. Les produits de température de surface Landsat 5, 7, 8 et 9 sont générés à l’aide de l’algorithme de température de surface Landsat.
Médias et exemples d’images
Figure 1 : Images composites en fausses couleurs de Landsat (mettant en évidence la végétation, rangée supérieure) et mesures de température de surface correspondantes (en Kelvin, rangée inférieure) sur une zone du district de Tripoli, en Libye.
Services connexes
Références
Site Web de la collection USGS de niveau 2 <https://www.usgs.gov/core-science-systems/nli/landsat/landsat-collection-2>`__
Licence
Il n’existe aucune restriction sur les données Landsat téléchargées depuis l’USGS ; elles peuvent être utilisées ou redistribuées à volonté. L’USGS vous demande d’inclure une « déclaration de la source des données <https://www.usgs.gov/centers/eros/data-citation?qt-science_support_page_related_con=0#qt-science_support_page_related_con> » lors de la citation, de la copie ou de la réimpression de données ou d’images USGS Landsat.
Remerciements
Température de surface Landsat niveau 2 Produit scientifique gracieusement offert par l’U.S. Geological Survey.
Accès aux données
Amazon Web Services S3
La collection Landsat 2 niveau 2 est disponible dans AWS S3, sponsorisée par le programme « Public Dataset Program <https://registry.opendata.aws/deafrica-landsat/> ».
Tableau 6 : Détails de l’accès aux données AWS.
Détails AWS S3 |
|
|---|---|
Seau ARD |
|
Région |
|
Le bucket se trouve dans la région AWS « af-south-1 » (Le Cap). Des spécifications de région supplémentaires peuvent être appliquées comme suit :
aws s3 ls --region=af-sud-1 s3://deafrica-landsat/
Les chemins d’accès aux fichiers suivent le format collection02/level-2/standard/<sensor>/<year>/<path>/<row>/<scene_id>/.
Tableau 7 : Convention de chemin de fichier AWS.
Élément de chemin de fichier |
Description |
Exemple |
|---|---|---|
|
Nom du capteur Landsat, « tm », « etm » ou « oli-tirs » pour Landsat 5, 7 et 8/9 |
|
|
Année d’observation |
« 2021 » |
|
Identifiant du chemin orbital Landsat |
« 172 » |
|
Identifiant de la ligne d’orbite Landsat |
« 057 » |
|
Identification de la scène Landsat |
|
Services Web OGC (OWS)
Ce produit est disponible via OWS de DE Africa.
Tableau 8 : Détails d’accès aux données OWS.
Détails de l’OWS |
|
|---|---|
Nom |
« DE Africa Services » |
URL des services de cartographie Web (WMS) |
|
URL du service de couverture Web (WCS) |
|
Nom de la couche |
|
Les détails de Digital Earth Africa OWS peuvent être trouvés sur https://ows.digitalearth.africa/.
Pour obtenir des instructions sur la façon de se connecter à OWS, consultez « ce tutoriel <../web_services/index.ipynb> ».
Open Data Cube (ODC)
Les produits Landsat Collection 2 Niveau 2 sont accessibles via l’API ODC de Digital Earth Africa, disponible via le « Digital Earth Africa Sandbox <https://sandbox.digitalearth.africa/hub/login> »__.
Noms de produits ODC : ls5_st, ls7_st, ls8_st, ls9_st
Des bandes de données spécifiques peuvent être appelées en utilisant soit les noms par défaut, soit l’un des noms alternatifs d’une bande, comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Les commandes ODC Datacube.load sans bandes spécifiées chargeront toutes les bandes.
Tableau 9 : Noms des bandes de température de surface de niveau 2 de Landsat 5 et Landsat 7 (produits ODC ls5_st et ls7_st).
Nom du groupe |
Noms alternatifs |
Remplir la valeur |
|---|---|---|
ST_B6 |
bande_6, st, température_de_surface |
|
ST_TRAD |
trad, rayonnement thermique |
|
ST_URAD |
urad, rayonnement ascendant |
|
ST_DRAD |
drad, rayonnement du puits |
|
ST_ATRAN |
atran, transmission atmosphérique |
|
ST_EMIS |
emis, émissivité |
|
ST_EMSD |
emsd, émissivité_stddev |
|
ST_CDIST |
cdist, distance_nuage |
|
QA_PIXEL |
pq, qualité_pixel |
|
QA_RADSAT |
radsat, saturation_radiométrique |
|
ST_QA |
st_qa, qualité_de_la_température_de_surface |
|
Tableau 10 : Noms des bandes de température de surface de niveau 2 de Landsat 8 et Landsat 9 (produits ODC ls8_st et ls9_st).
Nom du groupe |
Noms alternatifs |
Remplir la valeur |
|---|---|---|
ST_B10 |
bande_10, st, température_de_surface |
|
ST_TRAD |
trad, rayonnement thermique |
|
ST_URAD |
urad, rayonnement ascendant |
|
ST_DRAD |
drad, rayonnement du puits |
|
ST_ATRAN |
atran, transmission atmosphérique |
|
ST_EMIS |
emis, émissivité |
|
ST_EMSD |
emsd, émissivité_stddev |
|
ST_CDIST |
cdist, distance_nuage |
|
QA_PIXEL |
pq, qualité_pixel |
|
QA_RADSAT |
radsat, saturation_radiométrique |
|
ST_QA |
st_qa, qualité_de_la_température_de_surface |
|
Les noms de groupe sont sensibles à la casse.
Pour des exemples sur la façon d’utiliser l’API ODC, consultez le référentiel de blocs-notes d’exemples DE Africa <https://github.com/digitalearthafrica/deafrica-sandbox-notebooks>`__.
Informations techniques
Température de surface
Le produit de température de surface est généré à partir des bandes infrarouges thermiques de niveau 1 de la collection Landsat 2, de la réflectance du sommet de l’atmosphère (TOA), de la température de brillance du TOA, des données de la base de données d’émissivité mondiale (GED) du radiomètre spatial avancé d’émission et de réflexion thermique (ASTER), des données de l’indice de végétation par différence normalisée (NDVI) d’ASTER et des profils atmosphériques de hauteur géopotentielle, d’humidité spécifique et de température de l’air extraits des équipes d’instruments de traitement direct (FP-IT) du modèle GEOS (Goddard Earth Observing System) version 5 (pour les acquisitions de 2000 à aujourd’hui) ou de l’analyse rétrospective de l’ère moderne pour la recherche et les applications version 2 (MERRA-2) (pour les acquisitions de 1982 à 1999).
Pour plus d’informations et de mises en garde sur le produit, visitez la page Web « Landsat Collection 2 Surface Temperature » <https://www.usgs.gov/core-science-systems/nli/landsat/landsat-collection-2-surface-temperature>.
Le produit de température de surface est fourni avec un échantillonnage spatial de 30 m, cependant, les capteurs thermiques varient en termes de réponse spectrale, de sensibilité et de résolution.
Tableau 11 : Spécifications des capteurs thermiques Landsat.
Satellite |
Capteur |
Bande Spetral |
Longueur d’onde (µm) |
Résolution spatiale (m) |
|---|---|---|---|---|
Landsat 8/9 |
Capteur infrarouge thermique (TIRS)/TIRS-2 |
10 |
10h60 - 11h19 |
100 |
11 |
11h50 - 12h51 |
100 |
||
Landsat 7 |
Carte thématique améliorée Plus (ETM+) |
6 |
10h31 - 12h36 |
60 |
Landsat 5 |
Cartographie thématique (TM) |
6 |
10h40 - 12h50 |
120 |
Le produit de niveau 2 fournit un certain nombre de bandes intermédiaires et de qualité pour la mesure de la température de surface. Ces bandes peuvent aider à interpréter les résultats.
Tableau 12 : Bandes pertinentes pour la température de surface.
Nom |
Explication |
|---|---|
Température de surface (TS) |
La température de la surface de la Terre en Kelvin (K). |
Rayonnement thermique (ST_TRAD) |
Les valeurs produites lorsque la réflectance de la bande thermique est convertie en radiance. |
Rayonnement ascendant (ST_URAD) |
La quantité de rayonnement électromagnétique réfléchie vers le haut depuis la surface du sol. |
Radiance vers le bas (ST_DRAD) |
L’énergie thermique rayonnée sur le sol par tous les objets dans un hémisphère qui l’entoure. |
Transmission atmosphérique (ST_ATRAN) |
Le rapport entre le rayonnement transmis et le rayonnement total incident sur le milieu (atmosphère). |
Émissivité (ST_EMIS) |
Le rapport entre l’énergie rayonnée par la surface d’un matériau et celle rayonnée par un corps noir. |
Émissivité_stdev (ST_EMSD) |
L’étendue de la déviation du produit d’émissivité. Cette couche est utilisée avec cloud_distance pour créer le produit d’évaluation de la qualité. |
Distance au nuage (ST_CDIST) |
Distance, en kilomètres, entre un pixel et le pixel de nuage le plus proche. Cette couche est utilisée avec emissivity_stdev pour créer le produit d’évaluation de la qualité. |
Incertitude de la température de surface (ST_QA) |
Fournit l’incertitude du produit de température de surface en utilisant une combinaison de valeurs d’incertitude et de valeurs de distance par rapport aux nuages. |