Température de surface du niveau 2 de la collection Landsat

Date modified: 14 February 2022

Aperçu du produit

Contexte

Digital Earth Africa (DE Africa) fournit un accès libre et gratuit à une copie des produits Landsat Collection 2 Level-2 au-dessus de l’Afrique. Ces produits sont réalisés et fournis par le United States Geological Survey (USGS).

The Landsat series of Earth Observation satellites, jointly led by USGS and NASA, have been continuously acquiring images of the Earth’s land surface since 1972. DE Africa provides data from Landsat 5, 7, 8, and 9 satellites, including historical observations dating back to late 1980s and regularly updated new acquisitions.

New Level-2 Landsat 7, 8, and 9 data are available after approximately 25, 15, and 3 days, respectively, from acquisition. See Landsat Collection 2 Generation Timeline for details.

USGS Landsat Collection 2 was released early 2021 and offers improved processing, geometric accuracy, and radiometric calibration compared to previous Collection 1 products. The Level-2 products are endorsed by the Committee on Earth Observation Satellites (CEOS) to be Analysis Ready Data (CARD)-compliant. This internationally-recognised certification ensures these products have been processed to a minimum set of requirements and organised into a form that allows immediate analysis with a minimum of additional user effort and interoperability both through time and with other datasets.

La collection USGS Landsat 2 de niveau 2 comprend :

• Réflectance de la surface

• Température de surface

Ce document fournit des spécifications techniques pour le produit Température de surface. Les informations relatives au produit Réflectance de surface se trouvent dans la Spécification de la réflectance de surface de niveau 2 de la collection 2 de Landsat.

La température de surface mesure la température de la surface de la Terre et constitue un paramètre géophysique important dans les études du bilan énergétique global 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 des îlots de chaleur urbains.

A Jupyter Notebook which demonstrates loading and using Landsat surface temperature products in the Sandbox is also available.

Spécifications

Couverture spatiale et temporelle

DE Africa provides Landsat Collection 2 Level-2 from Landsat 5, 7, 8, and 9 as seperate products. Relevant coverage and metadata can be viewed on DE Africa Metadata Exploer:

• Landsat 5 Collection 2 Niveau-2 Température de surface

• Landsat 7 Collection 2 Niveau-2 Température de surface

• Landsat 8 Collection 2 Niveau-2 Température de surface

• Landsat 9 Collection 2 Level-2 Surface Temperature

Tableau 1 : Spécifications du produit Landsat Collection 2 Level-2 Surface Temperature.

Satellite	Landsat 5	Landsat 7	Landsat 8	Landsat 9
Instrument	Scanner multispectral (MSS), Mapper 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 des coordonnées	Mercator transverse universel (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 - aujourd’hui	2021 – present
Ensemble de données parent	Landsat Collection 2 Level-1	Landsat Collection 2 Level-1	Landsat Collection 2 Level-1	Landsat Collection 2 Level-1
Fréquence de mise à jour	NA (archives)	Quotidiennement	Quotidiennement	Quotidiennement

Mesures

Tableau 2 : Mesures de température de surface de niveau 2 de Landsat 5 et Landsat 7.

ID de la bande	Description	Unités	Gamme	Type de données	Pas de données\(^\dagger\)	Conversion\(^\ddagger\)
ST_B6	Bande 6 de température de surface (infrarouge thermique (TIR))	Kelvin	1-65535	uint16	0	0,00341802 * DN + 149,0
ST_TRAD	Rayonnement thermique	Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\)	0-22000	int16	-9999	0,001 * DN
ST_URAD	Radiance Upwell	Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\)	0-28000	int16	-9999	0,001 * DN
ST_DRAD	Rayonnement vers le bas	Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\)	0-28000	int16	-9999	0,001 * DN
ST_ATRAN	Transmittance atmosphérique	Sans unité	0-10000	int16	-9999	0,0001 * DN
ST_EMIS	Emissivité	Sans unité	0-10000	int16	-9999	0,0001 * DN
ST_EMSD	Écart type d’émissivité	Sans unité	0-10000	int16	-9999	0,0001 * DN
ST_CDIST	Distance par rapport au nuage	Kilomètres	0-24000	int16	-9999	0,01 * DN
QA_PIXEL	Qualité des pixels	Index des bits	0-65535	uint16	1	NA
QA_RADSAT	Saturation radiométrique	Index des bits	0-65535	uint16	0	NA
ST_QA	Incertitude de la température de surface	Kelvin	0-32767	int16	-9999	0,01 * DN

\(^\dagger\) Aucune donnée ou valeur de remplissage.

\(^\ddagger\) La mesure physique peut être dérivée du numéro numérique (DN) stocké dans le produit en utilisant l’équation de conversion indiquée.

Vous trouverez de plus amples informations dans le Landsat 4-7 Collection 2 Science Product Guide.

Table 3: Landsat 8 and Landsat 9 Level-2 Surface Temperature measurements

Landsat 8 and Landsat 9 Level-2 science products are generated using a different algorithm and have different output measurements compared to Landsat 5 and Landsat 7.

ID de la bande	Description	Unités	Gamme	Type de données	Pas de données\(^\dagger\)	Conversion\(^\ddagger\)
ST_B10	Bande de température de surface 10 (TIR)	Kelvin	1-65535	uint16	0	0,00341802 * DN + 149,0
ST_TRAD	Rayonnement thermique	Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\)	0-22000	int16	-9999	0,001 * DN
ST_URAD	Radiance Upwell	Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\)	0-28000	int16	-9999	0,001 * DN
ST_DRAD	Rayonnement vers le bas	Wm\(^{-2}\)sr\(^{-1}\)\(\mu\)m\(^{-1}\)	0-28000	int16	-9999	0,001 * DN
ST_ATRAN	Transmittance atmosphérique	Sans unité	0-10000	int16	-9999	0,0001 * DN
ST_EMIS	Emissivité	Sans unité	0-10000	int16	-9999	0,0001 * DN
ST_EMSD	Écart type d’émissivité	Sans unité	0-10000	int16	-9999	0,0001 * DN
ST_CDIST	Distance par rapport au nuage	Kilomètres	0-24000	int16	-9999	0,01 * DN
QA_PIXEL	Qualité des pixels	Index des bits	0-65535	uint16	1	NA
QA_RADSAT	Saturation radiométrique	Index des bits	0-65535	uint16	0	NA
ST_QA	Incertitude de la température de surface	Kelvin	0-32767	int16	-9999	0,01 * DN

\(^\dagger\) Aucune donnée ou valeur de remplissage.

\(^\ddagger\) La mesure physique peut être dérivée du numéro numérique (DN) stocké dans le produit en utilisant l’équation de conversion indiquée.

De plus amples informations peuvent être trouvées dans le Landsat 8 OLI/TIRS Collection 2 Science Product Guide et le Landsat 8-9 OLI/TIRS Collection 2 Level 2 Data Format Control Book.

Bandes d’évaluation de la qualité

Pixel quality assessment (QA_PIXEL) bands are generated by the CFMask algorithm. Different bit definitions are used because the cirrus band is only available on Landsat 8 and 9. This band is relevant to both Surface Reflectance and Surface Temperature products.

Tableau 4 : Indice binaire de l’évaluation de la qualité des pixels (QA_PIXEL).

Bit	Landat 5 et 7	Landsat 8 & 9	Valeurs de description
0	Remplir	Remplir	0 pour les données d’image ; 1 pour les données de remplissage
1	Nuage dilaté	Nuage dilaté	0 pour le nuage n’est pas dilaté ou pas de nuage ; 1 pour la dilatation du nuage
2	Non utilisé	Cirrus	0 pour les cirrus dont la confiance est nulle ; 1 pour les cirrus de 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 des nuages	Ombre des nuages	0 pour une ombre nuageuse dont la confiance n’est pas élevée ; 1 pour une ombre nuageuse dont la confiance est élevée.
5	Neige	Neige	0 pour une couverture neigeuse/glace dont la confiance n’est pas élevée ; 1 pour une couverture neigeuse dont la confiance est élevée
6	Clair	Clair	0 si les bits de nuage ou de nuage dilaté sont activés ; 1 si les bits de nuage et de nuage dilaté ne sont pas activés.
7	Eau	Eau	0 pour la terre ou les nuages ; 1 pour l’eau
8-9	Confiance dans les nuages	Confiance dans les nuages	00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Confiance moyenne ; 11 Confiance élevée
10-11	Confiance dans l’ombre des nuages	Confiance dans l’ombre des nuages	00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Réservé ; 11 Haute confiance
12-13	Confiance en la neige/la glace	Confiance en la neige/la glace	00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Réservé ; 11 Haute confiance
14-15	Non utilisé	Cirrus Confidence	00 pour aucun niveau de confiance défini ; 01 Faible confiance ; 10 Réservé ; 11 Haute confiance

Radiometric saturation quality assessment (QA_RADSAT) bands are different for Landsat 5, 7 and 8/9 because the sensors have different spectral bands. This band is relevant to both Surface Reflectance and Surface Temperature products.

Tableau 5 : Indice binaire de l’évaluation de la qualité de la saturation radiométrique (QA_RADSAT).

Bit	Landsat 5	Landsat 7	Landsat 8 & 9	Valeurs de description
0	Bande 1 (bleu)	Bande 1 (bleu)	Bande 1 (côtière)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
1	Bande 2 (verte)	Bande 2 (verte)	Band 2 (Bleu)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
2	Band 3 (Rouge)	Band 3 (Rouge)	Bande 3 (verte)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
3	Bande 4 (NIR)	Bande 4 (NIR)	Band 4 (Rouge)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
4	Bande 5 (SWIR1)	Bande 5 (SWIR1)	Bande 5 (NIR)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
5	Bande 6 (TIR)	Bande 6L (TIR)†	Bande 6 (SWIR1)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
6	Bande 7 (SWIR2)	Bande 7 (SWIR2)	Bande 7 (SWIR2)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
7	Non utilisé	Non utilisé	Non utilisé	0
8	Non utilisé	Bande 6H (TIR)‡	Bande 9 (Cirrus)	0 pas de saturation ; 1 données saturées
9	Pixel perdu	Pixel perdu	Non utilisé	0 Pixel présent ; 1 détecteur n’a pas de valeur - pas de données
10	Non utilisé	Non utilisé	Non utilisé	0
11	Non utilisé	Non utilisé	Occlusion de terrain	0 aucune occlusion de terrain ; 1 occlusion de terrain
12	Non utilisé	Non utilisé	Non utilisé	0
13	Non utilisé	Non utilisé	Non utilisé	0
14	Non utilisé	Non utilisé	Non utilisé	0
15	Non utilisé	Non utilisé	Non utilisé	0

\(^\dagger\), \(^\ddagger\) Pour les produits Landsat 7, le produit de température de brillance TOA de la bande 6 est généré à partir de la bande 6 High gain (6H) et de la bande 6 Low gain (6L) ETM+ fusionnées ensemble. 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 de la bande 6H (de 240K à 322K), ils seront remplis de pixels de la bande 6L même si ces pixels sont saturés.

Traitement

Landsat Collection 2 Level-2 products are processed by the USGS from Collection 2 Level-1 inputs. Landsat 5, 7, 8, and 9 surface temperature products are generated using the Landsat surface temperature algorithm.

Médias et exemples d’images

**Figure 1 : Composites fausses couleurs Landsat (mettant en évidence la végétation, ligne supérieure) et mesures correspondantes de la température de surface (en Kelvin, ligne inférieure) sur une zone du district de Tripoli, Libye.

Services connexes

• Landsat Collection 2 Level-2 Surface Reflectance

Références

• Site web de la collection de l’USGS niveau 2

• Landsat 8-9 OLI/TIRS Collection 2 Level-2

• Landsat 7 ETM+ Collection 2 Level-2

• Landsat 4-5 TM Collection 2 Level-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 lorsque vous citez, copiez ou réimprimez des données ou des images Landsat de l’USGS.

Remerciements

Produit scientifique de température de surface Landsat Level- 2, gracieuseté de l’U.S. Geological Survey.

Accès aux données

Amazon Web Services S3

Landsat Collection 2 Level-2 est disponible sur AWS S3, sponsorisé par le Public Dataset Program.

Tableau 6 : Détails de l’accès aux données AWS.

Détails sur AWS S3
Seau ARD	arn:aws:s3:::deafrica-landsat
Région	af-south-1

Le seau se trouve dans la région AWS af-south-1 (Cape Town). Des spécifications de région supplémentaires peuvent être appliquées comme suit :

aws s3 ls --region=af-south-1 s3://deafrica-landsat/

Les chemins d’accès aux fichiers suivent le format collection02/niveau-2/standard/<sensor>/<year>/<path>/<row>/<scene_id>/.

Tableau 7 : Convention de chemin d’accès aux fichiers AWS.

Élément de chemin d’accès au fichier	Description	Exemple
capteur	Landsat sensor name, tm, etm or oli-tirs for landsat 5, 7 and 8/9	oli-tirs
année	Année d’observation	2021
chemin	Identifiant de la trajectoire de l’orbite Landsat	172
row	Identité de la ligne d’orbite Landsat	057
scene_id	Identifiant de la scène Landsat	LC08_L2SP_172057_20210101_20210308_02_T1

Services Web de l’OGC (OWS)

This product is available through DE Africa’s OWS.

Tableau 8 : Détails de l’accès aux données OWS.

Détails de l’OWS
Nom	DE Africa Services
URL des services cartographiques Web (WMS)	https://ows.digitalearth.africa/wms?version=1.3.0
URL du service de couverture Web (WCS)	https://ows.digitalearth.africa/wcs?version=2.1.0
Nom de la couche	ls5_st, ls7_st, ls8_st, ls9_st

Les détails de Digital Earth Africa OWS peuvent être trouvés sur https://ows.digitalearth.africa/.

Pour obtenir des instructions sur la manière de se connecter à OWS, consultez ce tutoriel.

Open Data Cube (ODC)

Les produits Landsat Collection 2 Level-2 sont accessibles par l’API ODC de Digital Earth Africa, qui est disponible dans le Digital Earth Africa Sandbox.

ODC product names: ls5_st, ls7_st, ls8_st, ls9_st

Specific bands of data can be called by using either the default names or any of a band’s alternative names, as listed in the table below. ODC Datacube.load commands without specified bands will load all bands.

**Tableau 9 : Noms des bandes de température de surface de niveau 2 de Landsat 5 et Landsat 7 (produit ODC ls5_st et ls7_st).

Nom du groupe	Noms alternatifs	Valeur de remplissage
ST_B6	bande_6, st, température_de_surface	0
ST_TRAD	trad, rayonnement thermique	-9999
ST_URAD	urad, upwell_radiance	-9999
ST_DRAD	drad, downwell_radiance	-9999
ST_ATRAN	atran, transmittance_atmosphérique	-9999
ST_EMIS	emis, émissivité	-9999
ST_EMSD	emsd, emissivity_stddev	-9999
ST_CDIST	cdist, cloud_distance	-9999
QA_PIXEL	pq, qualité_pixel	1
QA_RADSAT	radsat, saturation radiométrique	0
ST_QA	st_qa, qualité_de_la_température_de_surface	-9999

Table 10: Landsat 8 and Landsat 9 Level-2 Surface Temperature (ODC product ls8_st and ls9_st) band names.

Nom du groupe	Noms alternatifs	Valeur de remplissage
ST_B10	bande_10, st, température_de_surface	0
ST_TRAD	trad, rayonnement thermique	-9999
ST_URAD	urad, upwell_radiance	-9999
ST_DRAD	drad, downwell_radiance	-9999
ST_ATRAN	atran, transmittance_atmosphérique	-9999
ST_EMIS	emis, émissivité	-9999
ST_EMSD	emsd, emissivity_stddev	-9999
ST_CDIST	cdist, cloud_distance	-9999
QA_PIXEL	pq, qualité_pixel	1
QA_RADSAT	radsat, saturation radiométrique	0
ST_QA	st_qa, qualité_de_la_température_de_surface	-9999

Les noms des groupes sont sensibles à la casse.

Pour des exemples sur la façon d’utiliser l’API ODC, voir le dépôt DE Africa example notebook.

Informations techniques

Température de surface

Le produit de la température de surface est généré à partir des bandes infrarouges thermiques de niveau 1 de la collection 2 de Landsat, de la réflectance du sommet de l’atmosphère (TOA), de la température de brillance du TOA, des données de la base de données sur l’émissivité globale (GED) de l’Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER), des données de l’indice de végétation par différence normalisée (NDVI) de l’ASTER, et les profils atmosphériques de la hauteur géopotentielle, de l’humidité spécifique et de la température de l’air extraits du modèle Goddard Earth Observing System (GEOS) version 5 Forward Processing Instrument Teams (FP-IT) (pour les acquisitions de 2000 à aujourd’hui) ou Modern Era Retrospective analysis for Research and 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.

Le produit de la 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 spetrale	Longueur d’onde (µm)	Résolution spatiale (m)
Landsat 8/9	Thermal Infrared Sensor (TIRS)/TIRS-2	10	10.60 - 11.19	100
		11	11.50 - 12.51	100
Landsat 7	Cartographie thématique améliorée Plus (ETM+)	6	10.31 - 12.36	60
Landsat 5	Cartographe thématique (TM)	6	10.40 - 12.50	120

Le produit Level-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 de température de surface pertinentes.

Nom	Explication
Température de surface (ST)	La température de la surface de la Terre en Kelvin (K).
Radiance thermique (ST_TRAD)	Les valeurs produites lorsque la réflectance de la bande thermique est convertie en radiance.
Radiance ascendante (ST_URAD)	La quantité de rayonnement électromagnétique réfléchi vers le haut à partir de la surface du sol.
Rayonnement de fond (ST_DRAD)	L’énergie thermique rayonnée sur le sol par tous les objets d’un hémisphère qui l’entoure.
Transmittance atmosphérique (ST_ATRAN)	Le rapport entre le rayonnement transmis et le rayonnement total incident sur le milieu (atmosphère).
Emissivité (ST_EMIS)	Le rapport entre l’énergie rayonnée par la surface d’un matériau et celle rayonnée par un corps noir.
Emissivité_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 par rapport au nuage (ST_CDIST)	La distance, en kilomètres, qui sépare un pixel du 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 Température de surface en utilisant une combinaison de valeurs d’incertitude et de valeurs de distance aux nuages.