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:

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.

Table 4: Pixel quality assessment (QA_PIXEL) bit index.

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.

Table 5: Radiometric saturation quality assessment (QA_RADSAT) bit index.

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

Température de surface Landsat pour la Libye

**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.

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.

Table 9: Landsat 5 and Landsat 7 Level-2 Surface Temperature (ODC product ls5_st and ls7_st) band names.

Nom du groupe

Noms alternatifs

Valeur de remplissage

ST_B6

band_6, st, surface_temperature

0

ST_TRAD

trad, thermal_radiance

-9999

ST_URAD

urad, upwell_radiance

-9999

ST_DRAD

drad, downwell_radiance

-9999

ST_ATRAN

atran, atmospheric_transmittance

-9999

ST_EMIS

emis, émissivité

-9999

ST_EMSD

emsd, emissivity_stddev

-9999

ST_CDIST

cdist, cloud_distance

-9999

QA_PIXEL

pq, pixel_quality

1

QA_RADSAT

radsat, radiometric_saturation

0

ST_QA

st_qa, surface_temperature_quality

-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

band_10, st, surface_temperature

0

ST_TRAD

trad, thermal_radiance

-9999

ST_URAD

urad, upwell_radiance

-9999

ST_DRAD

drad, downwell_radiance

-9999

ST_ATRAN

atran, atmospheric_transmittance

-9999

ST_EMIS

emis, émissivité

-9999

ST_EMSD

emsd, emissivity_stddev

-9999

ST_CDIST

cdist, cloud_distance

-9999

QA_PIXEL

pq, pixel_quality

1

QA_RADSAT

radsat, radiometric_saturation

0

ST_QA

st_qa, surface_temperature_quality

-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).

Thermal radiance (ST_TRAD)

Les valeurs produites lorsque la réflectance de la bande thermique est convertie en radiance.

Upwell radiance (ST_URAD)

La quantité de rayonnement électromagnétique réfléchi vers le haut à partir de la surface du sol.

Downwellradiance (ST_DRAD)

L’énergie thermique rayonnée sur le sol par tous les objets d’un hémisphère qui l’entoure.

Atmospheric transmittance (ST_ATRAN)

Le rapport entre le rayonnement transmis et le rayonnement total incident sur le milieu (atmosphère).

Emissivity (ST_EMIS)

Le rapport entre l’énergie rayonnée par la surface d’un matériau et celle rayonnée par un corps noir.

Emissivity_stdev (ST_EMSD)

The extent of deviation of the emissivity product. This layer is used along with cloud_distance to create the quality assessment product.

Distance to cloud (ST_CDIST)

The distance, in kilometers, that a pixel is from the nearest cloud pixel. This layer is used along with emissivity_stdev to create the quality assessment product.

Surface temperature uncertainty (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.