Sentinel-2 哨兵二號數據下載及處理教程


一 、Sentinel-2 哨兵二號簡介

Sentinel-2 是高分辨率多光譜成像衛星,一顆衛星的重訪周期為10天,兩顆互補,重訪周期為5天。分為2A和2B兩顆衛星。2A於2015年6月23日01:52 UTC以“織女星”運載火箭發射升空。2B於2017年3月07日北京時間9時49分 UTC以“織女星”運載火箭發射升空。兩者同時進入運行狀態后,每5天可完成一次對地球赤道地區的完整成像,而對於緯度較高的地區,這一周期僅需3天。

Sentinel-2 衛星攜帶一枚多光譜儀器(MSI),可覆蓋13個光譜波段,地面分辨率分別有10m、20m和60m:

Sensor

Band number

Band name

Sentinel-2A

Sentinel-2B

Resolution (meters)

Central wavelength (nm)

Bandwidth (nm)

Central wavelength (nm)

Bandwidth (nm)

 

MSI

1

Coastal aerosol

443.9

20

442.3

20

60

MSI

2

Blue

496.6

65

492.1

65

10

MSI

3

Green

560.0

35

559

35

10

MSI

4

Red

664.5

30

665

30

10

MSI

5

Vegetation Red Edge

703.9

15

703.8

15

20

MSI

6

Vegetation Red Edge

740.2

15

739.1

15

20

MSI

7

Vegetation Red Edge

782.5

20

779.7

20

20

MSI

8

NIR

835.1

115

833

115

10

MSI

8b

Narrow NIR

864.8

20

864

20

20

MSI

9

Water vapour

945.0

20

943.2

20

60

MSI

10

SWIR – Cirrus

1373.5

30

1376.9

30

60

MSI

11

SWIR

1613.7

90

1610.4

90

20

MSI

12

SWIR

2202.4

180

2185.7

180

20

Level-1C 是經過正射校正和幾何精校正的大氣表觀反射率產品,並沒有進行大氣校正。

Level-2A 主要包含經過大氣校正的大氣底層反射率數據(Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance),但這個L2A數據需要用戶根據需求自行生產,為此,ESA發布了專門生產L2A級數據的插件Sen2cor。

二、 哨兵數據下載

https://scihub.copernicus.eu/ 官網下載,需要先注冊

(瀏覽器建議選擇用google瀏覽器或火狐瀏覽器)

通過鼠標左鍵和滾輪將區域縮放到感興趣區域(我們以保定區域為例)

繪制感興趣區域, 點擊繪圖工具,在瀏覽器端繪制出感興趣區域

高級搜索:輸入要檢索的時間和傳感器類型,點擊搜索

搜索結果

我們一般選擇雲量較少的影像

點擊,可以對影像進行預覽

下載時間段最好是凌晨4-8點鍾,白天其他時間段下載影像數據非常慢,速度只有50KB/s左右,而且只能同時下載2幅影像,同時下載多幅影像會出錯!),

三、影像預處理

下載后的哨兵2號數據產品級別為Level-1C數據。要轉換成L2A級產品需要用戶自己進行處理生產。(L2A級數據主要包含經過輻射定標和大氣校正的大氣底層反射率數據(Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance))(當然也可以下載L2A級別影像,只不過數量較少)。

1. L1C->L2A

哨兵數據預處理(L1C級產品處理為L2A級)

http://step.esa.int/main/third-party-plugins-2/sen2cor/sen2cor_v2-8/

因為我的電腦是Windows系統,所以選擇 第一個,下載完畢后解壓文件

生成一個 Sen2Cor-02.08.00-win64文件夾

將這個文件夾復制拷貝到 c:User文件夾下面

將下載的哨兵-2影像進行解壓

打開命令行(Win+R)

切換到C:UsersSen2Cor-02.08.00-win64,輸入 L2A_Process.bat --help

如果輸出一下信息,則表明工具可用

在命令行中輸入 L2A_Process.bat ,並將要處理的文件夾拖入命令行中,如下圖所示,回車,進行處理。。。

等進度顯示100%的時候表示運行結束(這個過程預計持續20-30分鍾),文件同一目錄會產生

S2B_MSIL2A的文件夾,即為預處理后的影像(L1C->L2A級別)。

2 哨兵數據格式轉換

哨兵的格式轉換主要通過SNAP軟件進行處理

http://step.esa.int/main/download/

下載后進行安裝

打開以MTD開頭的以.XML結尾的文件

在Product Explorer中可以看到相關數據信息

右鍵 導入的文件—>Open RGB Image Window,

影像分辨率還是非常高的。

接下來進行文件轉換

2.1 ENVI5.1

ENVI5.1無法直接打開Sentinel數據,但大家對ENVI操作會更加熟練,這里補充說明下如何用ENVI5.1打開Sentinel數據,主要就是重采樣並轉換格式。

打開重采樣工具

這里建議以10m重采樣。若以B1波段重采樣的話,結果所有波段都會為60m分辨率,數據質量會下降。而設置為10m或者以B2波段重采樣,結果波段的空間分辨率變為10m,這對於非10m分辨率的波段,雖然分辨率提高了,但實質並無變化。

重采樣后的結果就可以導入ENVI5.1中顯示了,但其存儲方式是一個波段一個文件,在ENVI中融合一下(ENVI中搜索layerstacking工具)就可以得到多波段文件了。

2.2 ENVI5.3

ENVI5.3 可以直接打開哨兵的影像(jp2格式)

打開

里面存儲的為R10M分辨率的波段信息

將JP2格式的波段文件,另存為ENVI支持的.dat文件

通過Layer stacking工具進行合成成新的文件,進行后期數據處理和分析工作.


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