• Sentinel-2 哨兵二号数据下载及处理教程


    一 、Sentinel-2 哨兵二号简介

    Sentinel-2 是高分辨率多光谱成像卫星,一颗卫星的重访周期为10天,两颗互补,重访周期为5天。分为2A和2B两颗卫星。2A于2015年6月23日01:52 UTC以“织女星”运载火箭发射升空。2B于2017年3月07日北京时间9时49分 UTC以“织女星”运载火箭发射升空。两者同时进入运行状态后,每5天可完成一次对地球赤道地区的完整成像,而对于纬度较高的地区,这一周期仅需3天。

    Sentinel-2 卫星携带一枚多光谱仪器(MSI),可覆盖13个光谱波段,地面分辨率分别有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 是经过正射校正和几何精校正的大气表观反射率产品,并没有进行大气校正。

    Level-2A 主要包含经过大气校正的大气底层反射率数据(Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance),但这个L2A数据需要用户根据需求自行生产,为此,ESA发布了专门生产L2A级数据的插件Sen2cor。

    二、 哨兵数据下载

    https://scihub.copernicus.eu/ 官网下载,需要先注册

    (浏览器建议选择用google浏览器或火狐浏览器)

    通过鼠标左键和滚轮将区域缩放到感兴趣区域(我们以保定区域为例)

    绘制感兴趣区域, 点击绘图工具,在浏览器端绘制出感兴趣区域

    高级搜索:输入要检索的时间和传感器类型,点击搜索

    搜索结果

    我们一般选择云量较少的影像

    点击,可以对影像进行预览

    下载时间段最好是凌晨4-8点钟,白天其他时间段下载影像数据非常慢,速度只有50KB/s左右,而且只能同时下载2幅影像,同时下载多幅影像会出错!),

    三、影像预处理

    下载后的哨兵2号数据产品级别为Level-1C数据。要转换成L2A级产品需要用户自己进行处理生产。(L2A级数据主要包含经过辐射定标和大气校正的大气底层反射率数据(Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance))(当然也可以下载L2A级别影像,只不过数量较少)。

    1. L1C->L2A

    哨兵数据预处理(L1C级产品处理为L2A级)

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

    因为我的电脑是Windows系统,所以选择 第一个,下载完毕后解压文件

    生成一个 Sen2Cor-02.08.00-win64文件夹

    将这个文件夹复制拷贝到 c:User文件夹下面

    将下载的哨兵-2影像进行解压

    打开命令行(Win+R)

    切换到C:UsersSen2Cor-02.08.00-win64,输入 L2A_Process.bat --help

    如果输出一下信息,则表明工具可用

    在命令行中输入 L2A_Process.bat ,并将要处理的文件夹拖入命令行中,如下图所示,回车,进行处理。。。

    等进度显示100%的时候表示运行结束(这个过程预计持续20-30分钟),文件同一目录会产生

    S2B_MSIL2A的文件夹,即为预处理后的影像(L1C->L2A级别)。

    2 哨兵数据格式转换

    哨兵的格式转换主要通过SNAP软件进行处理

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

    下载后进行安装

    打开以MTD开头的以.XML结尾的文件

    在Product Explorer中可以看到相关数据信息

    右键 导入的文件—>Open RGB Image Window,

    影像分辨率还是非常高的。

    接下来进行文件转换

    2.1 ENVI5.1

    ENVI5.1无法直接打开Sentinel数据,但大家对ENVI操作会更加熟练,这里补充说明下如何用ENVI5.1打开Sentinel数据,主要就是重采样并转换格式。

    打开重采样工具

    这里建议以10m重采样。若以B1波段重采样的话,结果所有波段都会为60m分辨率,数据质量会下降。而设置为10m或者以B2波段重采样,结果波段的空间分辨率变为10m,这对于非10m分辨率的波段,虽然分辨率提高了,但实质并无变化。

    重采样后的结果就可以导入ENVI5.1中显示了,但其存储方式是一个波段一个文件,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 可以直接打开哨兵的影像(jp2格式)

    打开

    里面存储的为R10M分辨率的波段信息

    将JP2格式的波段文件,另存为ENVI支持的.dat文件

    通过Layer stacking工具进行合成成新的文件,进行后期数据处理和分析工作.

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