Landsat 8 - Landsat 8

Landsat 8
Landsat деректер үздіксіздігінің миссиясы обсерваториясы test.jpg
Landsat 8 жерді сынау кезінде
Миссия түріҒарыштық суреттер
ОператорНАСА  / USGS
COSPAR идентификаторы2013-008А
SATCAT жоқ.39084
Веб-сайтhttps://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-8/
Миссияның ұзақтығы5 жыл (жоспарланған)
10 жыл (отынмен)
Өткен: 7 жыл, 9 ай, 15 күн
Ғарыш аппараттарының қасиеттері
АвтобусLEOStar-3
ӨндірушіОрбиталық ғылымдар (қарапайым)
Шар аэроғарыш (OLI)
НАСА GSFC (TIRS)
Массаны іске қосыңыз2 623 килограмм (5,783 фунт)
Құрғақ масса1,512 килограмм (3 333 фунт)
Миссияның басталуы
Іске қосу күні11 ақпан 2013, 18:02:00 UTC
ЗымыранАтлас V 401 AV-035
Сайтты іске қосыңызВанденберг, SLC-3E
МердігерБіріккен іске қосу Альянсы
Қызметке кірді30 мамыр 2013
Орбиталық параметрлер
Анықтама жүйесіГеоцентрлік орбита [1]
РежимКүн-синхронды орбита
Биіктік705 км
Бейімділік98.22°
Кезең98,8 минут
Landsat 8 LDCM миссиясы Patch.png 

Landsat 8 болып табылады Американдық Жерді бақылау жерсерік 2013 жылдың 11 ақпанында ұшырылған. Бұл жер серігінің сегізінші серігі Landsat бағдарлама; жетінші - орбитаға сәтті жету. Бастапқыда Landsat деректер үздіксіздігі миссиясы (LDCM), бұл арасындағы ынтымақтастық НАСА және Америка Құрама Штаттарының геологиялық қызметі (USGS). НАСА Goddard ғарыштық ұшу орталығы жылы Гринбелт, Мэриленд, зымыран-тасығышты әзірлеу, жобалау және зымыран-тасығышты сатып алуды қамтамасыз етті, ал USGS жердегі жүйелерді дамытуды қамтамасыз етті және тұрақты миссия операцияларын жүргізеді. Оның камерасы бар Операциялық жер бейнесі (OLI) және термиялық инфрақызыл сенсор (TIRS), олар жер бетінің температурасын зерттеуге және жаһандық жылынуды зерттеуге арналған. [2]

Спутниктің көмегімен жасалған Orbital Sciences Corporation ретінде қызмет етті бас мердігер миссия үшін.[3] Ғарыш аппараттарының құрылғылары Ball Aerospace & Technologies және NASA Goddard ғарыштық ұшу орталығы (GSFC),[4] және оны іске қосу туралы келісім жасалды Біріккен іске қосу Альянсы.[5] Орбитадағы алғашқы 108 күн ішінде LDCM NASA арқылы тексеруден өтті және 2013 жылдың 30 мамырында LDCM ресми түрде Landsat 8 болып өзгертілген кезде операциялар NASA-дан USGS-ге ауыстырылды.[6]

Миссияға шолу

НАСА-ның Жерді бақылау флоты (оның ішінде Landsat 8).

Бірге Landsat 5 2013 жылдың басында зейнетке шығып, Landsat 7-ді Landsat бағдарламасының жалғыз жерсеріктік спутнигі ретінде қалдырып, Landsat 8 екі сенсорлы пайдалы жүктемені қолдана отырып, Landsat деректерін алуды және қол жетімділігін қамтамасыз етеді. Операциялық жер бейнесі (OLI) және термиялық инфрақызыл сенсор (TIRS). Тиісінше, бұл екі аспап тоғыз қысқа толқынды және екі ұзын толқынды термиялық диапазон үшін кескін деректерін жинайды. Жер серігі 5 жылдық миссияның жобалану мерзімімен жасалды, бірақ он жылдық операцияларды қамтамасыз ету үшін жеткілікті отынмен ұшырылды.

Landsat 8 үш негізгі миссия мен ғылыми мақсаттардан тұрады:

  • Ғаламдық құрлықты маусымдық қамтуды 5 жылдан кем емес мерзімге көрсететін мультиспектрлік кескін деректерін жинау және мұрағаттау (кеңістіктегі 30 метрлік рұқсат).
  • Landsat 8 деректері геометрияны алу, калибрлеу, қамту сипаттамалары, спектрлік сипаттамалары, шығарылатын өнімнің сапасы және деректердің қол жетімділігі тұрғысынан Landsat миссияларының мәліметтерімен жеткілікті түрде сәйкес келетіндігіне көз жеткізіңіз, бұл уақыт өткен сайын жер үсті мен жерді пайдаланудың өзгеруін зерттеуге мүмкіндік береді.
  • Пайдаланушыға ешқандай шығынсыз Landsat 8 деректерін көпшілікке дискриминациясыз таратыңыз.[7]

Техникалық мәліметтер

Суретте - бұл суармалы дақылдар мен Каховтың жерсеріктік кескіні суару каналы. Оны 2015 жылдың 7 тамызында Landsat 8 (OLI) басып алды. Кескін шынайы түсті композиция түрінде жасалған, мұнда R - қызыл диапазон (0,64 - 0,67 мкм), G - жасыл диапазон (0,53 - 0,59 мкм) және B - көк диапазон (0,45 - 0,51 мкм). Бұл жолақ комбинациясы дақылдарды бақылауға жарайды. Сипаттамаларды ерекше атап өту үшін кескін панхроматикалық жолақпен айқындалған. Қарама-қарсылықтың бейсызықтық бейімделу процедурасы да қолданылды.
Landsat 8.-тен алғашқы сурет. Ауданы сол Форт Коллинз, Колорадо, АҚШ және кескін 2 (көк), 3 (жасыл) және 4 (қызыл) спектрлік жолақтарын пайдаланып, Operative Land Imager (OLI) спектрін қолдана отырып, табиғи түсте көрсетілген.
Landsat 8-ден алынған алғашқы сурет. Бұл аймақ АҚШ-тың Колорадо штатындағы Форт-Коллинз және кескін 3 (жасыл), 5 (инфрақызылға жақын) және 7 (қысқа толқынды инфрақызыл 2) спектрлік диапазоннан алынған (OLI). сәйкесінше көк, жасыл және қызыл.

Жердің беткі қабаты мен полярлық аймақтарының 15 метрден 100 метрге дейінгі орташа ажыратымдылықтағы кескіндерін ұсына отырып, Landsat 8 жұмыс істейді көрінетін, жақын инфрақызыл, қысқа толқынды инфрақызыл, және жылу инфрақызыл спектрлер. Landsat 8 күніне 700-ден астам көріністі түсіреді, бұл күніне 250 көріністен артты Landsat 7. OLI және TIRS датчиктері шудың сигнализациясының жақсарғанын (SNR) радиометриялық өнімділікті көреді, бұл мәліметтердің 12 биттік кванттауына мүмкіндік береді, бұл жер бетін жақсылап сипаттауға мүмкіндік береді.

Landsat 8 стандартты өнімдерінің жоспарланған параметрлері:[8]

  • Өнім түрі: 1Т деңгейі (жер бедері түзетілді )
  • Шығу форматы: GeoTIFF
  • Пиксел өлшемі: 15 метр / 30 метр / 100 метр (панхроматикалық / мультиспектральды / термиялық)
  • Картаның проекциясы: UTM (Антарктида үшін полярлық стереографиялық)
  • Деректер: WGS 84
  • Бағыт: солтүстікке қарай (карта)
  • Қайта іріктеу: Кубтық конволюция
  • Дәлдігі:
    • OLI: 12 метрлік қателік, 90% сенімділік
    • TIRS: 41 метрлік дөңгелек қателік, 90% сенімділік

Ғарыш кемесі

Landsat 8 ғарыш кемесін құрастырған Orbital Sciences Corporation, NASA келісімшартына сәйкес және Orbital стандартын қолданады LEOStar-3 спутниктік автобус. Orbital компаниясы Landsat 8 ғарыштық аппараттарының дизайны мен өндірісіне, тапсырыс берушілермен жабдықталған пайдалы жүктеме құралдарының интеграциясына және қоршаған орта мен EMI / EMC-ті қоса, толық обсерваториялық сынақтарға жауап берді.[9] Ғарыш аппараты OLI және TIRS үшін қуат, орбита және қатынасты бақылау, байланыс және деректерді сақтауды қамтамасыз етеді.

Қозғалтқыш модулінен басқа барлық компоненттер бастапқы құрылымның сыртқы жағына орнатылған. Орналастырылатын бір күн массиві ғарыш аппараттарының компоненттері үшін қуат шығарады және ғарыш аппараттарының 125-ін зарядтайды ампер сағ никель-сутегі (Ni-H2) батарея. 3.14 терабиттік қатты күйдегі деректерді тіркеуші ғарыш кемесінде және an X-диапазон антенна OLI және TIRS деректерін нақты уақыт режимінде немесе деректер жазғыштан ойнатады. OLI және TIRS ғарыш кемесінің алдыңғы жағындағы оптикалық орындыққа орнатылған.[10]

Датчиктер

Операциялық жер бейнесі

Жер кескінін жобалау операциясы

Landsat 8's Операциялық жер бейнесі (OLI) өткен Landsat датчиктерін жақсартады және NASA келісімшартына сәйкес салынды Ball Aerospace & Technologies. OLI NASA экспериментінде қондырылған Advanced Land Imager датчигі көрсеткен технологиялық әдісті қолданады Жерді бақылау-1 (EO-1) жерсерік. OLI құралы а бөлме сенсоры орнына тазартқыш датчиктер бұрынғы Landsat жер серіктерінде қолданылған. Артқы бөлмелік сенсор Landsat 8 фокустық жазықтығы бойымен бейнелеу детекторының массивтерін туралауға мүмкіндік береді, бұл бүкіл көріністі, 185 км (115 миль) кросс-трек көрінісі бойынша, қарауға мүмкіндік береді. Бір спектралды диапазонда 7000 детекторы бар, баспа бөлмесінің дизайны сезімталдықтың жоғарылауына, қозғалмалы бөлшектердің аз болуына және жер бетіндегі ақпараттың жақсаруына әкеледі.

OLI тоғыз спектрлік диапазоннан мәліметтер жинайды. Тоғыз жолақтың жетеуі сәйкес келеді Тақырыптық карта (TM) және жақсартылған тақырыптық Mapper Plus (ETM +) датчиктері Landsat тарихи деректерімен үйлесімділікті қамтамасыз ететін, сонымен қатар өлшеу мүмкіндіктерін жақсартатын Landsat спутниктерінде табылған. Ғалымдарға судың сапасын өлшеуге және жоғары, жіңішке судың анықталуын жақсартуға мүмкіндік беретін екі жаңа спектралды диапазон, терең көк жағалық / аэрозольдік жолақ және қысқа толқынды инфрақызыл цирус жолағы жиналады. бұлттар.

OLI спектрлік жолақтары [11][дәйексөз қажет ]
Spectral BandТолқын ұзындығыАжыратымдылықКүн сәулесі
1-топ - жағалау / аэрозоль0,433 - 0,453 мкм30 м2031 Вт / (м2мкм)
2-жолақ - көк0,450 - 0,515 мкм30 м1925 Вт / (м2мкм)
3-топ - жасыл0,525 - 0,600 мкм30 м1826 Вт / (м2мкм)
4-жолақ - қызыл0,630 - 0,680 мкм30 м1574 Вт / (м2мкм)
5-жолақ - инфрақызылға жақын0,845 - 0,885 мкм30 м955 Вт / (м2мкм)
6-жолақ - қысқа толқын ұзындығы инфрақызыл1,560 - 1,660 мкм30 м242 Вт / (м2мкм)
7-жолақ - қысқа толқын ұзындығы инфрақызыл2.100 - 2.300 мкм30 м82,5 Вт / (м2мкм)
8-жолақ - Панхроматикалық0,500 - 0,680 мкм15 м1739 Вт / (м2мкм)
9-топ - Циррус1.360 - 1.390 мкм30 м361 Вт / м2мкм)

Термиялық инфрақызыл сенсор

Жылу инфрақызыл датчиктің дизайны

NASA салған термиялық инфрақызыл сенсор (TIRS) Goddard ғарыштық ұшу орталығы, жылу бейнесін жүргізеді және сияқты жаңадан пайда болатын қосымшаларды қолдайды буландыру суды басқаруға арналған тарифтік өлшемдер. TIRS фокустық жазықтығы қолданылады галлий арсениди (GaAs) Кванттық инфрақызыл фотодетектор инфрақызыл сәулеленуді анықтауға арналған массивтер (QWIP ретінде белгілі) - бұл Landsat бағдарламасы үшін бірінші. TIRS деректері OLI мәліметтеріне радиометриялық, геометриялық және рельефтік түзетілген 12 биттік Landsat 8 өнімін жасау үшін тіркеледі.[8] OLI сияқты, TIRS көлбеу ені 185 км болатын втулка сенсорының дизайнын қолданады. Толқын ұзындығының екі инфрақызыл диапазонының деректері TIRS көмегімен жиналады. Бұл Landsat 7-нің бірыңғай термалды инфрақызыл диапазонымен деректердің үздіксіздігін қамтамасыз етеді және секунд қосады.

TIRS Landsat 8 спутнигіне кеш қосылатындықтан, датчиктің дамуын тездету үшін оның өмірлік қажеттілігі жеңілдетілді. Осылайша, TIRS тек үш жылдық жобалау мерзіміне ие.

TIRS Спектрлік жолақтар [11]
Spectral BandТолқын ұзындығыАжыратымдылық
10-жолақ - ұзын толқынды инфрақызыл10.30 - 11.30 мкм100 м
11-жолақ - ұзын толқынды инфрақызыл11.50 - 12.50 мкм100 м

Жер жүйесі

Landsat 8 жердегі жүйесі екі негізгі функцияны орындайды: жерсерікті басқару және басқару және спутниктен жіберілген миссияның мәліметтерін басқару. Спутниктік басқару және басқаруды Миссияны басқару орталығы мекен-жайы бойынша қамтамасыз етеді Goddard ғарыштық ұшу орталығы (NASA). Командалар жіберіледі Миссияның операциялық орталығы жерсеріктік желі элементі (GNE) арқылы. Жер серігінен алынған миссияның деректері қабылдау станциясымен байланыстырылған Су Фоллс, Оңтүстік Дакота, Гилмор Крик, Арканзас, және Шпицберген, Норвегия. Сол жерден мәліметтер GNE арқылы USGS Жер ресурстарын бақылау және ғылым орталығы (EROS) Сиу Фоллс, ол деректерді өңдеу және архивтік жүйеге енеді.[12]

Тарих

Landsat 8 бастапқы жоспарлары NASA-ға Landsat 8 сипаттамаларына сәйкес деректерді коммерциялық және басқарылатын спутниктік жүйеден сатып алуды талап етті; дегенмен, өнеркәсіптен келіп түскен ұсыныстарды бағалағаннан кейін, NASA 2003 жылдың қыркүйегінде ұсыныстарға сұранысты болдырмады. 2004 жылдың тамызында Меморандум ақ үй Ғылым және технологиялар саясаты басқармасы (OSTP) Федералды агенттіктерге Landsat типті датчиктерді орналастыруға бағыт берді Ұлттық полярлық орбитадағы оперативті экологиялық спутниктік жүйе (NPOESS) платформасы. Осы тапсырманың техникалық күрделілігін бағалағаннан кейін, стратегия түзетілді және 2005 жылдың 23 желтоқсанында OSTP NASA-ны Landsat 8-ді «ұшқыш» деп аталатын құралды алып жүретін еркін ұшатын ғарыш кемесі түрінде жүзеге асыруға бағыттайтын меморандум шығарды. Операциялық жер бейнесі (OLI). 2009 жылдың желтоқсанында миссияның жүктемесіне жылу инфрақызыл датчигін (TIRS) қосу туралы шешім қабылданды.[8]

Іске қосу

Landsat 8 Atlas V төбесінде ұшырылады.

Спутник ғарышқа ұшырылды Атлас 401 зымыран тасығышы кеңейтілген жүктеме жәрмеңкесімен.[13] Іске қосу 2013 жылдың 11 ақпанында UTC сағат 18: 02: 00-де басталды Ванденберг ғарышты ұшыру кешені 3 (SLC-3E) сағ Ванденберг әуе базасы.[14] Жетпіс сегіз минут отыз секундтан кейін ғарыш кемесі Atlas V жоғарғы сатысынан бөлініп, ұшырылымды сәтті аяқтады.[15]

Ғарыш кемесінен алғашқы суреттер 2013 жылдың 18 наурызында жиналды.[16] Landsat 8 қосылады Landsat 7 орбитада, жер бетін ұлғайтуды қамтамасыз етеді.

TIRS-тің орбита проблемалары туралы

2014 жылғы 19 желтоқсанда жер диспетчерлері Scene Select Mirror (SSM) кодтаушы электроникасымен байланысты аномальды ток деңгейін анықтады. SSM электроникасы құралды надирмен көрсетіп өшірілді және TIRS деректері алынды, бірақ өңделмеді. 2015 жылғы 3 наурызда операторлар AIR кодер электроникасына қатысты мәселені шешу үшін TIRS-ді B-ден электроникаға ауыстырды. TIRS қалыпты жұмысын 2015 жылғы 4 наурызда қалпына келтірді, ал қара денені және терең ғарышты калибрлеу бойынша деректерді жинау 2015 жылғы 7 наурызда қайта жанданды.[17] 2015 жылдың 3 қарашасында TIRS Scene Select Mirror (SSM) орналасқан жерін дәл өлшеу қабілеті бұзылып, кодер өшірілді.[18] 2016 жылдың сәуірінде қуатталған өшіргіштің орнын толтыру алгоритмі жасалды және деректер туралы есеп беру қайта басталды.[19] Осы мәселелерден басқа, TIRS жарық сәулесінің аномалиясымен іске қосылды, ол есепті температураны 10-жолақта 4 ° C-қа дейін және 11-жолақта 8 ° C-қа дейін жоғарылатады. Ақырында, ауытқулардың пайда болуы Төрт линзалы сынғыш TIRS телескопының үшінші линзасының үстінде және TIRS фокустық жазықтығына орнатылған металл қорытпасын тіреу сақинасынан секіретін өріс шағылыстары.[20] 2017 жылдың қаңтарында адасқан жарық шамасын бағалау және оны деректерден алып тастау, қателігін шамамен 1 Кельвинге дейін азайту алгоритмі жасалды.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Landsat 8 Orbit». Жоғарыдағы аспан. 28 мамыр 2016. Алынған 28 мамыр 2016.
  2. ^ Li et al (2021) Қашықтан зондтау, жылу аралдарының әсері және зияткерлік жүйелердегі AutoML аванстық жетістіктері арқылы тұрғын үй бағасын болжау және есептеу кітаптары, 1213 том, 113-118 бет, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-51328-3_17
  3. ^ «Ақпараттық парақ - LDCM жер кескінін жинауға арналған жер серігі» (PDF). Orbital Sciences Corporation. Алынған 12 ақпан 2013.
  4. ^ «LDCM ғарыш кемесі». НАСА. Алынған 12 ақпан 2013. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  5. ^ «Біріккен Іске қосу Альянсы NASA екінші жүктемесін 12 күнде сәтті іске қосты». Біріккен іске қосу Альянсы. 11 ақпан 2013. мұрағатталған түпнұсқа 2013 жылдың 7 желтоқсанында. Алынған 12 ақпан 2013.
  6. ^ «Landsat 8 жер серігі көре бастайды». НАСА. 30 мамыр 2013. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  7. ^ АҚШ-тың геологиялық қызметі (шілде 2012). «Landsat деректерін үздіксіздік миссиясы» (PDF). Rolla Publishing қызмет көрсету орталығы. Алынған 12 ақпан 2013.
  8. ^ а б c АҚШ-тың геологиялық қызметі. «LDCM тарихы» (PDF). Алынған 12 ақпан 2013. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  9. ^ Orbital Sciences Corporation. «LDCM ақпараттары» (PDF). Алынған 12 ақпан 2013.
  10. ^ НАСА. «LDCM пресс жинағы» (PDF). Алынған 12 ақпан 2013. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  11. ^ а б НАСА. «Landsat деректерінің үздіксіздігі туралы миссиясының брошюрасы» (PDF). Алынған 12 ақпан 2013. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  12. ^ «Landsat 8 жер жүйесі». Landsat Science. Алынған: 3 қаңтар 2017 ж. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  13. ^ Кребс, Гюнтер. «Атлас-5 (401)». Gunter's Space беті. Алынған 12 ақпан 2013.
  14. ^ Рэй, Джастин (11 ақпан 2013). «Atlas 5 зымыран ұшыру Ландсат мұрасын жалғастыруда». Қазір ғарышқа ұшу. Алынған 12 ақпан 2013.
  15. ^ «Атластың іске қосылуы туралы есеп - Миссияның мәртебесі орталығы». Қазір ғарышқа ұшу. Алынған 12 ақпан 2013.
  16. ^ «LDCM-дің алғашқы көрінісіне мұқият қарау». НАСА. 21 наурыз 2013 жыл. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  17. ^ «6 наурыз 2015 жыл - Landsat 8 TIRS сенсоры номиналды операцияларды жалғастырады». Архивтелген түпнұсқа 25 шілде 2018 ж. Алынған 25 шілде 2018. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  18. ^ «3 қараша 2015 ж. - TIRS Scene Select Mirror Encoder Current Anomaly». Архивтелген түпнұсқа 25 шілде 2018 ж. Алынған 25 шілде 2018. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  19. ^ «2016 жылғы 12 сәуір - алдағы Landsat 8 TIRS ақпаратты қайта өңдеу». Архивтелген түпнұсқа 25 шілде 2018 ж. Алынған 25 шілде 2018. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.
  20. ^ «Landsat 8 термиялық жарық алгоритмі». Архивтелген түпнұсқа 25 шілде 2018 ж. Алынған 25 шілде 2018. Бұл мақалада осы дереккөздегі мәтін енгізілген қоғамдық домен.

Джабвала, М .; Чой, К .; Вачинский, А .; Ла, А .; Сундарам М .; Костард, Е .; Джабвала, С .; Кан, Е .; Кахле, Д .; Фольц, Р .; Бом, Н .; Хики, М .; Сан Дж.; Адачи, Т .; Костен, Н .; Гесс, Л .; Факоетти, Х .; Монтанаро, М. «НАСА-ның Landsat деректерінің үздіксіздігі миссиясы үшін QWIP фокустық жазықтық массивтерінің өнімділігі», SPIE материалдары, Инфрақызыл технологиялар және қосымшалар XXXVII т. 8012 (1) сәуір, 2011 ж. Сондай-ақ қараңыз: https://www.usgs.gov/faqs/what-are-band-designations-landsat-satellites-0?qt-news_science_products=7#qt-news_science_products

Сыртқы сілтемелер