نگاهی اجمالی به ماهواره لندست 9 | مقایسه لندست 9 و لندست 8

تاریخچه لندست

در نزدیک به پنج دهه پس از پرتاب لندست 1، باندهای طیفی ماهواره های لندست تکامل یافته اند. لندست 9 تکامل یافته ترین باندهای طیفی لندست را دارد. در سال 1972، Landsat 1 با یک سیستم دوربین سه بانده Return Beam Vidicon و یک سیستم اسکنر دیجیتال چندطیفی دیجیتال ثانویه (MSS) راه اندازی شد. MSS با آینه روبشی که برای ایجاد یک تصویر به جلو و عقب می چرخد، به نظر بسیاری از محققان آن دوره نقطه مقابل سیستم های دوربین با کیفیت بالا بود که به طور سنتی در مطالعات هوایی استفاده می شد. اما ابزار MSS ثانویه خود را موتور تصویربرداری با تولید داده های بسیار ارزشمند توانایی های خود را ثابت کرد. اما MSS چهار باند از نظر طیفی درشت بود.

برای حسگرهای بعدی، مدیریت Landsat دانشمندانی را از زمینه‌های مختلف گرد هم آورد تا باندهای طیفی را که برای پاسخ‌گویی به سؤالات در حوزه‌های تحقیقاتی‌شان مفید هستند، بررسی کنند. نتیجه این بحث‌ها حسگر پیچیده‌تر Thematic Mapper (TM) با هفت باند طیفی بود که روی Landsats 4 و 5 سوار شده بودند.

پست های مشابه:

• تغییرات ماهواره لندست از لندست 1 تا 9
• مهترین سنجنده ههای سنجش از دور
• دانلود تصویر راداری سنتینل 1
•  

 

لندست 9

لندست 9 جدیدترین ماهواره از سری لندست است که پس از پرتاب در سپتامبر 2021 به اخذ تصاویر بی نظیر لندست از سطح زمین ادامه خواهد داد. برای کاهش زمان ساخت و خطر شکاف در مشاهدات، Landsat 9 تا حد زیادی از لندست 8 استفاده می کند. لندست 9 همان ابزارهای موجود در ماهواره لندست 8 را حمل می کند اما برخی پیشرفت ها را می توان در این ماهواره ارزشمند مشاهده کرد:

• سنجنده تصویرگر زمین عملیاتی-2 برای داده های باند بازتابی
• سنسور مادون قرمز حرارتی-2 (TIRS-2) برای باندهای مادون قرمز حرارتی
• لندست 9 نسبت سیگنال به نویز کمتر نسبت به لندست 8 دارد.

بهبودهای لندست 9 شامل وضوح رادیومتری بالاتر برای OLI-2 (کوانتیزاسیون 14 بیتی از 12 بیت برای لندست 8 افزایش یافته است) به حسگرها اجازه می دهد تا تفاوت های ظریف تری را تشخیص دهند، به ویژه در مناطق تاریک تر مانند آب یا جنگل های انبوه.داده های لندست 9 آنقدر ارزشمند است که حتی سامانه گوگل ارث انجیین تصاویر این ماهواره را در کاتالوگ داده های خود اضافه کرده است، و کاربران به طور رایگان می توانند از این داده  ها استفاده کنند.

 

مدار گردش لندست 9

ماهواره های لندست 8 و لندست 9 در ارتفاع 705 کیلومتری (438 مایلی) در یک نوار 185 کیلومتری (115 مایلی) به دور زمین می چرخند و از شمال به جنوب بر فراز سمت نور خورشید زمین در مداری همزمان با خورشید (sun synchronous) حرکت می کنند. این به این معنی است که این پلتفرم از سیستم مرجع جهانی (WRS-2) پییروی می کند. هر ماهواره هر 99 دقیقه یک مدار کامل را انجام می دهد، هر روز حدود 14 دور کامل را انجام می دهد و هر 16 روز یک بار از هر نقطه روی زمین عبور می کند.

 

ابزار های لندست 9

این سنجنده دارای دو ابزار گرمایی و مرئی-فروسرخ طول موج بلند است. هر دو ابزار دارای حسگرهایی با وضوح فضایی متوسط هستند (15 متر، 30 متر و 100 متر وابسته به باند طیفی) و توانایی تشخیص دامنه بالاتر در شدت نسبت به Landsat 8 وضوح رادیومتری در مقابل وضوح رادیومتری 12 بیتی Landsat 8 را دارد. لندست 9 در مداری قرار خواهد گرفت که هشت روز خارج از فاز با لندست 8 است تا پوشش زمانی مشاهدات را افزایش دهد. باندهای مرئی تا فروسرخ طول موج بلند لندست 9 دارای دقت مکانی 30 متر و باند های گرمایی این ماهواره دارای دقت مکانی 100 متر می باشند.

 

سنسور OLI-2 لندست 9

OLI-2 یک حسگر پوش بروم است. بنابراین صفحه کانونی آن دارای آرایه های طولانی از آشکارسازهای (detector) حساس به نور است. موج بازتابی توسط یک تلسکوپ آناستیگماتیک چهار آینه ای بر روی صفحه کانونی متمرکز می شوند. OLI-2 دارای میدان دید 15 درجه است که 185 کیلومتر در سراسر مسیر زمینی را پوشش می دهد.

آشکارسازهای حساس به نور Landsat 9 به 14 ماژول تقسیم می شوند. برای هر باند طیفی OLI-2 حدود 7000 آشکارساز across-track وجود دارد، به جز نوار پانکروماتیک 15 متری که دارای 13000 آشکارساز است. هر باند طیفی یک فیلتر خاص دارد. آشکارسازهای مرئی و فروسرخ نزدیک از پین سیلیکونی (SiPIN) ساخته شده‌اند. آشکارسازهای فروسرخ موج کوتاه از جیوه-کادمیم-تلورید (MgCdTe) ساخته شده اند.

 

سنسور TIRS-2

ابزار TIRS-2 یک سنجنده تصویربرداری حرارتی دو بانده با سنسور پوش بروم(مانند OLI-2) است. صفحه کانونی آن دارای آرایه های طولانی از آشکارسازهای حساس به نور است.

یک تلسکوپ انکساری چهار عنصری وجود دارد که یک پرتو f/1.64 از تابش حرارتی را روی یک صفحه کانونی متمرکز می‌کند که به صورت برودتی خنک می‌شود. TIRS-2 دارای یک میدان دید 15 درجه است که با 185 کیلومتر عرض مسیر برداشت OLI-2 مطابقت دارد.

 

باندهای لندست 9

امروزه لندست 8 و لندست 9 به ترتیب دارای یازده باند طیفی هستند که توسط ابزار های OLI/TIRS و OLI-2/TIRS-2 توسعه یافته اند. محل قرار گیری باندهای سنجنده لندست 8 و 9 بر اساس پنجره های جویی را در شکل زیر مشاهده می کنید

سیستم اسکنر چندطیفی (MSS) روی Landsats 1-5 دارای چهار باند بود. Thematic Mapper (TM) روی Landsats 4 & 5 دارای هفت باند بود. نقشه‌بردار موضوعی پیشرفته Landsat 7 (ETM+) دارای 8 باند و Landsat 8 و 9 دارای 11 باند است. مقادیر انتقال اتمسفر برای این گرافیک با استفاده از MODTRAN برای جو مه آلود در عرض جغرافیایی میانی تابستان (حدود 5 کیلومتر دید) محاسبه شد.

 

طراحی OLI-2 یک کپی از OLI لندست 8 است و تصاویری مطابق با دقت های طیفی، فضایی، رادیومتری و هندسی قبلی لندست را ارائه می دهد. OLI-2 داده هایی را برای نه باند طیفی با حداکثر فاصله نمونه برداری از زمین (GSD)، هم در مسیر ( in-track) و هم در مسیر متقاطع (cross track)، 30 متر برای همه باندها به جز نوار پانکروماتیک، که دارای رزولوشن 15 متر است را ارائه می دهد. ویژگی های این 9 باند به شکل زیر است:

 

مشخصات باندهای سنجنده لندست 9

باند	نام باند	طول موج	وضوح مکانیی
باند 1	مرئی (آبی)	0.43 - 0.45 µm	30 متر
باند 2	آبی	0.450 - 0.51 µm
باند 3	سبز	0.53 - 0.59 µm
باند 4	قرمز	0.64 - 0.67 µm
باند 5	فروسرخ نزدیک	0.85 - 0.88 µm
باند 6	فروسرخ طول موج کوتاه 1	1.57 - 1.65 µm
باند 7	فرو سرخ طول موج کوتاه 2	2.11 - 2.29 µm
باند 8	پانکروماتیک	0.50 - 0.68 µm	15 متر

سنسور  فروسرخ حرارتی 2 لندست 9 (TIRS-2) امواج حرارتی ساطع شده از سطح زمین را در دو باند فروسرخ حرارتی با استفاده از فناوری مشابهی که برای TIRS در لندست 8 استفاده شد، اندازه گیری می کند، اما TIRS-2 نسخه بهبود یافته لندست 8 خواهد بود. TIRS، هم از نظر کلاس خطر ابزار و هم طراحی برای به حداقل رساندن نور سرگردان بهبود یافته است. TIRS-2 دو باند طیفی با حداکثر فاصله نمونه برداری از زمین، هم در مسیر و هم در مسیر متقاطع، با دقت مکانی 100 متر برای هر دو باند را فراهم می کند. باندهای گرمایی این سنجنده به شکل زیر است:

• Band 10 TIRS 1 (10.6 - 11.19 µm) 100-m
• Band 11 TIRS 2 (11.5 - 12.51 µm) 100-m

 

اهداف لندست 9

لندست 9 توانایی ما ]برای اندازه گیری تغییرات در سطح زمین را در مقیاسی گسترش می دهد که بتوانیم علل انسانی و طبیعی تغییر را از هم جدا کنیم. هنگامی که مسائل مربوط به استفاده از زمین و در دسترس بودن منابع پیش می آید، Landsat 9 به تصمیم گیرندگان کمک می کند تا تصمیمات مدیریتی آگاهانه ای اتخاذ کنند. بنابراین، لندست 9 جزء مهمی در استراتژی بین المللی برای نظارت بر سلامت و وضعیت زمین خواهد بود. کاربران لندست اکنون می توانند از مشاهدات مکرر (هر 8 روز با استفاده از دو ماهواره) استفاده کنند.

 

منابع:

https://landsat.gsfc.nasa.gov/satellites/landsat-9/landsat-9-overview/

https://www.usgs.gov/landsat-missions/landsat-9