遥感卫星影像已成为我们理解地球、管理资源、应对挑战的核心工具。从宏观的全球气候变化监测，到微观的城市交通流量分析，其应用无处不在。然而，面对琳琅满目的卫星数据和供应商，如何选择合适的数据产品并成功获取它们，是许多用户首先需要解决的问题。本文将对遥感卫星影像的数据产品级别进行系统梳理，并详细介绍卫星影像的获取流程。

一、 遥感卫星影像数据产品级别概述

数据产品级别是根据对原始数据进行处理的程度和层次来划分的。了解这些级别是选择合适数据的关键，因为不同级别的数据适用于不同的应用场景，其价格、处理难度和科学价值也各不相同。

国际上普遍采用美国宇航局定义的级别体系，以下为主要级别概述：

1. Level 0（L0级：原始数据）

• 描述：卫星传感器直接接收到的、未经任何处理的原始数据流。包含了观测值、时间码和轨道姿态等辅助数据。

• 特点：用户无法直接使用，需要专业的地面处理系统和深奥的知识才能解译。

• 主要用户：卫星数据生产方、资深遥感科学家。

2. Level 1（L1级：辐射校正数据）
这是最常见的初级可用产品级别，通常分为两个子级：

• L1A级：数据定标数据

  • 描述：在L0级基础上，将数字量化值转换为具有物理意义的辐射亮度值，并附带了辐射定标系数。

• L1B级：辐射校正数据

  • 描述：在L1A级基础上，进行了辐射校正，消除了传感器自身因素（如坏像元、条纹噪声）造成的误差。用户仍然能看到卫星姿态（如侧摆）导致的图像几何畸变。

  • 常见格式：QuickBird、WorldView等商业卫星的“Basic”产品通常属于此级别。

3. Level 2（L2级：几何校正数据 | 地表参数产品）
此级别的定义在不同机构中有所差异。

• 对于光学影像：通常指系统几何校正产品。

  • 描述：利用卫星的轨道、姿态参数以及地球模型，对L1级数据进行几何校正，消除了系统性的几何畸变。产品被投影到标准的地图坐标系下，但未使用地面控制点，因此绝对几何精度有限。

  • 特点：具有了大致的地理位置，可以进行初步的浏览和分析。

• 对于大气/海洋卫星：L2级可能指反演出的地球物理参数产品，如海面温度、叶绿素浓度、气溶胶光学厚度等。

4. Level 3（L3级：精校正数据 | 栅格合成产品）

• 描述：这是应用最为广泛的高级产品之一。它利用地面控制点 和数字高程模型 对影像进行精确的几何校正，大大提高了影像的绝对几何精度。

• 特点：影像与真实地物的地理位置高度匹配，可以与其他地理信息数据（如矢量地图、GPS点）进行精确叠加分析。商业卫星的“Precision”、“Orthorectified”产品通常属于此级别。

• 应用：测绘、土地利用调查、工程规划等对位置精度要求高的领域。

5. Level 4（L4级：信息产品 & 分析成果）

• 描述：L4级不再是“影像”，而是基于低级数据通过模型、算法和分析衍生出的专题信息产品。

• 示例：土地利用/覆盖图、植被指数长时间序列、冰川变化监测图、城市热岛效应分布图、农作物估产报告等。

• 特点：直接面向最终应用，为用户提供了可直接使用的知识和决策支持信息。

级别选择小结：

• 科学研究：常使用L1B或L2级数据，以便进行自定义的大气校正和辐射处理。

• 测绘与GIS应用：首选L3级正射影像，确保空间分析的精度。

• 动态监测与趋势分析：可能需要L3级影像作为输入，最终目标是生成L4级信息产品。

• 快速浏览与初步判读：L2级系统几何校正产品通常已足够。

二、 卫星影像获取流程

获取卫星影像是一个从需求明确到数据到手的过程，主要可以通过以下途径和步骤实现。

主要获取途径：

1. 免费开源数据源：适合预算有限、对数据时效性和分辨率要求不高的用户。

   • Landsat系列：美国USGS EarthExplorer平台提供，分辨率30米，覆盖全球，历史档案丰富。

   • Sentinel系列：欧洲哥白尼计划，通过Copernicus Open Access Hub提供，分辨率10米，重访周期短。

   • MODIS：分辨率较低（250米-1公里），但时间分辨率极高（每天），适合大范围动态监测。

   • 国产高分系列：如高分一号、六号等，通过中国资源卫星应用中心等平台提供数据。

2. 商业数据供应商：提供高分辨率、高质量的数据和专业服务。

   • 主要供应商：Maxar Technologies（WorldView, GeoEye系列）、Airbus（Pleiades, SPOT系列）、Planet Labs（Skysat, PlanetScope系列）等。

   • 购买方式：通常通过其官网或授权的代理商下单。提供编程拍摄、存档数据查询、定制处理等服务。

获取步骤：

1. 明确需求：这是最关键的一步。需要明确：

   • 区域：需要影像的具体地理位置和范围。

   • 时间：需要影像的拍摄日期或时间范围。

   • 分辨率：需要空间分辨率（如亚米级、米级等）。

   • 云量：可接受的最大云量覆盖百分比。

   • 产品级别：根据应用选择L1B、L2或L3级。

   • 预算：免费还是付费。

2. 数据查询与筛选：

   • 在选定的数据平台（如USGS EarthExplorer, Copernicus Browser，或商业供应商的在线目录）上，根据需求条件进行搜索。

   • 系统会返回符合条件的影像列表，用户可以预览缩略图，查看元数据（如云量、拍摄时间、分辨率等）。

3. 数据订购与获取：

   • 对于免费数据：通常可以直接下载。部分L3/L4级产品可能需要在线处理，稍后下载。

   • 对于商业数据：

     • 存档数据：如果供应商的存档库中有符合要求的影像，可以直接下单购买。

     • 编程拍摄：如果存档数据不满足要求（如需要未来某个时间点的无云影像），可以提交编程拍摄请求。供应商会安排卫星在特定时间过顶时进行拍摄。此服务费用更高，且成功率受天气影响。

4. 许可与使用授权：

   • 在获取数据时，务必仔细阅读许可协议。免费数据通常也有使用限制（如署名要求）。商业数据协议会明确规定使用范围（如是否可用于商业项目分发、是否允许衍生品分发等）。