一、引言：为什么森林监测依赖卫星遥感？
森林分布广泛、类型多样，传统地面调查费时费力。卫星遥感提供了一种周期性、大范围、低成本的森林观测手段。
在众多卫星数据中，Landsat系列和Sentinel系列是森林经理学研究中使用最广泛的：
| 特点 | Landsat | Sentinel |
|---|---|---|
| 历史跨度 | 1972年至今 | 2014年起 |
| 覆盖周期 | 16天 | 5-12天 |
| 空间分辨率 | 30m（多光谱） | 10-20m |
| 免费程度 | 完全免费 | 完全免费 |
二、Landsat系列卫星
2.1 发展历程
Landsat计划是人类历史上最持久的地球观测任务：
| 卫星 | 运行时间 | 特点 |
|---|---|---|
| Landsat 1-5 | 1972-2011 | MSS、TM传感器 |
| Landsat 7 | 1999至今 | ETM+，有条带丢失问题 |
| Landsat 8 | 2013至今 | OLI+TIRS，新波段 |
| Landsat 9 | 2021至今 | 继承OLI，提供高动态范围 |
2.2 Landsat 8/9 波段设置
Landsat 8/9携带两个传感器：OLI（Operational Land Imager）和TIRS（Thermal Infrared Sensor）。
森林监测常用指数：
归一化植被指数 (NDVI)：
NDVI = (NIR – Red) / (NIR + Red)
- NDVI范围 -1 到 +1
- 森林通常 > 0.6
- 裸土/建筑接近 0
2.3 Landsat的优势
- 历史数据丰富：近50年连续观测，可追溯森林变化
- 免费获取：USGS提供完全免费数据
- 连续性好：代际传承，定标一致
- 应用成熟：大量方法论和软件支持
三、Sentinel系列卫星
Sentinel是欧盟哥白尼计划（Copernicus Programme）的卫星星座，全部免费开放。
3.1 Sentinel-2
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 空间分辨率 | 10m（可见光/NIR）、20m（SWIR）、60m（气溶胶） |
| 覆盖周期 | 10米分辨率：10天；全球覆盖：5天（双星） |
| 幅宽 | 290 km |
| 波段数 | 13个多光谱波段 |
森林监测优势：
- 更高空间分辨率（10m vs 30m）→ 可识别林冠细节
- 红边波段（Band 5-7）→ 更敏感于植被健康
- 较短重访周期 → 减少云层干扰
3.2 Sentinel-1 雷达卫星
Sentinel-1是C波段合成孔径雷达（SAR）：
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 波段 | C波段 (5.6 cm) |
| 分辨率 | 5-20 m |
| 重访周期 | 6-12天（双星） |
| 极化方式 | VV/VH |
| 优势 | 全天候、穿云透雾 |
四、如何选择？
| 场景 | 推荐数据 |
|---|---|
| 历史变化分析（1980s-2000s） | Landsat TM/ETM+ |
| 大面积森林分类制图 | Sentinel-2（高分辨率） |
| 多云区域监测 | Sentinel-1 SAR |
| 森林健康精细监测 | Sentinel-2 红边波段 |
| 高山区森林制图 | Sentinel-1/2 联合 |
| 长期趋势研究 | Landsat 8/9 + Sentinel-2 |
五、数据获取渠道
Landsat
- USGS EarthExplorer：https://earthexplorer.usgs.gov
- Google Earth Engine：直接调用，无需下载
Sentinel
- Copernicus Open Access Hub：https://scihub.copernicus.eu
- Google Earth Engine：Sentinel-2 L2A可直接使用
- AWS Open Data：Sentinel-2数据存储
六、总结
Landsat和Sentinel分别代表了历史延续性和技术先进性，两者结合使用可以充分发挥各自优势：
- Landsat：40+年历史，变化检测首选
- Sentinel-2：高分辨率，红边波段精细监测
- Sentinel-1：SAR数据，全天候监测
掌握这两套数据的获取与处理方法，是进行森林遥感研究的基本功。