在1972年一個溫暖的七月天，NASA發(fā)射了地球資源技術(shù)衛(wèi)星–一個新的地球成像衛(wèi)星?！癊RTS”是后來NASA和美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的Landsat項目的第一顆衛(wèi)星，這是一項雄心勃勃的努力，目標(biāo)是從太空中記錄整個地球。

第一顆Landsat衛(wèi)星相當(dāng)成功，進(jìn)而引發(fā)了一系列的衛(wèi)星發(fā)射，這創(chuàng)造了從空間視角看地球表面的最長的連續(xù)記錄。事實上，50年后的今天，它仍在繼續(xù)增長。

NASA戈達(dá)德太空飛行中心地球科學(xué)部榮譽(yù)主任Jim Irons說道：“早期的Landsat衛(wèi)星徹底改變了我們從太空觀察地球的方式?！?/p>

自開始以來，陸地衛(wèi)星已經(jīng)積累了超1000萬張圖像。這些圖像也稱為場景顯示了當(dāng)前土地和海岸的快照。然而當(dāng)跟過去幾年的圖像配對時，它們也揭示了時間的變化。這包括冰川的慢慢消失和城市空間在景觀上的蔓延。

這些場景和時間序列在全球有廣泛的有用的應(yīng)用。生態(tài)學(xué)家用它們來確定森林砍伐的程度；水文學(xué)家用它們來跟蹤河流的變化；農(nóng)民和農(nóng)業(yè)組織用它們來分析作物的健康。

在Landsat的五十年間，有八顆不同的Landsat衛(wèi)星在地球上運(yùn)行。目前，有三顆衛(wèi)星–Landsat 7、8和9繼續(xù)從太空收集全球觀測數(shù)據(jù)。Landsat 9是其中最新的一顆，于2021年秋天進(jìn)入軌道。雖然Landsat 9跟它的前輩有相似之處，但自該計劃開始以來，Landsat衛(wèi)星的設(shè)計已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。

早期

前兩顆Landsat衛(wèi)星能看到四個光譜帶或光的波長：紅色和綠色的可見光及兩個近紅外帶。近紅外線使衛(wèi)星能將植被跟其他土地覆蓋物區(qū)分開來并評估植物的健康狀況，而可見光波段則將明亮的表面如雪、沙漠和云跟黑暗的表面如水區(qū)分開來。每個場景包括一個大約115英里的方形區(qū)域。

從第一批陸地衛(wèi)星傳輸?shù)降厍虻臄?shù)據(jù)被記錄在磁帶上，跟音樂磁帶的基本技術(shù)相同–但大得多。在前三顆陸地衛(wèi)星上飛行的笨重的寬帶錄像帶記錄器，每個都有1,800英尺的磁帶，每個重達(dá)76磅。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家們生成并打印出了攝影圖像。這些照片提供了一個地區(qū)的總體空間視角，但在計算機(jī)算法幫助科學(xué)家和資源管理人員更有效地識別它們所代表的土地覆蓋類別之后數(shù)據(jù)的真正力量才得以體現(xiàn)。打印機(jī)吐出帶有字母、數(shù)字和符號組合的紙質(zhì)地圖，其中每個字符代表一個土地覆蓋類別如森林或耕地。

Irons說道：“你可以拿出彩色鉛筆或魔術(shù)筆，給不同的字符上色，每個字符都有自己的顏色。這將給你一個早期版本的彩色編碼的土地覆蓋圖?！?/p>

追溯到該計劃的開始，戈達(dá)德一直是NASA的大地衛(wèi)星之家。Irons曾擔(dān)任Landsat 7的副項目科學(xué)家和Landsat 8的項目科學(xué)家，其幫助進(jìn)一步塑造該計劃并在衛(wèi)星的發(fā)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在他為Landsat工作的43年中，他目睹了這些衛(wèi)星成長為今天的樣子。

Irons稱，80年代和90年代的Landsat數(shù)據(jù)對許多項目至關(guān)重要，如了解雨林中樹木的損失程度。同樣，Landsat 9在戈達(dá)德的項目科學(xué)家Chris Neigh使用時間序列來觀察北方森林緩慢向北爬行的情況，因為這些樹木在應(yīng)對全球變暖時逐漸向極地移動。Neigh補(bǔ)充道，Landsat數(shù)據(jù)的悠久血統(tǒng)對這種研究至關(guān)重要：很少有其他記錄可以參考也沒有如此全面的記錄。

21世紀(jì)20年代：免費(fèi)訪問陸地衛(wèi)星檔案

在Landsat 6發(fā)射失敗后，Landsat 7于1999年成功登場，其配備了一個改進(jìn)的儀器。NASA在發(fā)射Landsat 7和Landsat 8之間考慮了七年并試圖決定如何推進(jìn)該計劃，然后開始另一個七年的建造和發(fā)射下一顆衛(wèi)星的過程。

在這段時間里，圖像管理從商業(yè)供應(yīng)商回到了USGS，該局在2008年免費(fèi)提供了整個Landsat的檔案資料。對圖像的要求急劇上升。2020年，Landsat的全部下載量超過了1億且這個數(shù)字還在繼續(xù)上升。

隨著Landsat的不斷轉(zhuǎn)變，使用它的人和項目也在不斷增加。美國農(nóng)業(yè)部依靠Landsat來指導(dǎo)農(nóng)民的澆灌方法和土地管理；氣候科學(xué)家觀察冰川隨著溫度的升高而退縮；在遭受干旱的西部，水資源管理者利用它們來監(jiān)測水庫水位。

Landsat的下一次冒險

隨著數(shù)據(jù)用戶群體的不斷壯大，科學(xué)家和工程師已經(jīng)開始期待下一次任務(wù)。NASA和USGS正在為Landsat的下一次迭代開發(fā)方案–目前稱為Landsat Next。

Irons表示，雖然Landsat在太空中的眼睛為了解我們不斷變化的星球提供了新的機(jī)會，但看到地球的簡單敬畏感有時會被遺忘。

“我們不可能都成為宇航員，”Irons說道，“但如果我們看一下大地衛(wèi)星的圖像，我們就可以理解如果我們在太空中圍繞地球運(yùn)行時地球會是什么樣子?！?/p>