Landsat8和9有何区别?波段参数怎么看?
引言：很多同学在下载遥感影像时会遇到一个直接问题：Landsat8和9有何区别?波段参数怎么看? 如果只是做真彩色合成、NDVI、水体提取或地表温度反演，Landsat 8 和 Landsat 9 看起来非常相似；但如果不了解传感器、波段编号、空间分辨率、热红外波段和产品参数，就容易在波段选择、指数计算和跨期对比时出错。
本文从 GIS 和遥感实际处理角度出发，说明 Landsat 8 和 Landsat 9 的主要区别，带你看懂常用波段参数，并给出 QGIS、ArcGIS Pro、Google Earth Engine 或 Python 处理中最容易用到的判断方法。
背景：为什么要区分 Landsat 8 和 Landsat 9
Landsat 是美国地质调查局 USGS 和 NASA 长期运行的陆地观测卫星系列。对 GIS 用户来说，Landsat 8 和 Landsat 9 的价值在于：免费、覆盖时间长、全球数据一致、适合做土地利用变化、植被指数、水体识别、城市扩张和地表温度分析。
Landsat 8 于 2013 年发射，Landsat 9 于 2021 年发射。两者设计目标是延续同一套观测体系，因此在大多数制图和空间分析工作中可以联合使用。
但是，Landsat 8 和 Landsat 9 并不是“完全一样”。它们的传感器代际不同，辐射性能有所提升，数据文件命名也会体现不同卫星编号。如果你要做跨年份遥感监测，尤其是把 2013 年后的 Landsat 8 数据和 2021 年后的 Landsat 9 数据放在一起分析，就需要明确这些差异。
原理：Landsat 8 和 Landsat 9 的核心区别
1. 卫星平台不同，但观测任务连续
Landsat 8 的卫星编号是 L8，Landsat 9 的卫星编号是 L9。它们都属于 Landsat Collection 2 数据体系，轨道、重访周期、影像幅宽和产品组织方式高度一致。
- Landsat 8：搭载 OLI 和 TIRS 传感器。
- Landsat 9：搭载 OLI-2 和 TIRS-2 传感器。
- 两者都提供可见光、近红外、短波红外、全色和热红外观测。
- 两者都适合做 30 米级别的中分辨率遥感分析。
2. 传感器代际不同
Landsat 8 使用 OLI，也就是 Operational Land Imager，以及 TIRS，也就是 Thermal Infrared Sensor。Landsat 9 使用 OLI-2 和 TIRS-2，可以理解为 Landsat 8 传感器的后续改进版本。
在普通 GIS 制图和指数计算中，Landsat 8 和 Landsat 9 的波段编号基本可以按同一逻辑使用。例如红光都是 Band 4，近红外都是 Band 5，短波红外 1 是 Band 6，短波红外 2 是 Band 7。
但从数据质量角度看，Landsat 9 的传感器性能更稳定，辐射分辨能力有所提升，特别适合与 Landsat 8 一起增强时间序列观测密度。
3. 重访能力组合更强
单颗 Landsat 卫星的重访周期约为 16 天。Landsat 8 和 Landsat 9 同时运行后，在同一区域可以形成更密集的观测机会，近似提高到约 8 天一次可用观测。
需要注意，这里的“约 8 天”不等于每 8 天一定有清晰影像。云、阴影、积雪、烟雾和传感器质量标记仍然会影响可用数据。
步骤：Landsat 波段参数怎么看
第一步：先看产品文件名中的卫星编号
下载 Landsat 数据后，文件名中通常可以看到卫星和传感器信息。例如：
LC08_L2SP_123032_20230718_20230727_02_T1
LC09_L2SP_123032_20230726_20230802_02_T1- LC08：表示 Landsat 8 的 OLI/TIRS 组合产品。
- LC09：表示 Landsat 9 的 OLI-2/TIRS-2 组合产品。
- L2SP：表示 Collection 2 Level-2 Science Product，通常包含地表反射率和地表温度相关产品。
- 123032：表示 WRS-2 路径和行号，也就是影像覆盖位置。
- 20230718：表示影像获取日期。
- T1：表示 Tier 1 数据，几何质量较好，适合时间序列分析。
如果你只是想判断 Landsat 8 和 Landsat 9 的区别，第一眼就看文件名前缀：LC08 是 Landsat 8，LC09 是 Landsat 9。
第二步：看波段编号和用途
Landsat 8 和 Landsat 9 的常用波段编号基本一致，这是它们可以联合分析的重要原因。下面这张表适合在 QGIS、ArcGIS Pro 或 Python 处理中快速查波段。
| 波段 | 名称 | 大致波长范围 | 空间分辨率 | 常见用途 |
|---|---|---|---|---|
| Band 1 | 海岸气溶胶 | 约 0.43–0.45 μm | 30 m | 海岸带、水体和大气校正辅助 |
| Band 2 | 蓝光 | 约 0.45–0.51 μm | 30 m | 真彩色合成、水体识别 |
| Band 3 | 绿光 | 约 0.53–0.59 μm | 30 m | 真彩色合成、植被和水体观察 |
| Band 4 | 红光 | 约 0.64–0.67 μm | 30 m | 真彩色合成、NDVI 计算 |
| Band 5 | 近红外 | 约 0.85–0.88 μm | 30 m | 植被识别、NDVI、NDWI 变体 |
| Band 6 | 短波红外 1 | 约 1.57–1.65 μm | 30 m | 湿度、火烧迹地、建设用地辅助识别 |
| Band 7 | 短波红外 2 | 约 2.11–2.29 μm | 30 m | 岩性、干旱、火烧迹地、水分分析 |
| Band 8 | 全色 | 约 0.50–0.68 μm | 15 m | 影像锐化、细节增强 |
| Band 9 | 卷云 | 约 1.36–1.38 μm | 30 m | 卷云检测 |
| Band 10 | 热红外 1 | 约 10.6–11.19 μm | 原始约 100 m，产品常重采样到 30 m | 地表温度反演 |
| Band 11 | 热红外 2 | 约 11.5–12.51 μm | 原始约 100 m，产品常重采样到 30 m | 热红外分析辅助，需谨慎使用 |
第三步：根据任务选择正确波段组合
看懂 Landsat 波段参数后，最实用的是知道不同任务该选哪些波段。
| 任务 | 推荐波段或公式 | 说明 |
|---|---|---|
| 真彩色合成 | RGB = Band 4, Band 3, Band 2 | 接近人眼看到的颜色，适合基础判读。 |
| 假彩色合成 | RGB = Band 5, Band 4, Band 3 | 植被通常显示为红色，适合看植被覆盖。 |
| 城市与裸地观察 | RGB = Band 7, Band 6, Band 4 | 对建设用地、裸地和干湿差异较敏感。 |
| NDVI | (Band 5 – Band 4) / (Band 5 + Band 4) | 用于植被生长状况分析。 |
| NDWI 常见形式 | (Band 3 – Band 5) / (Band 3 + Band 5) | 常用于水体提取，但不同研究可能采用不同公式。 |
| NBR | (Band 5 – Band 7) / (Band 5 + Band 7) | 常用于火烧迹地和灾后评估。 |
| 地表温度 | 优先查看 Level-2 地表温度产品 | 不要直接把热红外 DN 值当温度使用。 |
第四步：在 QGIS 中查看 Landsat 波段
- 将 Landsat 影像的各个 TIF 文件拖入 QGIS。
- 在图层面板中查看文件名，例如 SR_B4、SR_B5、ST_B10。
- 右键图层，打开属性，查看源信息、像元大小、坐标系和 NoData 值。
- 使用“栅格计算器”计算 NDVI：
("SR_B5" - "SR_B4") / ("SR_B5" + "SR_B4")。 - 如果是 USGS Collection 2 Level-2 地表反射率产品，注意需要根据元数据中的比例系数和偏移量进行转换，或确认软件是否已自动处理。
在 QGIS 中做 Landsat 8 和 Landsat 9 对比时，建议先统一投影、裁剪范围、云掩膜和像元对齐方式，再计算指数。否则差异可能来自处理流程，而不是地物真实变化。
第五步：在 ArcGIS Pro 中查看 Landsat 波段
- 把 Landsat 影像添加到 ArcGIS Pro 工程。
- 在图层属性中查看波段数、像元大小、空间参考和统计信息。
- 使用“合成波段”工具制作多波段影像。
- 在符号系统中设置 RGB 波段，例如真彩色为 4、3、2。
- 使用 Raster Functions 或 Raster Calculator 计算 NDVI、NDWI 等指数。
ArcGIS Pro 对多波段栅格显示比较友好，但要注意不同数据源的波段顺序。有些软件显示的是第 1、2、3 个加载波段，不一定等于 Landsat 的 Band 1、Band 2、Band 3。处理前最好核对文件名。
常见坑：Landsat 8 和 9 波段使用最容易错在哪里
坑 1：把 Band 5 当成红光
在 Landsat 8 和 Landsat 9 中，Band 4 才是红光，Band 5 是近红外。NDVI 的标准写法通常是：
NDVI = (近红外 - 红光) / (近红外 + 红光)
NDVI = (Band 5 - Band 4) / (Band 5 + Band 4)如果把 Band 5 当成红光，计算结果会完全错误。
坑 2：把热红外重采样后的 30 米当成真实 30 米热分辨率
Landsat 8 和 Landsat 9 的热红外原始空间分辨率约为 100 米，很多产品会重采样到 30 米，以便与反射率波段对齐。这不代表热红外真实细节达到了 30 米。
做城市热岛、地表温度或小尺度地物温度分析时，必须说明这一点，避免把重采样后的细节当成真实观测。
坑 3：直接用 DN 值计算指数
DN 值是影像的数字量化值，不等于地表反射率。对于严谨分析，应使用地表反射率产品，或者根据元数据文件中的比例系数和偏移量进行转换。
如果只是目视制图，DN 值拉伸显示问题不大；但如果要做 NDVI 时间序列、不同日期对比或统计分析，建议使用 Level-2 地表反射率数据。
坑 4：忽略云和云阴影
Landsat 影像中云和云阴影会显著影响植被指数、水体指数和地表温度。下载数据后，应检查 QA_PIXEL 或质量控制波段，用云掩膜去除异常像元。
坑 5：把 Landsat 7、8、9 的波段编号混用
Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8、Landsat 9 的波段设计并不完全相同。尤其是 Landsat 8 之后加入海岸气溶胶波段，波段编号与早期 Landsat 有差异。复制旧教程公式时，一定要确认它适用于哪一代 Landsat。
方法比较：Landsat 8 和 Landsat 9 应该怎么选
| 使用场景 | 建议 | 原因 |
|---|---|---|
| 单期制图 | Landsat 8 或 Landsat 9 都可以 | 常用波段一致，制图效果接近。 |
| 2021 年以后变化监测 | 优先联合使用 Landsat 8 和 Landsat 9 | 可以增加可用影像数量，减少云影响。 |
| 长时间序列分析 | 使用 Collection 2，并统一预处理流程 | 减少不同卫星和不同产品级别造成的误差。 |
| 地表温度分析 | 优先使用官方 Level-2 地表温度产品 | 避免自行反演时遗漏辐射定标、大气校正和发射率处理。 |
| 教学和入门练习 | 从 Landsat 8 开始，再过渡到 Landsat 9 | 教程资料多，波段逻辑与 Landsat 9 基本一致。 |
简单来说，如果你的研究时间范围包含 2021 年以后，Landsat 8 和 Landsat 9 不必二选一，更多时候应该联合使用。真正需要控制的是产品级别、云掩膜、比例系数、空间范围和日期匹配。
检查清单：下载和处理 Landsat 8、9 前先核对这些参数
- 是否确认文件名前缀：LC08 还是 LC09？
- 是否使用同一产品集合，例如 Collection 2？
- 是否区分 Level-1、Level-2、地表反射率和地表温度产品？
- 是否核对 Band 4 是红光、Band 5 是近红外？
- 是否知道 Band 10 是常用热红外地表温度相关波段？
- 是否处理了云、云阴影、积雪和 NoData？
- 是否对不同日期影像做了统一裁剪和像元对齐？
- 是否注意热红外产品的真实空间分辨率和重采样问题？
- 是否在论文、报告或项目文档中说明数据来源、日期、路径行号和处理方法？
FAQ：Landsat8和9有何区别?波段参数怎么看?
Landsat 8 和 Landsat 9 的波段编号一样吗？
常用波段编号基本一致。红光是 Band 4，近红外是 Band 5，短波红外 1 是 Band 6，短波红外 2 是 Band 7，热红外常用 Band 10。正因为波段设计相似，Landsat 8 和 Landsat 9 可以较方便地联合使用。
做 NDVI 时 Landsat 8 和 Landsat 9 用哪个波段？
两者都使用 Band 5 和 Band 4。公式为 (Band 5 - Band 4) / (Band 5 + Band 4)。Band 5 是近红外，Band 4 是红光。
Landsat 9 是否比 Landsat 8 更清晰？
从常用反射率波段的空间分辨率看，两者主要都是 30 米，全色波段为 15 米，热红外原始分辨率约 100 米。因此不能简单说 Landsat 9 空间上更清晰。Landsat 9 的优势更多体现在传感器延续性和辐射性能改进上。
Landsat 8 和 9 可以放在一起做时间序列吗？
可以，但建议使用同一数据集合和同一处理流程。例如统一使用 USGS Collection 2 Level-2 地表反射率产品，统一云掩膜方法，统一研究区范围和统计口径。这样才能减少处理差异带来的误判。
为什么下载的热红外影像看起来是 30 米？
很多 Landsat 产品会把热红外数据重采样到 30 米，以便和其他波段对齐。但热红外原始空间分辨率约为 100 米。做地表温度解释时，应按热红外真实观测能力理解，而不是把重采样像元当成真实 30 米温度细节。
如何快速判断一景影像是 Landsat 8 还是 Landsat 9？
看文件名前缀即可。LC08 通常表示 Landsat 8，LC09 通常表示 Landsat 9。元数据文件中也会记录卫星编号、传感器名称、采集时间、太阳高度角、路径行号等信息。
结论：先看传感器，再看波段，再看产品级别
理解 Landsat8和9有何区别?波段参数怎么看? 的关键不是死记所有参数，而是掌握三个判断顺序：先看 LC08 还是 LC09，确认卫星和传感器；再看 Band 4、Band 5、Band 6、Band 7、Band 10 等常用波段；最后看产品级别、比例系数、云掩膜和空间分辨率。
对于大多数 GIS 工作，Landsat 8 和 Landsat 9 可以按相同波段逻辑处理，并且适合联合用于 2021 年以后的变化监测。真正影响结果可靠性的，往往不是卫星名称本身，而是你是否选对了波段、是否使用了合适的产品、是否处理了云和质量控制信息。