Sentinel-2 与 Landsat 8/9 对比：波段、分辨率与重访周期全解析

在免费多光谱卫星数据领域，Sentinel-2 与 Landsat 8/9 是支撑绝大多数 GIS 应用的两大主力。Sentinel-2 以 10 米分辨率（Landsat 为 30 米）和更高的重访频率见长，而 Landsat 则凭借热红外波段和可追溯至 1972 年的存档数据占据独特优势。对于 2015 年之后的田块或城镇边缘监测，Sentinel-2 通常是首选。

两者在波段设置上既有重叠也有差异。Sentinel-2 的 B4 和 Landsat 8/9 的波段 4 均为红光波段，但此后编号不再对应：Landsat 的近红外是波段 5，而 Sentinel-2 则是 B8（或更窄的 B8A）。Sentinel-2 额外提供三个红边波段和一个水汽波段，Landsat 则增加了全色波段和两个热红外波段。常用的自然彩色合成在 Sentinel-2 上为 B4-B3-B2，在 Landsat 上为 4-3-2；而让植被呈现红色的假彩色合成在 Sentinel-2 上为 B8-B4-B3，在 Landsat 上为 5-4-3。 为了量化两者的实际观测能力，作者在三个不同气候区（法国雷恩、印度浦那、巴西马托格罗索）的农场，基于 2025 年 10 月至 2026 年 9 月的 Planetary Computer STAC 目录，逐日统计了 300×300 米窗口内完全无云、无云影、无卷云、无雪且无缺失数据的清晰观测天数。结果显示，Sentinel-2 在 12 个月内提供了 43 至 57 个清晰观测日，而 Landsat 8/9 合计仅 21 至 31 天；Sentinel-2 的最长无清晰观测间隔为 25 至 45 天，Landsat 则为 56 至 96 天。

尽管 Sentinel-2 在纸面上的重访周期为 5 天（Landsat 为 8 天），但实际可用日期约为 Landsat 的两倍，且最长盲期缩短了一半。然而，三个地点均出现了长达一个月的无清晰观测期，分别对应布列塔尼的冬季、马哈拉施特拉邦的季风季和马托格罗索的雨季。值得注意的是，雷恩因轨道重叠和三星在轨运行获得了 203 次 Sentinel-2 过境，但仅约四分之一为清晰观测；Landsat 在该地的最差时段为 2026 年 1 月 10 日至 3 月 30 日。 在 QGIS 中，建议 2015 年后的细节与频率需求选择 Sentinel-2，历史与热红外需求选择 Landsat，而最密集的时间序列则可两者结合。NASA 的 HLS（Harmonized Landsat Sentinel-2）产品将 Sentinel-2 重采样至 Landsat 的 30 米网格并校正波段差异，覆盖 2013 年至今，以牺牲 10 米分辨率换取更高的观测频率——在作者的三个农场中，两者结合每年可提供 57 至 82 个清晰观测日。 对于田块尺度的 NDVI 计算，Sentinel-2 使用 B8 和 B4（10 米），Landsat 8/9 使用波段 5 和 4（30 米），两者数值接近但不完全相同。2015 年之前的 NDVI 则必须依赖 Landsat。此外，Landsat 的全色波段（波段 8，500-680 纳米）可通过 QGIS 处理工具箱中的 Pansharpening 工具锐化 30 米彩色波段，但色彩信息仍为 30 米。 Sentinel-2 自 2015 年 Sentinel-2A 发射开始，Landsat 则从 1972 年 Landsat 1 的 60 米数据起步，1982 年 Landsat 4 起提升至 30 米。两者均可免费获取：Sentinel-2 来自 Copernicus Data Space Ecosystem，Landsat 来自 USGS，Microsoft Planetary Computer 同时镜像两者。如需了解完整技术细节、波段对应表及实测数据，请点击原文链接查看。