本教程使用的许多影像源于ERTS-1（后更名为陆卫（Landsat））以及其后的陆卫系列，这是由NASA研发的地球观测卫星，自1972年至今（Landsat-7）由NASA和/或其他几个机构负责其运行。本小节描述了陆卫项目、系列卫星的轨道和设备参数（instrumental parameter）。本小节还讨论了陆卫主要的两类传感器，MSS（多光谱扫描仪）和TM，不同传感器生成的影像则在后头六小节展示。

1960年代末期，第一颗用于多光谱遥感的不载人卫星（unmanned satellite）进入规划阶段。NASA精心设计和建造，然后在1972年7月23日发射了ERTS-1（地球资源技术卫星）。

ERTS在监测地球表面、地物、与土地覆被、土地利用和自然相关的环境状态方面的重要性是其他卫星项目无法相提并论的。在其构想、创始（inception）和运作方面做出了突出贡献的人如下：

William T. Pecora：内政部副部长（Under Secretary），美国地质调查局局长，陆卫项目头号功臣。不幸的是，他死于陆卫一号发射的前几天。

William A. Fischer：美国最好的摄影地质学家（photogeologist）之一，最早提出了关于陆卫的创意，并告知了Pecora。

Dr. Arch Park：是管理团队的主席，这个管理团队提出了美国农业部针对陆卫的研究计划。

Dr. William Nordberg：构思了NASA资助的陆卫研究项目，在陆卫系列第一年协调38个国家的300位科学家的研究工作。

John De Noyer：指导NASA资助的陆卫研究项目的陆续开展。

Bruton Doc Schardt：陆卫项目第一任总监（first program director），尽心尽力工作，确保硬件设施和研究项目的同步发展，同时解决了大量的政治和预算问题。

Virginia Norwood：Hughes飞机公司（Hughes Aircraft Company）高级研究人员（senior scientist），带领研究小组研发了陆卫I的多光谱扫描仪。

上面提到的人都是笔者的同事或熟人，其中William Nordberg引领笔者进入遥感领域，接触到地球观测项目。

Stephen Hall提供了一份有趣的“即兴的”（off the cuff）关于陆卫项目缘起和早期的概略，可以在USGS网站EarthShots找到：

ERTS-1其后更名为Landsat陆卫，也是地球观测卫星陆卫系列的第一颗卫星（截止目前有七颗），使得自1972年以来我们可以持久观测地球表面大部分区域。其发射日期分别为： Landsat 1，1972年7月23日；Landsat 2，1975年1月22日；Landsat 3，1978年5月5日；Landsat 4，1982年7月16日；Landsat 5，1984年3月1日（Landsat 6稍后发射，但无法运行）；Landsat 7，1999年4月15日。（截止1999年5月，仅有陆卫5和7仍然运行，获取数据；其他卫星已关闭。）为了更为直观了解这一信息，我们再次使用了前言第一页的示意图：

示意图中揭示了陆卫1号的轨道条件，下一段还将加以详细解释。

陆卫1-3号的轨道高度为570英里（923km）；4、5和7号轨道高度为435英里（705km）。陆卫系列的轨道是近极地的（near-polar）（相对经线倾斜9.09°太阳同步（Sun-synchronous）轨道（每天在上午9:30-10:00点经过赤道），以下行模式（descending mode）每天（绕轨道完整运行一次耗时约103分钟）绕地球14圈（以日光模式（in the daylight mode）从北极向南）。轨道一定时，飞行器将占据的下一圈轨道与前一圈轨道相比，西移1775英里（2875km）；第二天，按照轨道参数（configure），第15圈轨道与第一圈轨道相比，在赤道偏西98英里（159km）。陆卫1-3号在运行252圈轨道，也即18天后将重返最开始的轨道；4、5和7号陆卫则需16天。在上述轨道条件下，如果视角范围是11.58 °，陆卫MSS每景影像宽度为185km（114规约（statute译者注：此处疑有错误）或100海里（nautical mile））。沿着轨道的连续影像按照185km的长度进行分割（因此一副影像是正方形的，规格185×185km），陆卫专题制图（TM）影像的尺寸与此相同，将在后面讨论。

陆卫轨道术语是“path”，沿着特定轨道每一景影像的地理坐标是固定的，在网址U.S. Geological Survey web site.里详细描述了全球坐标系统（Worldwide Reference System）。

问题I-19：在陆卫MSS影像中，覆盖的范围有多少平方英里？多少平方公里？多少英亩？

答案：13,300平方英里；33,225平方公里（译者注：貌似有误，应为34,225）；8,512,000 英亩。

所有陆卫系列的轨道是近极地的（与赤道夹角为98°，与两极连线的夹角在8°以内）太阳同步轨道，也即以与地球绕太阳公转的相同角速度（angular rate）行进。因此卫星均在当地时间上午9:30-10:00通过赤道。陆卫1-3号一天围绕地球转14圈（每条连续的轨道会西移1785英里（2875km））（美国上空有三条轨道），在18天绕地球252圈后，回到最初的轨道。陆卫4、5和7号运行轨道更低（435英里（705km）），16天绕地球233圈后轨道即复位。拍摄整个地球表面（极地除外）需11,000景（scene）。

第一颗陆卫发射以来，陆卫的成功运行以及他们发送回的信息的重要价值使得许多国家建立了直接的读取接收站（receiving station），可以不依赖NASA数据处理中心，便能获取近实时的原始数据。这些接收站必须在NASA登记（chart），需同意向当地使用者提供数据。下面是当前活跃的接收站的图示：

在美国，陆卫1-3号的主要接收站是（戈达德太空飞行中心Goddard Space Flight Center）。其后陆卫由不同的机构负责运行，另外一个重要的接收站是在Sioux Falls, S.D.的美国地质调查局EROS数据中心。在接收站数据处理包括原始数据的再次格式化（reformat），涉及轨道、几何和辐射校正（correction）。多年来，输出数据储存在9轨计算机兼容磁带上（Computer Compatible Tape，简称CCT），但是如今陆卫和EOS卫星的数据储存于8mm和4mm磁带、数字线性磁带（DLT）、只读光盘和3 1/2磁碟机（disk storage unit）。

陆卫1-3号使用两种传感器系统：反束光导摄像管（return beam vidicon简称RBV）和多光谱扫描仪（MSS）。反束光导摄像管由三个如同电视一样的摄像机构成，使用彩色滤光片来生成电磁频谱的多光谱影像，滤光片分别可以透过蓝-绿光波段、黄-红光波段和红-红外波段。虽然在陆卫2号上得到使用，但在ERTS-1上这种传感器很早就失效了，无法正常使用。下面是红-红外波段的影像，拍摄地区是新泽西北部，包括纽约市区。

陆地3号装载了四个摄像头的RBV组合，每个都是全色（panchromatic）（0.505 - 0.750µm）成像仪（imager），生成四幅相邻的图像，解析度在30米（98英尺）；每幅图像构成陆卫MSS一景影像的1/4.下图是陆卫3的一景影像，拍摄地区是佛罗里达州Cape Canaveral，也是航天飞机发射场所。

由于RVB系统与MSS系统相比，数据冗余度（redundant）较高，陆卫3号以后的陆卫系列没有再装载这一系统。

陆卫4、5（和6号）除了装载MSS系统外，还装载了新的设备，称为专题成像仪（Thematic Mapper）。下面是一张艺术家对陆卫4号的素描，组件都标注了（label）名称，与先前的陆卫系列有显著的不同：

陆卫7号载荷仅一种：增强专题成像仪（Enhanced Thematic Mapper，简称ETM+）。ETM+不仅包括TM的7个波段（热波段（thermal band）分辨率60米，其他波段地面分辨率30米），还包括一个全色波段，分辨率15米。下面的素描揭示了陆卫7号与此前系列（发射小组称为“鸟”）在构造上的差异。

比较装配室的陆卫7号与本页顶部陆卫1号的差异：

在写本小节时，陆卫5号和7号仍然在运行，返回数据。

这些卫星和其他环地观察卫星每天发送大量（copious）数据到不同的接收站（关于数据量有如下估计：在16天的完整周期内返回的数据可以达到21本大不列颠百科全书（Encyclopedia Brittanica）的容量）。通常在接收站即对数据进行处理，将之转换为用户常用格式。早期的接收站和数据处理在位于马里兰州Greenbelt 附近NASA的Goddard太空飞行中心。如今主要由位于南达科他州苏福尔斯东部美国地质调查局EROS Data Center下面的LP DAAC（土地过程分布存档中心Land Processes Distributed Active Archive Center）负责。该网址DAAC 值得浏览。那里有部分早期的陆卫数据，其他机构也有一些。

陆卫原始数据的处理，存档和分布十分复杂（extensive and diverse），不在本教程研讨范围。不过，下图可使我们略有了解——这是EROS中心DAAC处理陆卫7号数据的流程图：

The EOSDIS系统现在还包括来自Terra和Aqua，以及其他卫星的数据。

有兴趣的读者可以造访Landsat program history，该网址由NASA的Ames研究中心维护，读者可以了解早期卫星多变（checkered）而不同凡响（distinguished）的历史。