Evaluation of landsat-8 thermal bands to monitor land surface temperature

Abstract

[ES]El nuevo Thermal Infrared Sensor (TIRS) a bordo del Landsat-8 (L8) dispone de dos bandas térmicas, 10 (11.60-11.19 μm) y 11 (11.50-12.51 μm), con una resolución espacial de 100m, con el fin de proporcionar temperaturas de la superficie terrestre (LST) de una manera más precisa que su predecesor Landsat-7 ETM+. El L8 fue lanzado en febrero de 2013, comenzando su adquisición operativa a mediados de abril. Los primeros estudios realizados por el equipo de calibración de L8 mostraron errores sistemáticos significativos para el TIRS, y en febrero de 2014 el archivo de imágenes L8 TIRS fue reprocesado para corregir dichos errores. En este estudio, con el fin de comprobar la calibración del L8 TIRS, realizamos medidas de campo en una zona llana y térmicamente homogénea dedicada al cultivo del arroz. A partir de estas medidas de LST simulamos las radiancias y temperaturas de brillo a nivel del satélite y las comparamos con los datos TIRS. Tal y como apuntaba el equipo de L8, nuestros resultados muestran una sobreestimación para la banda 11. Sin embargo, el recalibrado aplicado por dicho equipo para ambas bandas ha resultado no ser satisfactorio en nuestra zona experimental, ya que proponen sustraer errores sistemáticos mayores a los requeridos.

[EN]The new Landsat-8 (L8) Thermal Infrared Sensor (TIRS) has two thermal bands, 10 (11.60- 11.19 μm) and 11 (11.50-12.51 μm) at 100-m spatial resolution, aimed to provide more accurate Land Surface Temperatures (LST) than Landsat-7 ETM+. L8 was launched on February 2013, and operational acquisitions started in middle April 2013. The first studies by the L8 Calibration Team showed significant TIRS temperature offsets, and in February 2014 the L8 TIRS archive was reprocessed to remove these offsets. In this study, ground LST measurements were performed in a flat and thermally homogeneous area of rice-crop fields for checking the calibration of the L8 TIRS bands. At-sensor radiances and brightness temperatures were simulated from ground-measured LSTs and compared with TIRS values. A significant overestimation was observed for band 11, in agreement with the L8 Calibration Team results. However, their recalibration was shown unsatisfactory in our test site for both bands, since they proposed subtracting higher offsets than required.