The Landsat observation record of Canada: 1972–2012: Canadian Journal of Remote Sensing: Vol 39 , No 6

Abstract

The Landsat data archive represents more than 40 years of Earth observation, providing a valuable information source for monitoring ecosystem dynamics. In excess of 605000 images of Canada have been acquired by the Landsat program since 1972. Herein we report several spatial and temporal characteristics of the Landsat observation record for Canada (1972–2012), including image availability by year, growing season, sensor, ecozone, and provincial or territorial jurisdiction. In contrast to the global Landsat archive, which is dominated by Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) data, the majority of archived Landsat images of Canada were acquired by the Thematic Mapper (TM) sensor (57%). Approximately 55% of archived Landsat images were acquired within ± 30 days of 1 August, and 74% of Worldwide Reference System–2 path–row locations in Canada have more than 200 images acquired between 1 June and 30 September. Issues such as cloud cover and the availability of imagery to support pixel-based image compositing and time series analyses are explored and documented. For a pixel-based image compositing scenario whereby images (TM and ETM+) acquired after 1981 with less than 70% cloud cover and a target date of 1 August ± 30 days are considered, 60% of the path–row locations have five or fewer years of missing data in the archive. For time series analyses (i.e., ecosystem monitoring scenario) with the same temporal constraint but with less than 10% cloud cover, only 2% of path–row locations are missing five or fewer years of data, with a mean and median of 17 years of missing data. However, if a broader temporal window (1 June to 30 September) is considered for this scenario, 18% of path–row locations have five or fewer years of missing data. Free and open-access to the Landsat data archive, combined with the continuity of new data collections provided by the recently launched Landsat 8 satellite, offer many opportunities for scientific inquiry concerning the status and trends of Canada's terrestrial ecosystems.

L'archive des données Landsat contient plus de 40 années d'observation de la Terre, fournissant une source d'information précieuse pour le suivi de la dynamique des écosystèmes. Au-delà de 605000 images du Canada ont été acquises par le programme Landsat depuis 1972. Nous rapportons ici plusieurs caractéristiques spatiales et temporelles de l'archive des observations Landsat du Canada (1972–2012), y compris la disponibilité des images par année, saison de croissance, capteur, écozone et juridiction provinciale ou territoriale. Contrairement à l'archive Landsat mondiale, qui est dominée par les données Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), la majorité des images Landsat archivées du Canada ont été acquises par le capteur Thematic Mapper (TM; 57 %). Environ 55 % des images Landsat archivées ont été acquises à l'intérieur de±30 jours du 1er aout, et 74 % des coordonnées colonnes/lignes WRS-2 au Canada ont plus de 200 images acquises entre le 1er juin et le 30 septembre. Des problèmes tels que la couverture nuageuse et la disponibilité de l'imagerie pour la composition d'images par pixel et l'analyse de séries temporelles sont explorées et documentées. Pour un scénario de composition d'image par pixel dans lequel les images (TM et ETM+) acquises après 1981 avec moins de 70 % de couverture nuageuse et une date cible du 1er aout±30 jours sont considérées, 60 % des coordonnées colonnes/lignes ont 5 années ou moins de données manquantes dans l'archive. Pour l'analyse des séries temporelles (c.-à-d. scénario de surveillance de l'écosystème) avec la même contrainte temporelle, mais avec moins de 10 % de couverture nuageuse, seulement 2 % des coordonnées colonnes/lignes manque 5 ans ou moins de données, avec une moyenne et une médiane de 17 ans de données manquantes. Toutefois, si une fenêtre temporelle plus large (1er juin au 30 septembre) est considérée pour ce scénario, 18 % des coordonnées colonnes/lignes ont 5 ans ou moins de données manquantes. L'accès gratuit et libre à l'archive de données Landsat combiné avec la continuité de nouvelles collectes de données fournies par le satellite Landsat 8 récemment lancé offrent de nombreuses possibilités pour la recherche scientifique concernant l'état et les tendances des écosystèmes terrestres du Canada.

[Traduit par la Rédaction]

Acknowledgements

This research was undertaken as part of the “National Terrestrial Ecosystem Monitoring System (NTEMS): Timely and detailed national cross-sector monitoring for Canada” project jointly funded by the Canadian Space Agency (CSA) Government Related Initiatives Program (GRIP) and the Canadian Forest Service (CFS) of Natural Resources Canada.