QGISでLandsat-9の衛星画像から輝度温度画像を作る

# 衛星画像のダウンロード
## ユーザー登録(初回のみ)
[EarthExplorer](https://earthexplorer.usgs.gov/)にアクセスします。
![スクリーンショット 2023-01-10 16.58.43.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/f93ed836-7a5d-82e2-f45e-fd46b13131a6.png)
画面右**Login**をクリックします。

![スクリーンショット 2023-01-10 16.58.58.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/23f98ea8-ab0e-6a62-0324-11736cfa4c9f.png)

**Create New Account**をクリックします。

![スクリーンショット 2023-01-10 17.03.49.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/be146613-fc58-efc5-1610-870467d04fb4.png)

ユーザーを登録します。

## 画像の選択
![スクリーンショット 2023-01-10 10.15.23.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/12f623da-abe8-d73f-f27e-1cedbb86ab48.png)
ダウンロードする領域にズームします。

![スクリーンショット 2023-01-10 10.17.23.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/6e36e479-71d0-2935-7db9-3899ddd6eb06.png)
**Enter Search Criteria**のPolygonで**Use Map**をクリックします。
これにより地図の表示範囲でデータの絞り込みを行います。
![スクリーンショット 2023-01-10 10.20.24.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/a9e000b4-4a7b-f090-e351-48b2e1c54df8.png)
**Date Range**ではfromからtoで日時の絞り込みも可能です。
![スクリーンショット 2023-01-10 10.20.51.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/7e40b0f7-9fa9-21a6-050d-fc1400c6a785.png)
**Cloud Cover**では対象の雲量の絞り込みが可能です。

絞り込み後にメニュー下部の**Date Sets**をクリックします。

![スクリーンショット 2023-01-10 10.21.25.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/ca49b9de-bd93-adbe-624b-d49a8cbf96e6.png)

**Data Sets**タブがアクティブになっています。
Landsat->Landsat Collection 2 Level-1->Landsat 8-9 OLI/TIRS C2 L1
をチェックします。

メニュー下部の**Results**をクリックします。

![スクリーンショット 2023-01-10 13.21.38.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/6b680530-3776-a910-dedd-52f5661d847e.png)

メニュー欄の処理したい画像の下矢印のある**ダウンロードアイコン**をクリックします。

![スクリーンショット 2023-01-10 13.22.37.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/e06ce997-edf4-02fc-022e-fde5c8a61d4a.png)

ポップアップ上部の**Product Bundle**のダウンロードアイコンをクリックします。
*.tarファイルがダウンロードされため完了後に解凍します。
![スクリーンショット 2023-01-10 14.07.33.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/84ad0b48-fd3c-3c17-2417-f93147087b59.png)


# 画像処理
![スクリーンショット 2023-01-10 14.08.04.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/c283025b-6770-817d-799b-e09697eb9d24.png)
QGISを起動後上記の画像のアイコンをクリックしてレイヤーを追加します。

![スクリーンショット 2023-01-10 17.44.26.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/3684be24-2bf2-3113-24b7-dc975aedc432.png)
メニューからラスタを選択し、
ダウンロードした圧縮ファイルを解凍したディレクトリから***B10.TIF**開きます。
このファイルが衛星画像です。

![スクリーンショット 2023-01-10 14.08.28.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/94c923d8-b61b-c758-a25a-213ef8f0128f.png)
レイヤーが表示されたことを確認し、ラスタ->ラスタ計算機をクリックします。

### 輝度を算出
圧縮ファイルを解凍したディレクトリから***MTL.TXT**を開きます。
このファイルに変換に使用するパラメーターが記載されています。

![スクリーンショット 2023-01-10 15.34.33.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/a742e9d4-800e-4e85-f422-7e8fbc724ec4.png)
式に***MTL.TXT**のパラメーターを用いて下記の式を入力します。
```RADIANCE_MULT_BAND_10 * "B10" + RADIANCE_ADD_BAND_10```

今回のパラメーターの場合は
```
RADIANCE_MULT_BAND_10 = 3.8000E-04
RADIANCE_ADD_BAND_10 = 0.10000
```
であるため最終的な式は
```3.8000E-04 * "LC09_L1TP_107035_20230108_20230108_02_T1_B10@1" + 0.10000```
となります。

今回の例では出力される**輝度**のレイヤ名は**B10R**とします。

### 輝度温度を算出
算出した輝度のレイヤーから輝度温度を算出します。
再度**ラスタ計算機**を開きます。

![スクリーンショット 2023-01-10 18.07.06.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/b892619c-4107-87d4-208a-a28253f5d192.png)
式に***MTL.TXT**のパラメーターを用いて下記の式を入力します。
```( K2_CONSTANT_BAND_10 / ln ( ( K1_CONSTANT_BAND_10 / "B10R" ) + 1 ) ) - 273.15```
-273.15の定数はケルビン温度の処理結果を摂氏温度に変換するためのものです。

今回のパラメーターの場合は
```
K1_CONSTANT_BAND_10 = 799.0284
K2_CONSTANT_BAND_10 = 1329.2405
```
であるため最終的な式は
( 1329.2405 / ln ( ( 799.0284 / "B10R@1" ) + 1 ) ) - 273.15
となります。

今回の例では出力される**輝度**のレイヤ名は**TEMP**とします。

# 結果表示
![スクリーンショット 2023-01-10 16.58.09.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2772737/bf199fb0-b19c-db9c-50da-c57d175704ec.png)
輝度温度が山間部が低く、平野部や海沿いが高い事が確認できます。

## 参考
[Using the USGS Landsat Level-1 Data Product](https://www.usgs.gov/landsat-missions/using-usgs-landsat-level-1-data-product)