环境小卫星高光谱数据FLAASH精确大气校正方法共11页文档Word文档格式.docx
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“这就是雷声隆隆。
”一会儿下起了大雨，我问：
“雨下得怎样?
”幼儿说大极了，我就舀一盆水往下一倒，作比较观察，让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。
雨后，我又带幼儿观察晴朗的天空，朗诵自编的一首儿歌：
“蓝天高，白云飘，鸟儿飞，树儿摇，太阳公公咪咪笑。
”这样抓住特征见景生情，幼儿不仅印象深刻，对雷雨前后气象变化的词语学得快，记得牢，而且会应用。
我还在观察的基础上，引导幼儿联想，让他们与以往学的词语、生活经验联系起来，在发展想象力中发展语言。
如啄木鸟的嘴是长长的，尖尖的，硬硬的，像医生用的手术刀―样，给大树开刀治病。
通过联想，幼儿能够生动形象地描述观察对象。
HSI对地成像幅宽为50km,星下点像元地面分辨率为100m，115个波段，工作谱段：
459~956nm。
具有30度侧视能力和星上定标功能。
唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。
“教授”和“助教”均原为学官称谓。
前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；
而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。
“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。
唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。
至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。
至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。
ENVI扩展工具
一、HDF5读取补丁从HIS数据中获取元数据信息。
下载地址：
http:
//bbs.esrichina-
二、HJ-1数据预处理补丁为HIS数据添加中心波长信息和波段宽度（FWHM）.下载地址：
//bbs.esrichina-bj/ESRI/thread-75575-1-1.html拷贝sav文件到ENVI安装目录的save_add目录下。
步骤：
（1）选择ENVI->
File->
OpenExternalFile->
HJ-1->
HJ-1A/1BTools工具。
图1
（2）选择HIS，单击InputFiles选择HIS文件（.xml）
（3）选择输出路径，单击Apply执行。
（4）在ENVI主模块中，选择BasicTools->
ConvertData（BSQ,BIL,BIP），将刚才生成的文件转成BIP储存顺序的文件。
按照FLAASH工具的要求，已经将HSI数据转成BIP储存顺序、带有中心波长信息、波段宽度信息的ENVI格式文件。
说明：
如果不用HJ-1数据预处理补丁，可以在波段列表中手动输入中心波长和波段宽度信息。
FLAASH参数设定
HSI数据已经经过了定标，单位是100W/（m2*um*sr），启动FLAASH工具，在输入辐射率数据时候，缩放系数填写：
1000（即缩小1000倍），（符合FLAASH对辐射亮度单位的要求（μW）/（cm2*nm*sr））。
图2辐射亮度值缩放系数
一、传感器基本信息设置
选择传感器类型，成像中心点经纬度，成像时间，高度信息（成像区域和传感器飞行高度）等都可以在HDF5文件中获取。
选择ENVI->
GenericFormats->
HDF5，打开.h5文件，如下是相应参数填写。
图3成像中心点经纬度信息
图4成像时间（选择开始扫描时间，开始和结束时间相差不大）
传感器信息是固定的：
飞行高度——650km，像元分辨率——100米
二、大气参数设置
●大气模型（AtmosphericModel）根据经纬度和日期来定。
表1六种标准的大气模型
Latitude（°
N）
Jan.
March
May
July
Sept.
Nov.
80
SAW
MLW
70
60
SAS
50
40
MLS
30
T
20
10
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
●水气反演设置WaterRetrieval，
设置为yes。
使用水气去除模型，数据必须具有15nm以上波谱分辨率，且至少覆盖以下波谱范围之一：
1050-1210nm（对应1135nm）
870-1020nm（对应940nm）
770-870nm（对应820nm）
HSI选择820nm。
l气溶胶模型
根据影像所在地区的情况来设定，这里选择Rural（乡村）。
提供两种气溶胶去除方法：
2-Band（K-T）方法（类似模糊减少法），如果没有找到适应的黑值（一般是阴影区或者水体），系统将采用能见度值来计算；
所以即使选择了该选项也要给能见度。
HSI数据由于缺少短波红外波段，这里选择None，采用能见度值参与气溶胶去除。
能见度值大约参考值参见下表
天气条件
能见度
晴朗
40to100km
中等雾、阴霾
20to30km
厚雾、阴霾
15km或者更少
三、高光谱数据参数设置
1）自动选择通道定义（推荐）
图5高光谱设置
2）高级设置里注意将TitleSize设置成合适的值，一般设置成100-800不等，如有发现此类问题相关报错，请试着调试TitleSize大小和图7中的ImageTitleSize大小，一般CacheSize设置成物理内存的一半，ImageTitleSize大小设置成CacheSize的一半。
图6
图7
FLAASH大气校正常见错误及解决方法
FLAASH对输入数据类型有以下几个要求：
1、波段范围：
卫星图像：
400－2500nm，航空图像：
860nm-1135nm。
如果要执行水汽反演，光谱分辨率<
=15nm（环境小卫星的光谱分辨率平均为5nm），且至少包含以下波段范围中的一个：
l1050-1210nm
l770-870nm
l870-1020nm
2、像元值类型：
经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单位是：
（μW）/（cm2*nm*sr）。
3、数据类型：
浮点型（FloatingPoint）、32位无符号整型（LongInteger）、16位无符号和有符号整型（Integer、UnsignedInt），但是最终会在导入数据时通过ScaleFactor转成浮点型的辐射亮度（μW）/（cm2*nm*sr）。
4、文件类型：
ENVI标准栅格格式文件，BIP或者BIL储存结构。
5、中心波长：
数据头文件中（或者单独的一个文本文件）包含中心波长（wavelenth）值，如果是高光谱还必须有波段宽度（FWHM），这两个参数都可以通过编辑头文件信息输入（EditHeader）。
运行错误
1.Unabletowritetothisfile.Fileordirectoryisinvalidorunavailable。
没有设置输出反射率文件名。
解决方法是单击OutputReflectanceFile按钮，选择反射率数据输出目录及文件名，或者直接手动输入。
2.ACCError：
convert7
IDLError：
Endofinputrecordencounteredonfileunit:
0.
平均海拔高程太大。
注意：
填写影像所在区域的平均海拔高程的单位是km：
GroundElevation（Km）。
3.ACCerror：
avrd:
IDLerror：
Unabletoallocatememory:
tomakearray
Notenoughspace
ACC_AVRD
为了能处理大数据，ENVI采用分块计算的方式，这个提示是分块（Tile）太大了。
在高级设置里面（AdvancedSettings），tilesize：
它默认是File->
preferences->
miscellaneous:
cache的大小，这个值正常是1~4Mb（0背景很少的情况下）;
如果0背景较多，这个值还是需要设置大一些，比如100~200m。
4.ACCerror:
Nononblankpixelsfound
IDLerror:
OPENR:
Erroropeningfile.Unit:
100,
为了能处理大数据，ENVI采用分块计算的方式，当Tile设置太小，而且有背景值（0），就会出现一个Tile中全部为0的情况，提示这个错误信息。
在高级设置里面（AdvancedSettings），tilesize：
设置稍微大一些，如100~200M等。
5.ACCerror:
lsmooth2:
ACC_LSMOOTH2:
Cannotcontinuewithsmoothingcalculation
ENVI的FLAASH提供领域纠正功能，但是MODIS、AVHRR等图像分辨率比较低，领域效应区分不出来。
解决方法是在在高级设置里面（AdvancedSettings），将领域纠正（UseAdjacencyCorrection）设置为No。
6.ACCerror:
modrd5:
Nonfinitenumbersincoefficientarraycoef<
?
xml:
namespaceprefix=ons="
urn:
schemas-microsoft-com:
office:
office"
/>
IDLerror:
CDRIVER4V3R2:
>
WaitforMODTRAN4calculationto
finish…
<
namespaceprefix=vns="
vml"
提示传入MODTRAN模型参数有误，常常是由于太阳高度角太小或者太大引起的。
提示这个错误之前会出现以下提示框。
解决方法是确认填写的影像中心位置经纬度信息（西经为负数、南纬为负数）、影像成像时间（格林威治时间）是否正确。
7.ACCerror:
autochan
HIS数据缺少K-T气溶胶反演的所需的波段，因此不能使用K-T方法反演气溶胶。
8、ACCerror:
autochanACC_AUTOCHAN:
Nowaterabsorptionchannelsselected
这种错误一直没模拟出来，一般是由于水汽反演、大气模型的选择和飞行时间的问题，如飞行时间使用的是北京时间等。
9、ACCerror:
avrd
REBIN:
Resultdimensionsmustbeintegerfactoroforiginaldimen
这个错位一般出现在你多次执行FLAASH工程文件时，没有重新设置输出文件而选择替代的时候出现。
好的方法就是重新启动FLAASH和加载一次工程文件。
结果错误
1.结果中某一个波段或者多个波段全部为0或者负值
主要产生的原因是输入的辐射亮度数据值偏小。
可能有以下几种情况：
（1）在传感器定标的时候选择的是表观反射率（Reflectance）而不是辐射率数据（Radiance）；
（2）没有做传感器定标，即没有将DN值转换为辐射率数据；
（3）选择了错误的波谱响应函数；
（4）用BandMath做了辐射亮度的单位换算，在FLAASH中导入辐射亮度数据时，ScaleFactor选择的不是1.0000。
2.结果中极大值、极小值非常多，也就是0~10000之外的值。
当选择RGB假彩色显示的时候，出现花花绿绿的情况。
辐射定标得到的辐射率数据单位与FLAASH要求的单位不一样。
（1）用BandMath做了辐射亮度的单位换算，在FLAASH中导入辐射亮度数据时，ScaleFactor选择的不是1.0000。
（2）没有做单位换算。
3.结果中部分像元为负值
这个属于正常现象。
FLAASH是采用MODTRAN辐射传输模型模拟成像中的大气过程，而且很多大气属性都是通过图像来估算，加上大气组成的非均一性，即使MODTRAN4模型精度很高，也不能完全表达大气辐射传输的真实状况。
当影像上有强吸收或者高反射地物时候，就会出现部分像元为负值（如深水、高密度）或者大于10000。
解决方法可以手动修改，如用周围的像元的平均值代替，可以使用ENVI下的TheDEMEditingTool工具。
4.结果图像以RGB显示比原图像视觉效果要差，如模糊。
这个需要了解下遥感软件RGB显示机制。
遥感软件为了让遥感图像显示更加“艳丽”，方便解译，默认会对图像进行拉伸显示，一般是2%的线性拉伸。
也就是我们常常会看到图像值有两个，一个是Scrn值，也就是拉伸之后的显示值，一个是Data值，也就是原始的图像DN值。
另外一个方面，目前我们的RGB加色法显示都是基于8bit显示，也就是0~255。
FLAASH大气校正之后的结果是16bit的整型，而且存在一些极小、极大值，这些对直方图整体形状有一定的影响，影响拉伸效果。
解决方法是利用ENVI下的Interactivestretching工具，选择有效值范围进行拉伸。
还有一种情况是校正图像有很多背景值，比如经过几何校正的整景TM影像。
背景及图像边缘处的像元在大气校正之后变成负值或者0值，由于这样的像元数量多，对图像的整体拉伸影响很大。
解决方法就是将这些像元掩膜掉，如在ROITool中，利用Option->
BandThresholdtoROI建立一个ROI进行图像裁剪。
5.结果图像为什么像元值大多是大于1
ENVIFLAASH考虑到数据储存和后续处理，将大气校正得到的反射率结果乘以10000变成16bit整型。
如果想让反射率结果在0~1范围，可用BandMath，表达式为b1/10000.0。
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