ENVI大气校正实习.docx
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ENVI大气校正实习
实习内容
一、实习要求
1.要求所有的内容自己独立完成,软件环境使用ENVI遥感图像处理系统。
2.数据采用提供的Landsat7多光谱数据和AVIRIS高光谱数据,也可以采用其他数据完成实习内容。
3.熟悉大气校正的原理和相关内容。
4.对比黑暗像元大气校正、平场域法、对数残差法、经验线法和FLAASH大气校正结果有何异同。
5.要求提交实习报告,包括实现过程和主要结果的截图,实习中碰到的问题与解决方式要在实习报告中加以详细的阐述。
二、实习内容
了解使用Flaash大气校正模块对多光谱和高光谱数据进行大气校正的原理以与过程,可以借助网络或者参考书籍弄懂Flaash大气校正的特点、处理步骤、算法的基本原理、Flaash输入数据的要求和输入参数的说明等。
三、实习步骤
多光谱数据的大气校正
数据准备
这一步主要完成的工作是数据的辐射定标,以与按照FLAASH对数据要求进行相关的处理。
第一步传感器定标
(1)启动ENVI,在ENVI主菜单中,选择External—Fast,在文件选择对话框中选择LandsatTM_JasperRidge_hrf.fst头文件,ENVI自动将数据添加到波段列表中。
(2)在ENVI主菜单中,选择BasicTools—Preprocessing—CalibrationUtilities—LandsetCalibration,选择影像,打开Landset定标工具。
(3)Landset定标工具会从元数据文件中自动获取相关的参数信息,包括成像日期,定标参数等,选择CalibrationType:
Radiance。
(4)选择输入的路径和文件名,单击OK按钮执行定标处理。
得到的辐射亮度单位为W/(m2*um*sr),FLAASH要求的辐射亮度的单位为uW/(cm2*um*sr),两者相差10倍关系。
图像的存储顺序为BSQ,下面将定标结果进行换算和BSQ—BIL的转换处理。
第二步辐射亮度单位转换
(1)在主菜单中,选择BasicTools—BandMath。
(2)在Enteranexpression输入B1/10.0,单击OK按钮,打开VariablestoBandsPairings对话框。
(3)单击MapVariabletoInputFile按钮,在文件输入对话框中选择辐射量度值文件。
(4)单击Choose按钮,选择输出文件名与路径,单击OK按钮,执行操作。
第三步存储顺序调整
(1)在主菜单中,选择BasicTools—ConvertData(BSQ、BIL、BIP),在ConvertFile对话框中选择上一步波段运算的结果。
单击OK按钮打开Convert。
(2)选择OutputInterleave:
BIL,ConvertInPlace:
Yes。
(3)单击OK,执行处理。
这样就获得了符合FLAASH要求的辐射亮度值。
输入FLAASH参数
在主菜单中,选择Spectral—FLAASH,打开FLAASH功能。
(1)文件的输入和输出信息。
单击InputRadianceImage按钮,选择上一步准备好的辐射亮度值数据。
由于经过了单位换算过程,在RadianceScaleFactors对话框中选择Usesinglefactorforallbands(singlescalefactor:
1.00000)。
单击OutputReflectanceFile按钮,选择输出文件名和路径。
(2)传感器与图像目标信息。
Lat:
37.4758,lon:
122.1331(从元数据文件中获取)
sensorType:
LandsatTM7
Groundelevation:
0.1000(从相应区域的DEM获得平均值)
FlightData:
1999-07-07,FlightTime:
18:
38:
48(从元数据文件中获取)
(3)大气模型(AtmosphericModel):
Mid-LatitudeSummer
(4)气溶胶模型(AerosolModel):
Rural
(5)气溶胶反演(AerosolRetrieval):
2-Band(K-T)
(6)多光谱设置(MultispectralSettings)。
Defaults下拉框:
Over-LandRetrievalStandard(660:
2100)
(7)初始能见度(InitialVisibility):
35
(8)高级设置(AdvancedSettings):
按照默认设置。
(9)单击Apply按钮,执行FLAASH大气校正。
浏览结果
(1)分别在Display窗口中显示原始图像和FLAASH校正后的发射率图像。
(2)在其中一个窗口中单击右键选择GeopraphicLink,将两个Display窗口地理链接。
(3)将两个窗口移动到植被区域,分别在两个Display窗口中单击右键选择ZPro),获得两个图像上的植被波谱曲线,可以看到校正后的植被波谱曲线更加接近真实植被波谱。
大气校正前后植被的波谱曲线
高光谱数据的大气校正
以AVIRIS高光谱数据为例,介绍高光谱数据的FLAASH大气校正过程。
浏览高光谱数据
此AVIRIS高光谱数据为经过传感器定标的辐射亮度数据。
(1)在ENVI主菜单中,选择ImageFile,打开JasperRidge98av.img
(2)在波段列表中,选择JasperRidge98av.img,单击右键选择LoadTrueColor,在Display窗口中显示真彩色合成图像。
(3)在主窗口中点击右键,快捷菜单中选择PixelLocator,设置Sample:
366;Line:
179。
此像元为硬质水泥地,吸收特征主要受大气的影像,单击Apply按钮。
(4)在主窗口中单击右键,快捷菜单中选择ZPro),打开SpectralProfile窗口,绘制像素(366,179)的波谱剖面。
(5)在SpectralProfile窗口中,可以看到在760nm、940nm和1135nm处,水汽具有吸收特征,1400nm和1900nm附近基本没有反射能量,二氧化碳2000nm附近有两个吸收特征。
AVIRIS数据大气校正
(1)在ENVI菜单中,选择Spectral—FLAASH,打开FLAASHAtmosphericCorrectionModelarameters对话框。
(2)单击InputRadianceImage按钮,选择JasperRidge98av.img文件。
在RadianceScaleFactors对话框中选择Readarrayofscalefactors(1perband)fromASCIIfile,单击OK按钮。
(3)选择AVIRIS_1998_scale.txt文件,按照默认设置,单击OK按钮。
注:
这个文件一般由数据提供商提供,如Hyperion传感器的系数是VNIR:
400,SWIR:
800
(4)单击OnputReflectanceImage按钮,选择输出路径与文件名。
(5)单击OutputDirectoryforFLAASHFiles按钮,选择文件输出目录。
(6)如下图填写传感器与图像目标信息与其他信息。
(7)单击Appay按钮,执行FLAASH大气校正。
浏览结果
FLAASH计算完成之后,输出地表反射率图像、水汽含量图像和云分类图像。
(1)在波段列表中选择地表反射率图像,单击右键选择LoadTrueColor。
(2)在主窗口菜单中,选择会计菜单LinkDisplay,将Display#1和Display#2连接,点位到像素(366,179)位置。
(3)在显示反射率图像的窗口中右键选择ZProfile,获得绘制像素(366,179)的波谱剖面。
(4)对比上图同一点的光谱曲线,可以看到,已经校正了760nm、940nm和1135nm处水汽吸收特征的影响,在1400nm和1900nm附近反射率为0,二氧化碳在2000nm附近有两个吸收特征的影响也去除了。