当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

辐射定标教程


在新版本 ENVI 中(4.5 版本以及更新),没有单独设立 ASTER 和 MODIS 定标 定标的工具。对于 定标。 ASTER L1A/L1B 和 MODIS 02 级数据,在打开数据时会自动完成对数据的定标 定标 如图 1 所示打开 ASTER L1B 的结果,在波段列表中,自动读取各个波段的中心波长信息,并 按照波段范围信息(VNIR、SWIR、TIR)分组波段。其中

VNIR、SWIR 自动定标 定标为辐射亮度, 定标 定标为大气表观温度值,单位:开尔文。打开其中一个数 单位是:W/m2/sr/μm;TIR 数据定标 定标 据,浏览像元值,可以看到已经定标 定标为浮点型的辐射亮度值。 定标

图 1 ASTER L1B 数据

如图 2 为打开 MODIS 02 级 1km 数据,其中 250 米和 500 米的波段经过重采样为 1km 加入这个数据集中。ENVI 根据各个波段的中心波长信息定标 定标为三个类型数据:反射率数据 定标 (Reflectance)、辐射亮度值数据(Radiance)和发射率数据(Emissive)。其中反射率和发 射率为 0~1 无单位值,辐射亮度值单位是:W/m2/μm/sr。

图 2 MODIS 02 级数据

如果打开原始的 ASTER 和 MODIS 的 DN 值数据, 可以在 ENVI 主菜单中选择 File->preferences, 切换到 Miscellaneous 面板,将 Auto-Correct ASTER/MODIS 项设置为 NO。

3.2 Landsat 数据定标 定标
ENVI4.7 版本改进了 Landsat 数据定标 定标的功能,对于 Landsat4/5 数据可以手动选择以下两种 定标

定标公式: 定标

式中: QCAL 为原始量化的 DN 值 LMINλ 为 QCAL = 0 时的辐射亮度值 LMAXλ 为 QCAL = QCALMAX 时的辐射亮度值 注:LMINλ 和 LMAXλ 的值取自 Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果。 QCALMIN 是最小量化定标 定标像素值(与 LMINλ 类似)。取值如下: 定标

1:LPGS 产品

1:04 April 2004 之后的 NLAPS 产品

0:04 April 2004 之前的 NLAPS 产品 注:如果没有元数据信息,QCALMIN 取默认值 1(TM 和 ETM+))或者 0 (MSS)。 QCALMAX 为最小量化定标 定标像素值 (与 LMAXλ 类似) 根据元数据信息取值为 127, 254, 255。 。 定标 当缺少元数据时,QCALMAX 取默认值:255 (TM 和 ETM+)或者 127 (MSS)。作为结果的辐 射亮度值的单位为(W/(cm2*sr*µm))。 定标参数使用 Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果, 其中 LPGS 和 NLAPS 分别是 定标 两种数据处理系统得到的产品:the Level 1 Product Generation System (LPGS) 和 the National Land Archive Production System (NLAPS),从 2008 年 12 月份开始,L7 ETM+ 和 L5 都

是以 LPGS 系统处理,L4 TM 和 MSS 以 NLAPS 系统处理。具体参数如下所示:

NLAPS 处理和 LPGS 处理产品的 MSS 定标 定标参数

NLAPS 处理产品的 TM4、5 定标参数 定标

定标参数。 说明:L5 TM 在(1984–1991)间数据使用(LMAXλ=169, 333)定标 定标

定标参数 LPGS 处理产品的 ETM+数据定标 定标

同时 ENVI 还可以定标 定标为表观大气反射率(ρp): 定标

公式 3

式中: Lλ 为辐射亮度值 d 为天文单位的日地距离 ESUNλ 为太阳表观辐射率均值,对于 Landsat 7 ETM+,ENVI 使用“the Landsat 7 Science Data Users Handbook”上记录的参数; 对于 Landsat TM 4/5,ENVI 使用 Chander and Markham (2003) 研究成果 θs 是以度为单位的太阳高度角。 如果定标 Landsat 数据带有元数据,ENVI 会自动识别定标 定标的 定标参数。对于带元数据文件的 定标 定标 Landsat 7 GeoTIFF(*_MTL.txt) ,需要通过这种方式打开文件 File → Open External File → Landsat → GeoTIFF with Metadata。选择 Basic Tools → Preprocessing → Calibration Utilities → 定标工具。 Landsat Calibration,可以打开定标 定标

图 3 Fast 格式的 L7 定标 定标界面

图 4 Landsat 7 GeoTIFF(*_MTL.txt)定标 定标界面 定标

定标参数(默认情况下的参数经常不准), 当遇到没有元数据文件的数据时,需要手动输入定标 定标 定标参数可以通过 NASA 网站查询或者是一些研究成果, 由于不同处理系统或者数据经过重 定标 采样后原始的 DN 会有所不同,因此定标 定标参数也有很多套标准。如下网址为 NASA 公布的定 定标 定 标参数。

http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov/handbook/handbook_htmls/chapter9/chapter9.html

定标的数据格式是 ENVI 标准格式或者 TIF 格式,一次只能定标 定标一个波段。 注意的是如果定标 定标 定标

图 5 缺少元数据文件时候的定标 定标界面 定标

下面表 1 和表 2 是 Landsat5 的其他版本定标 定标参数供参考。 定标 表 1 Landsat TM5 飞行前辐射定标 定标系数(实验室定标 定标) 定标 定标

Band

Gain

offset

1

0.602

-1.52

2

1.170

-2.84

3

0.806

-1.17

4

0.815

-1.51

5

0.108

-0.37

6

0.055

1.24

7

0.057

-0.15

表 2 Landsat TM 5 辐射定标 定标系数(Gyannesh Chander 等(2003 年)) 定标

从 1984 年 3 月 1 号至 2003 年 5 月 4 号

2003 年 5 月 5 号之后

Band 1

LMIN -1.52

LMAX

Gain

offset -1.52

LMIN -1.52

LMAX 193.0

Gain 0.762824

offset -1.52

152.10 0.602431

2 3 4 5 6 7

-2.84 -1.17 -1.51 -0.37 1.2378 -0.15

296.81 1.175100 204.30 0.805765 206.20 0.814549 27.19 0.108078

-2.84 -1.17 -1.51 -0.37

-2.84 -1.17 -1.51 -0.37

365.0 264.0 221.0 30.2

1.442510 1.039880 0.872588 0.119882

-2.84 -1.17 -1.51 -0.37

15.303 0.055158 1.2378 1.2378 14.38 0.056980 -0.15 -0.15

15.303 0.055158 1.2378 16.5 0.065294 -1.15

3.3 AVHRR 数据定标 ENVI 提供的 AVHRR 定标 定标工具可以对来自 NOAA-6、 -8、 -7、 定标
-9、-10、-11、-12、 -14、 -15、-16、-17、-18 和-19 卫星的 AVHRR 数据进行定标 定标。波段 1 定标 和 2 被定标 定标为反射率,波段 3、4 和 5 被定标 定标为亮温值(单位:开尔文)。其中 NOAA-6、-7、 定标 定标 -8、-9、-10、-11 选择主模块->Basic Tools(或 Spectral)->Preprocessing-> Data-Specific Utilities->AVHRR->Calibrate NOAA 6/7/8/9/10/11。界面比较简单。 在 SST 技术方面,ENVI 使用多通道海面温度(Multi-Channel Sea Surface Temperature ——MCSST)计算算法(包括三种:Split-window、dual-window 和 triple-window

),分别用于白天和夜间的数据。每种方法的计算公式如下所示。 1.NOAA-12,-14,-15: : Day MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1) Night MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ)-1) Night MCSST Dual Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band4) + a3* (sec(φ) -1) Night MCSST Triple Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band5) + a3* (sec(φ)-1) 2.NOAA-16,-17,-18: : Day MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2*band5 + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1) Night MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2*band5 + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1) Night MCSST Dual Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band4) + a3* (sec(φ) -1) Night MCSST Triple Ts = a0 + a1*band3 + a2*band4 + a3*band5 + a4* (band3 - band5) * (sec(φ) -1)

3.NOAA-19 Day MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2(band4 - band5) + a3(band4 - band5)(sec(φ) -1) Night MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2(band4 - band5) + a3(band4 - band5)(sec(φ) -1) Night MCSST Dual Ts = a0 + a1*band4 + a2(band3 - band4) + a3(sec(φ) -1) Night MCSST Triple Ts = a0 + a1*band4 + a2(band3 - band5) + a3(band3 - band5)(sec(φ) -1) 4.NOAA MetOp-A FRAC: : Day MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1) Night MCSST Split Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1) Night MCSST Dual Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band4) + a3* (sec(φ) -1) Night MCSST Triple Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band5) + a3*(band3 - band5) * (sec(φ) -1) 其中 Sec(φ)是卫星高度角的正切值,Band3、4、5 是定标 定标后的亮温值(单位:开尔文),“a” 定标 参数值是根据漂流浮标和热带太平洋固定浮标数据, 利用回归模型获得。 不同的卫星对应的 参数不一样,详细参见表 3~6。 表 3 Day MCSST Split

Satellite NOAA-12 NOAA-14 NOAA-15 NOAA-16 NOAA-17 NOAA-18 NOAA-19

a0 -263.006 -278.43

a1 0.963563 1.017342

a2 2.579211 2.139588

a3 0.242598 0.779706

-261.029735 0.959456 2.663579879 0.570613 -273.77 -271.206 -280.43 -278.74596 3.301267 0.992818 1.02453 1.01922 -2.30195 -2.49916 2.10044 1.72270 0.628966 0.915103 0.0784059 0.80263

MetOp-A FRAC

-273.816

1.00255

2.39451

0.903773

表 4 Night MCSST Split

Satellite NOAA-12 NOAA-14 NOAA-15 NOAA-16 NOAA-17 NOAA-18 NOAA-19 MetOp-A FRAC

a0 -263.94 -282.24

a1 0.967077 1.029088

a2 2.384376 2.275385

a3 0.480788 0.752567

-271.3969724 0.993892 2.7523466369 0.662999 -273.15 -276.59 -276.075 -277.71304 -277.447 -2.53655 1.01015 1.00841 1.01432 1.01377 3.5316 -2.5815 2.23459 1.91798 2.52362 0.753291 1.000541 0.736946 0.72064 1.03056

表 5 Night MCSST Dual

Satellite NOAA-12 NOAA-14 NOAA-15 NOAA-16 NOAA-17 NOAA-18 NOAA-19 MetOp-A FRAC

a0 -279.846 -273.914

a1 1.031355 1.008751

a2 1.288548 1.409936

a3 2.265075 1.975581

-283.5117285 1.041037 1.5875819344 1.67743 -273.082 -276.603 -279.755 -276.61174 -273.235 1.50825 1.01805 1.02958 1.01873 1.00711 1.00413 1.49789 0.0502887 1.47374 1.49927 1.52452 1.96181 1.78302 1.88560 1.88373

表 6 Night MCSST Triple

Satellite NOAA-12 NOAA-14 NOAA-15 NOAA-16 NOAA-17 NOAA-18 NOAA-19 MetOp-A FRAC

a0 -271.971 -275.364

a1 1.000281 1.010037

a2 0.911173 0.920822

a3 1.710028 1.760411

a4

-276.7558563 1.015354 1.0635723508 1.294955 -271.763 -274.622 -274.398 -275.24563 -273.044 0.733532 1.00903 1.00820 1.01084 1.00424 1.01684 0.913248 0.841674 0.81643 0.894349 0.344182 -0.753123 0.440015 0.377061 0.43235 0.508159

4 总结
对于一些新上天的传感器,实验室定标 定标参数基本能满足应用需求。当对精度要求较 定标 高时候,往往需要通过场地定标 定标的方式提高定标 定标的结果。对于一些服役时间较长的传感器, 定标 定标 也需要通过场地定标 定标的方式来校对实验室定标 定标结果,最典型的是 Landsat 系列卫星。 定标 定标 定标时的数据源往往是初级别的,因为定标 定标是对 DN 值得注意的是,为保证精度,定标 定标 定标 进行运算,如果经过重采样的数据其 DN 值会发生一定变化。


相关文章:
高分一号辐射定标和大气校正
(3) 辐射定标:选择 Toolbox->Radiometric Correction-> Radiometric Calibration,选择待 处理的高分数据。 (4) 弹出 Radiometric Calibration 对话框,进行如图设置。 ...
ENVI+遥感图像的辐射定标
ENVI+遥感图像的辐射定标_天文/地理_自然科学_专业资料。实验:遥感图像的辐射定标...辐射定标教程 14页 1下载券 ENVI--专题五辐射定标与... 12页 1下载券 ENVI...
遥感实验 ——辐射定标与大气校正
姓名: 学号: 日期: 1.实验名称辐射定标与大气校正 2、 实验目的熟悉遥感软件, 掌握 ENVI 中对图像辐射定标与大气校正的基本方法。 3、实验原理 1、辐射定标是...
Landsat TM 辐射定标和大气校正步骤
之前我们进行了辐射定标,得到辐亮度图像,在这里要把 BSQ 格式的图像 转换为 BIL 或者 BIP 格式的图像,然后再 Input Radiance Image 中选择转换 格式后的图像。(...
遥感图像辐射定标
遥感图像辐射定标时间:2010-02-19 17:10 来源:未知 作者:admin 我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的 DN 值,而进行遥感定量化 分析时,常用到辐射...
操作-大气校正,辐射定标,气溶胶反演
操作-大气校正,辐射定标,气溶胶反演_天文/地理_自然科学_专业资料。基于 RS\GIS 监测洪灾变化上机操作实例 基本原理: ① 大气校正 遥感图像在获取过程中,受到大气...
绝对辐射定标系数
绝对辐射定标系数_天文/地理_自然科学_专业资料。资源卫星辐射定标系数国产陆地观测卫星2013年外场绝对辐射定标系数 1、 资源三号(ZY-3)卫星绝对辐射定标系数见表2 ...
辐射定标、辐射校正、大气校正、正射校正等相关概念
辐射定标、辐射校正、大气校正、正射校正等相关概念_天文/地理_自然科学_专业资料。辐射定标、辐射校正、大气校正、正射校正等相关概念 作为初学者,容易将这几个...
作业标准1:辐射定标及波段运算
作业标准1:辐射定标及波段运算_信息与通信_工程科技_专业资料。一 总述 1 遥感...辐射定标教程 14页 1下载券 ENVI--专题五辐射定标与... 12页 1下载券©...
资源三号卫星绝对辐射定标系数
资源三号卫星绝对辐射定标系数我国首颗民用高分立体测绘卫星资源三号已在轨运行近一年, 中 国资源卫星应用中心于2012年8月开展了敦煌辐射校正场定标试验, 成功获取...
更多相关标签:
辐射定标 | envi辐射定标 | landsat8辐射定标 | 辐射定标和大气校正 | envi5.1辐射定标 | 辐射定标公式 | 高分一号辐射定标 | 2016绝对辐射定标系数 |