地表反射率计算
地表反射率计算
黄石市地表反射率计算一、数据预处理1、打开：用ENVI5.1将黄石市2000年遥感影像数据的3,、4、5波段打开（1）用鼠标左键双击ENVI5.1图标，打开ENVI5.1程序；（2）打开黄石市2000年遥感影像数据的3,、4、5波段。
File→Open Image File→选择黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段→打开。
2、合成：对黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段进行合成。
Basic Tools→Layer Stacking→Import File→选择黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng）→打开→Ok3、裁剪：用黄石市边界矢量数据裁剪合成后的2000黄石市遥感影像。
（1）打开合成后的黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段；File→Open Image File→选图（2000_band543_hecheng）→打开→Ok （2）打开黄石市边界矢量数据；Vector→Open Vector File→选图（黄石市边界范围.evf)→打开备注：建立掩膜时一定要将2000_band543_hecheng和黄石市矢量边界的影像打开。
（3）以黄石市边界矢量数据建立掩膜；Basic Tools→Masking→Bulid Mask→Display #1→Options →Import EVFS→选图（111）→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng_yanmo)→打开→Apply（4）应用掩膜；Basic Tools→Masking→Apply Mask→2000_band543_hecheng→Select Mask Bang→2000_band543_hecheng_yanmo→Ok→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng_clip)→打开→Ok（5）备注：若裁剪后Scroll窗口内黑色背景面积太大可以进行调整。
地表反射率,温度,植被指数
地表反射率、温度、植被指数、几何精纠正和Landsat影像Basic Tools|Band Math，在Band Math对话框中输入公式，公式中的ｂ３和ｂ４分别选取第3和第4波段的地表反射率。
然后导出结果。
二、地表温度反演1、计算辐射亮度。
加载htm影像，根据头文件中的数据，得到1、2波段的辐射亮度的计算公式0.067086617777667001*b1+(-0.067086617777667001)和0.037204722719868001*b2+(3.1627953249638470)，步骤同上，得出辐射量度的计算结果。
2、辐射反演。
利用公式T=k2/ln(k1/Lλ+1)算地物的辐射反演，其中T为开尔温度；查找参数值：k1=666.09; k2=1282.71;Lλ分别利用步骤1中的波段1和波段2的辐射量度。
3、统计反演后的地物的温度值，并比较其差异。
打开反演后的温度影像，右击影像选择ROI Tool，统计各种地物值的最大值，最小值，均值，标准差，将其统计到Excel中，比较其差异。
结果与分析一、DNVI建模【地表反射率】第3波段第4波段【DNVI】【3、4波段表观反射率和地表反射率的线性关系】【表观反射率和地表反射率的线性关系数学表达式】波段关系式波段关系式1波段y=0.8933*x+0.0473 4波段y=0.9401*x+0.00652波段y=0.8801*x+0.0242 5波段y=0.9399*x+0.0013波段y=0.9161*x+0.0143 7波段y=0.9584*x+0.0004【部分地物的DNVI值】地物DNVI值min max mean stdevReservior 0.057713 0.338587 0.145087 0.038598Snow -0.12395 0.152669 0.025088 0.031572Bare Land 0.105628 0.374843 0.192701 0.043621Urban -0.356923 0.038094 -0.273288 0.045284Plant 0.333387 0.786695 0.656094 0.081619Desert 0.071897 0.155663 0.100783 0.014291River 0.043469 0.429917 0.127503 0.08131【结果与分析】：通过对提取地物的DNVI值的可以发现，绿色的DNVI值比较高，原因是绿色植物叶绿素引起的红光吸收和叶肉组织引起的近红外光反射使得植被在近红外波段和红光波段有很大的差异；水体和裸地在红光波段和近红外波段反射率相当，因此水库和裸地的NDVI值接近0；雪地NDVI最低值中出现负值，是由于在近红外波段比可见光波段有较低的反射率；沙漠中植被很少，因此其近红外波段和红光波段的反射情况和裸地类似，因此其NDVI值接近于0；河流的NDVI值稍大于由于河流中存在一定的含沙量，使得地物在近红外波段的反射率大于近红外波段。
实习7、地表反射率、温度的反演以及植被指数的计算
基本原理一)地表反射率是指地表物体向各个方向上反射的太阳总辐射通量与到达该物体表面上的总辐射通量之比。
反照率可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L 或反照率p ，二向性反射率分布函数BRDF 来获得：地物反射率的光谱特征差异是从遥感影像中识别地表不同类型地物的基本依据，也是地表其他各种物理、生物物理参数反演的依据地表。
地表反射率的计算步骤：1、辐射定标：根据遥感影像DN 值计算到达传感器的各波段辐射亮度也就是将传感器记录的辐射量化值（Digital Number ，DN ）转换成绝对辐射亮度值、表观反射率，或者表观温度的过程。
绝对定标：通过各种标准辐射源，建立辐射亮度值与辐射量化值（DN ）之间的定量关系式中，辐射亮度值L 的常用单位为W/(m2.μm.sr)，或者μW/(cm2.nm.sr) 。
1W/(m2.μm.sr)=0.1 μW/(cm2.nm.sr)2、各波段表观反射率计算3、大气辐射校正（ENVI FLAASH/QUAC ）绝对大气辐射校正：消除大气辐射衰减效应，将遥感影像的DN 值转换为地表反射率、辐亮度、地表温度等的方法，此过程包含了辐射定标。
相对大气辐射校正：将遥感影像的DN 值转换为类似的整型数，同时消除大气辐射衰减效应。
FLAASH 是用数学建模辐射的物理行为，纠正波长在可见光至近红外和短波红外区域，最多3微米。
（对于热地区，使用基本工具>预处理>校准工具>热大气压校正菜单选项。
）不同于预先计算模拟结果的数据库内插辐射传输特性许多其他大气校正程序， FLAASH 采用了MODTRAN4辐射传输代码。
MODTRAN4并入ENVI FLAASH 的版本被修改，以校正在HITRAN -96水行参数的误差。
可以选择任何一种标准MODTRAN 大气模型和气溶胶类型，FLAASH 还包括以下功能：校正邻近效应（像素混合是由于表面反射辐射的散射） 计算场景的平均能见度（气溶胶/雾量）。
光学遥感卫星能量计算公式
光学遥感卫星能量计算公式光学遥感卫星是一种通过接收和记录地球表面反射的太阳能和热能辐射来获取地球表面信息的卫星。
在进行遥感数据处理和分析时，能量计算是一个非常重要的步骤。
本文将介绍光学遥感卫星能量计算的公式及其应用。
能量计算是指通过测量地球表面的辐射能量来推断地表特征和环境的一种方法。
在光学遥感中，能量计算主要包括太阳辐射能量和地表反射辐射能量的计算。
这两种能量的计算公式如下：1. 太阳辐射能量计算公式：太阳辐射能量 = 太阳辐射强度太阳天顶角余弦值。
太阳辐射强度是指太阳辐射在单位面积上的能量，通常以W/m^2为单位。
太阳天顶角是指太阳光线与垂直于地表的夹角，其余弦值可以通过太阳高度角来计算。
太阳高度角是指太阳光线与地平线的夹角，其计算公式为：sin(太阳高度角) = sin(纬度) sin(太阳赤纬) + cos(纬度) cos(太阳赤纬) cos(时角)。
其中，纬度是地点的纬度，太阳赤纬是太阳在黄道上的位置，时角是太阳时角与当地子午线时角之差。
通过太阳高度角的计算，可以得到太阳天顶角的余弦值，从而计算太阳辐射能量。
2. 地表反射辐射能量计算公式：地表反射辐射能量 = 地表反射率太阳辐射能量。
地表反射率是指地表对太阳辐射的反射能力，通常取值在0到1之间。
地表反射率的计算可以通过遥感影像的反射率谱进行，或者通过地面观测仪器进行实地测量。
通过地表反射率和太阳辐射能量的乘积，可以得到地表反射辐射能量。
在实际应用中，光学遥感卫星能量计算公式可以用于计算地表的光学特性，如地表反照率、植被指数等。
这些光学特性对于环境监测、资源调查和地质勘探等领域具有重要的应用价值。
例如，通过计算地表反射率可以推断出地表的类型（如水体、植被、建筑物等），从而实现对地表覆盖类型的分类和监测。
另外，地表反射率还可以用于计算地表温度，从而实现对地表热环境的监测和分析。
除了能量计算公式，光学遥感卫星数据处理中还涉及到大量的数据预处理、辐射校正和影像解译等步骤。
计算植被覆盖度
b1：处理后的植被覆盖度影像，b2：掩膜影像
0-0.1：第一等级
0.1-0.3：第二等级
0.3-0.5：第三等级
0.5-0.7：第四等级
0.7-1：第五等级
植被覆盖率取值为0且位于黄石市边界范围内的像元取值为0。
(b1 ge 0 and b1 le 0.1 and b2 eq 1)*1+(b1 gt 0.1 and b1 le 0.3)*2+(b1 gt 0.3 and b1 le 0.5)*3+(b1 gt 0.5 and b1 le 0.7)*4+(b1 gt 0.7 and b1 le 1)*5+(b2 eq 0)*0
用6S模型来计算植被覆盖度和地表反射率。
计算植被覆盖度
1、数据准备：第3波段和第4波段地表发射率的遥感影像
2、计算NDVI（归一化植被指数）
NDVI=（R4-R3)/(r4+r3) 在ENVI中r为b
3、计算FVC(植物覆盖度）
其中，FVC是植被覆盖度：
FVC=[(NDVI-NDVIs)/(NDVIv-NDVIs)]2
1，数据准备：TM3、TM4地表反射率。
2、计算NDVI(归一化植被指数)
公式：NDVI=(R4-R3)/（r4+r3）
其中r4与r3 是相应波段的地表反射率。
在envi r为b
3、计算植被覆盖度(FVC)。
FVC=[(NDVI-NDVIs)/(NDVIv-NDVIs)]2
NDVIs=0.05 NDVIv=0.07 (注意：在ENVI中NDVI用b1表示）
FVC=[(b1-0.05)/(0.7-0.05)]*[(b1-0.05)/(0.7-0.05)]
遥感数字图像处理_地表反射率、温度的反演以及植被指数的计算
操作方法及过程1、使用ENVI对landsat 7 ETM+原始数据进行辐射定标：①对1、2、3、4、5、7波段进行辐射定标。
利用ENVI中的File |Open External File |Landsat Geo TIFF with MetaData加载威武市Landsat ETM+原始影像数据中的_MTL文件，再利用Basic Tools |Preprocessing |Calibration Utilities |Landsat Calibration 在弹出的对话对话框中选择包含1、2、3、4、5、7波段的_MTL文件，将Calibration Type选为Radiance，然后选择输出路径保存为radiance。
②对61和62波段进行辐射定标。
步骤和上面的一样，只是选择输入文件时为包含61和62波段的_MTL文件，将结果保存为radiance_band6。
2、将BSQ格式的影像数据转化为BIL：利用Basic Tools |Convert Data，弹出对话框中选择Radiance，Output Interleave中选择BIL，选择输出路径保存为radiance_BIL。
3、使用FLAASH大气辐射校正模型进行地表反射率的计算：①利用Spectral |FLASSH弹出大气校正模型参数设置窗口如下：分别按照以上所示的内容进行参数设置，将输入文件设为radiance_BIL，输出文件设为flassh，设置Scene Center Location时，打开原始影像在头文件中找到行和列，算出中心行和列，利用Pixel Locator工具找到中心点的经纬度。
将Sensor Type设为Landsat TM7。
设置Ground Elevation时，利用裁剪工具在亚洲幅SRTM DEM影像数据中裁剪该地区的DEM数据，再用统计功能算出高程的平均值为2058m。
在头文件中找到Flight Data：1999年8月10日，Flight Time GTM:3时36分39秒。
测绘技术中的遥感反射率计算方法
测绘技术中的遥感反射率计算方法随着科技的不断进步，遥感技术在测绘领域中的应用日益广泛。
遥感技术通过利用遥感仪器捕捉地球表面的电磁波辐射，并进行数据处理和分析，可以获取有关地表特征、环境变化和资源分布等信息。
在遥感技术中，反射率是衡量地表材料对入射辐射的反射程度的指标。
通过测量地表的反射率，可以对地表进行分类、识别和定量化分析。
而遥感反射率的计算方法主要包括无标定点数据反演法、基于植被指数法和基于辐射模型法等。
无标定点数据反演法是一种常见的遥感反射率计算方法。
该方法通过获取一组无标定点的遥感数据，通过数据预处理和模型校正，计算出地表的反射率。
在数据预处理过程中，需要进行大气校正，以消除大气吸收和散射对数据的影响。
然后，通过反射率模型，将无标定点数据转化为地表反射率。
尽管这种方法在实际应用中具有一定的局限性，但基于其对无标定点数据的利用，可以在一定程度上减少对地面实测样点的需求，提高了测绘工作的效率。
基于植被指数法是另一种常用的遥感反射率计算方法。
植被指数是通过比较植被绿度与其他波段的反射率之间的关系来度量植被生长状况的指标。
在这种方法中，首先需要获取多个波段的遥感数据，然后计算植被指数。
最常用的植被指数有归一化植被指数（NDVI）、简化植被指数（SAVI）和差值植被指数（DVI）等。
通过计算植被指数，可以反映出地表植被的状况和变化，从而计算出反射率。
这种方法简单易行，广泛应用于农业、林业和生态环境等领域。
基于辐射模型法是一种基于物理原理的遥感反射率计算方法。
该方法通过建立地表反射率与地物光谱特征之间的数学模型，通过模型参数的计算和优化，来计算地表的反射率。
在这种方法中，需要获取不同地物的光谱特征曲线，然后根据地物反射光谱的形态特征，推导出相应的辐射模型。
最常用的辐射模型有方位距离模型（BRDF）、中心光谱模型（CSD）和半经验模型等。
通过这些模型，可以准确计算出地表的反射率，为测绘工作提供了精确的数据支持。
FVC计算——精选推荐
FVC计算基于6S和ENVI的黄⽯市遥感地表植被覆盖度计算数据：处理好的黄⽯市TM3、TM4影像实验步骤⼀、⽤6S软件计算出TM3和TM4的地表反射率⼆、计算地表覆盖度计算公式：y=xa*(measured radiance)-xb; acr=y/(1.+xc*y)(0.00470*b1-0.01979)/[1+0.04569*(0.00470*b1-0.01979)](0.00336*b1-0.4143)/[1+0.07179*(0.00336*b1-0.4143)]arc地标反射率三，计算植被覆盖度数据准备，TM3、TM4地标反射率计算NDVI（归⼀化植被指数）归⼀化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index）是⼀个⽤來对遥感资料，通常为卫星遥感资料，进⾏分析，以确定被观测的⽬标区是否为绿⾊植物覆盖，以及植被覆盖程度的指标值。
NDVI=b4-b3/b4+b3其中r4/r3为相应波段的地标反射率计算FAC(植被覆盖度）如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业FAC=（NDVI-NDVIs/NDVIv-NDVIs ）2 0.05 0.07-0.05FVC=[(b1-0.05)/(0.07-0.05)]2后续处理因为0≤0FVC ≤1右击主图像窗⼝，查看像元值得统计结果 DN 灰度值（0，1）（b1 lt 0)*0+(b1 gt 1)*1+(b1 le 1 and b1 ge 0)*b1掩膜如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业五，植被覆盖度应⽤：植被覆盖度分级图b1:处理后的植被地表覆盖度影像b2:掩膜影像取值等级0-0.1且位于黄⽯市范围内⼀级，0.1-0.3⼆级0.3-0.5三级0.5-0.7四级0.7-1五级植被覆盖度取值为0且位于黄⽯市边界范围外的像元取值为0的为第0等级计算公式；(b1 ge 0 and b1 le 0.1 and b2 eq 1)*1+(b1 gt 0.1 and b1 le 0.3 )*2+(b1 gt 0.3 and b1 le 如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业0.5 )*3+(b1 gt 0.5 and b1 le 0.7)*4+(b1 gt 0.7 and b1 le 1)*5+(b2 eq 0)*0统计等级⾯积六、计算出各等级的平均覆盖度计算出1等级范围内的像元平均植被覆盖度b1:处理后的植被地表覆盖度影像b2:植被覆盖度分级图(b2 eq 1)*b1+(b2 ne 1)*7结果：0—0.1（第⼀等级范围），7利⽤这个结果可以计算出第⼀分级范围内像元的平均植被覆盖度b2指的是黄⽯市范围以内的，可能会和以外的数值混合，所以不能为0，第⼆、三、四、五等级(b2 eq 2)*b1+(b2 ne 2)*7(b2 eq 3)*b1+(b2 ne 3)*7(b2 eq 4)*b1+(b2 ne 4)*7(b2 eq 5)*b1+(b2 ne 5)*7如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业计算结果⼤于0.5的都为0分级后的平均FVC图00.20.40.60.810123456FVC分级平均F V C平均FVC第七讲GIS 制图添加黄⽯边界（.shp）打开这个数据盒⼦如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业，布局视图、、图例：右击转化为图形，右键取消分组……尺插⼊指北针、⽐例如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业如果有需要帮助，可在淘宝⽹上查询店铺天鸿数软，在线的地信企业。
地物反射率问题回答
地物反射率地物反射率是指地表面对太阳辐射的反射能力，也就是太阳辐射照射到地表面后，有多少能量被反射回到大气层中。
地物反射率是遥感技术中非常重要的参数之一，它对于遥感图像的解译和应用具有重要的意义。
一、地物反射率的基本概念1.1 反射率的定义反射率（Reflectance）是指光线从介质中穿过另一个介质时发生反向传播并且不被吸收的比例。
在遥感中，反射率通常是指太阳辐射照到地表面后，被地表面反射回来的比例。
1.2 反射率的计算方法在实际应用中，我们可以通过计算不同波段下太阳辐射和地表面反射辐射之间的比值来计算出地物反射率。
具体而言，可以使用如下公式进行计算：ρλ = Lλ / Eλsinθ其中，ρλ表示波长为λ时的地物反射率；Lλ表示波长为λ时接收器接收到的光线辐亮度；Eλ表示波长为λ时太阳入射光线辐亮度；θ表示太阳入射光线与垂直于地表面的夹角。
二、地物反射率的影响因素2.1 地物本身的特性地物反射率受到地物本身特性的影响。
不同类型的地物具有不同的反射率，因此在遥感图像解译中需要考虑到这一点。
例如，植被通常具有较高的反射率，而水体则具有较低的反射率。
2.2 入射角度入射角度也会对地物反射率产生影响。
当太阳光线垂直照射时，地表面接收到的能量最大，此时地物反射率也最高；而当太阳光线偏离垂直方向时，接收到的能量减少，因此地物反射率也会相应降低。
2.3 大气层干扰大气层中存在着吸收、散射等现象，这些现象会影响到遥感图像中地物反射率的精确计算。
为了减小大气层干扰对遥感图像解译造成的影响，在遥感技术中通常采用校正方法来消除大气层干扰。
三、地物反射率的应用3.1 地物分类与识别地物反射率是遥感图像中非常重要的参数之一，它可以用于地物分类和识别。
通过分析不同类型地物的反射率特征，我们可以将遥感图像中的地物进行分类和识别。
例如，在农业生产中，可以利用遥感技术对作物进行监测和管理，以提高作物产量和质量。
3.2 地表覆盖变化监测地表覆盖变化是指地表面上不同类型地物在时间和空间上的分布变化。
大气校正6S模型简介
（2）光子从大气顶部太阳方向直接到达地面 目标的过程中，有一部分被大气所散射，这些 被散射的光子到达地面目标后被目标物反射后 直接到达传感器
(3)光子直接从大气顶部太阳方向到达目标后， 经过目标物的反射某一部分沿观察方向直接到达 传感器，另一部分经过大气的散射后，到达传感 器，这个过程可以理解为从入射方向上的一束光 子在各个方向上的反射
二、6S模型概述
1986年，法国里尔科技大学大气光学实验室TanreD.,DeuzeJ.L, 等人为了简化大气辐射传输方程，开发了太阳光谱波段卫星信 号模拟程序5S（SIMULATION OF THE SATELLITE SIGNAL IN THE SOLAR SPECTRUM），用来模拟地气系统中太阳辐射的传输过程 并计算卫星入瞳处辐射亮度。
(4)光子在直接从大气顶部太阳方向到达目标物的过 程中，一部分光子经过大气衰减后直接到达目标物， 另一部分光子经过大气的散射后，在到达目标物后被 反射，同样，其一部分直接到达传感器，而另一部分 则经过大气散射和地气作用后达到传感器。这一部分 可以理解为从各个方向入射到目标物的光子，在经过 目标物的反射后，又从各个方向到达接收传感器。
*可以输入波长为550nm处的光学厚度和气象能见
度（KM）
0.25-4um是6S模型处理的合法波长。提供
自定义和标准预定义两种光谱选择。
地表反射率模型，包括均一地表和非均一地表。 前者又分为两种：无方向型和方向型地表，前者 代表的是均一的朗伯反射体，分别是绿色植被均 值、洁净水均值、沙地均值和湖水均值，同时还 可输入自己的地表反射率。后者考虑了地表和大 气的二向反射特性。
1997年，美国马里兰大学地理系Eric Vemote对5S进行了改进， 发展到6S（SECOND SIMULATION OF THE SATELLITE SIGNAL IN THE SOLAR SPECTRUM）,6S吸收了最新的散射计算方法，使太阳 光谱波段的散射计算精度比5S有所提高。
表观反射率(反射率、反照率)的计算
属于此类型 )。
根 据 以 上 情 况 ， 对 于 Landsat-7 来 说 ， 可 以 改 写 为 (QCALmin=1) ：
L L max Lmin * (DN 1) Lmin 254
对于 Landsat-5 来说，可以改写为 (QCALmin=0) ：
L
L max
Lmin * DN
L min
255
表 1 Iandsa-7 ETM+ 各个反射波段的 Lmax 和 Lmin 值
Table1The values of Lmmax and Lmin for reflecting bands of Landsat-7
ETM+(W ˙m-2-sr-1 ˙mμ-1)
波段
2000 年 7 月 1 日之前
表观反射率（反射率、反照率）的计算
第一步、分别计算各个波段每个像元的辐射亮度
L 值：
或者
L=Gain*DN+Bias
L
Lmax Lmin
* (QCAL QCALmin ) L min
QCALmax QCALmin
式中， QcaL 为某一像元的 DN 值，即 QCAL=DN 。 QCALmax 为像元可以取的最大值
)。
也可以是：
T
L( )
(1
2 (D 0.0167sin
93.5) )2
E sun( ) cos s
365
其中 , θ s 为太阳天顶角 , D 为儒略历 (Julian) 日期 , 这两个参数可由数据头文件读
出。 L ( λ ) 为入瞳辐亮度 , Esun为外大气层太阳辐照度。
上式成立的条件是假设在大气层顶，有一个朗勃特
第二步、计算各波段反射率（反照率、反射率）
地表反射率反演
MODIS 反照率反演算法1 基本概念1地表反射率(albedo)指地表向各个方向反射的全部光通量与总入射光通量的比。
2 辐射亮度指面辐射源上某点在一定方向上的辐射强弱的物理量3 BRDF （二向反射率）理想光滑表面的反射是镜面反射，理想粗糙表面的反射是漫反射（朗伯反射），而自然地表往往既不满足镜面反射也不满足漫反射的条件。
二向反射的概念是指物体表面反射光线的能力与入射和反射光线的方向有关，二向性反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF ）定义如下：它是光线入射方向、反射方向和波长的函数，是基于微分面元和微分立体角定义的。
2 反照率反演算法流程2.1核驱动模型和反演核驱动的线性BDRF 模型，是用核的线性组合来拟合地表的二向反射特征。
简单地说，可以用下面的公式表示：),,,(∧φϑθR =),,()(kφϑθk k k f ∧∑其中 , R 为二向反射; K k 为各类核 , f K 为相应各个核所占的比例(权重),θ为太阳入射天顶角,ϑ为观测天顶角,φ为相对方位角;Λ为波段宽。
拟合观测数据()∧ρ，通过最小二乘法，反演拟合观测数据的最优的k f ，也就是说，已知l l φϑθ,,l 角度的反射观测()∧ρ，最小化得到，各个核的权重k f其中，d 为自由度，也就是观测样本数减去核系数k f 的个数；()∧l w 为第l个观(,;,;)(,;,;)(,;,;)r i i r r r i i r r i i i r r dL f dE θφθφλθφθφλθφθφλ=测的权重。
通过上式繁衍出核系数之后，可以通过核的外推求出任意太阳入射角、观测角以及相对方位角的二向反射。
2.2 依据BRDF 模型计算反照率如前所述 ,根据反照率的定义 ,方向——半球(黑半球)反照率和双半球(白半球)反照率等于 BRDF 核驱动模型中核的方向——半球空间积分和双半球空间积分的线性组合。
地表反射率计算
还要求带有FWHM值
对QuickBird而言，需要做的准备工作是：辐射定 标；设置中心波长（0.485,0.560,0.660)；格式 转为BIL。
ENVI可以对以下数据进行FLAASH大气校正: 多光谱： QuickBird、Ikonos、 Landsat、
SPOT、 AVHRR、 ASTER、 MODIS、 MERIS、 AATSR、 IRS
高光谱：HYPERION、HYMAP、AVIRIS、 HYDICE、CASI
第5页/共12页ຫໍສະໝຸດ 入文件准备第1页/共12页
DN值（Digital Number ）是遥感影像像元亮度值， 记录的地物的灰度值。
辐亮度：单位投影面积上单位立体角内的辐射通量。
反射率：反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面 对太阳辐射的吸收和反射能力。反射率越大，地面 吸收太阳辐射越少；反射率越小，地面吸收太阳辐 射越多
第2页/共12页
第11页/共12页
第12页/共12页
第6页/共12页
第7页/共12页
文件输入输出设置
影像中心坐标
大气模型, 水气去除
传感器
气溶胶模型,气
溶胶去除方法
影像获取时间
光谱打磨
多(高第)光8页谱/共设12置页 高级设置
大气模型(六种) ◦ 根据影像纬度和季节确定
消除水气影响 ◦ 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(优先考虑)，770－ 870nm，870－1020nm。
辐射定标：辐射定标是指建立遥感传感器的数字量 化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的 定量关系。
计算反射率
对热红外波段(6L和6H)，可用下列公式计算地物的传感器温度(K。)：
T=K2/(ln((K1+K6)/K6))
其中：L6是由上式给出的地物在大气顶部的辐射亮度，K1和K2是计算常数，分别为K1 = 666.093 W/m2 . ster .μm，K2 = 1282.7108 K。。
查到邱老师学生的论文里是这么写的：反照率的定义是地物全波段的反射比,反射率为各个波段的反射系数。因此,反照率为地物波长从0 到∞的反射比。
《应用MODIS数据反演青藏高原地区地表反照率》一文中提到：
黑空反照率(αbsa )和白空反照率(αwsa )分别代表太阳辐射完全直射和完全漫射条件下的反照率,即完全晴空和完全阴天条件下的反照率。实际反照率要根据实际天空漫射光比例S (θ,τ(Λ) )对二者权重而得:
α(θ,Λ) = [ 1 - S (θ,τ(Λ) ) ]αbsa (θ,Λ) +S (θ,τ(Λ) )αwsa (θ, Λ)
其中τ(Λ)是Λ波段的气溶胶光学厚度。
5、反照率：反照率是指地表在太阳辐射的影响下，反射辐射通量与入射辐射通量的比值。它是反演很多地表参数的重要变量，反映了地表对太阳辐射的吸收能力。英文表示：albedo
它与反射率的概念是有区别的：反射率ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱreflectance)是指某一波段向一定方向的反射，因而反照率是反射率在所有方向上的积分；反射率是波长的函数，不同波长反射率不一样，反照率是对全波长而言的。
卫星遥感中可见光波段常出现以下几个概念
1、反射率：是指任何物体表面反射阳光的能力。这种反射能力通常用百分数来表示。比如说某物体的反射率是45%，这意思是说，此物体表面所接受到的太阳辐射中，有45%被反射了出去.英文表示：Reflectance
landsat8_toa_反射率的计算_概述及解释说明
landsat8 toa 反射率的计算概述及解释说明1. 引言1.1 概述在当今的遥感技术领域中，Landsat 8卫星成像数据是一种常用的数据源。
TOA 反射率（Top of Atmosphere reflectance）是通过遥感图像预处理和辐射定标等步骤计算得到的一种重要的遥感产品。
TOA反射率可以提供地表特征的信息，例如植被覆盖、土地类型和陆地表面温度等。
因此，了解如何计算TOA反射率及其应用与意义是进行准确地表分析和监测的关键。
1.2 文章结构本文旨在介绍和解释如何计算Landsat 8卫星数据的TOA反射率，并探讨其应用与意义。
文章分为五个部分：引言、正文、TOA反射率计算过程解释、TOA 反射率计算的注意事项和挑战以及结论。
在引言部分，我们将首先对文章进行整体概述，并说明文章的结构和目标。
然后逐步展开介绍Landsat 8卫星以及TOA反射率这一概念及其计算方法。
1.3 目的本文旨在向读者介绍Landsat 8卫星数据中TOA反射率的计算方法，并探讨其应用与意义。
我们将详细解释TOA反射率的计算过程，包括遥感图像预处理、辐射定标和转换以及大气校正和模型选择。
此外，我们还将提供一些解决TOA 反射率计算中常见问题和困难的方法和技巧，并指出在数据获取和处理过程中需要考虑的因素和误差来源。
最后，我们将对文章进行总结，并展望未来TOA反射率计算的发展方向。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解Landsat 8卫星数据中TOA反射率的计算方法以及其应用与意义，并具备解决相关问题的基本知识和技巧。
2. 正文:2.1 Landsat 8介绍:Landsat 8是美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）合作的一颗卫星，于2013年发射并投入使用。
它携带着一台名为Operational Land Imager (OLI) 的传感器，能够提供高分辨率、多光谱的遥感图像数据。
Landsat 8可以对地球表面进行全球范围的观测，并用于许多应用领域，如环境监测、农业、林业和城市规划等。
大气校正6S模型简介
二、6S模型概述
1986年，法国里尔科技大学大气光学实验室TanreD.,DeuzeJ.L, 等人为了简化大气辐射传输方程，开发了太阳光谱波段卫星信 号模拟程序5S（SIMULATION OF THE SATELLITE SIGNAL IN THE SOLAR SPECTRUM），用来模拟地气系统中太阳辐射的传输过程 并计算卫星入瞳处辐射亮度。
(4)光子在直接从大气顶部太阳方向到达目标物的过 程中，一部分光子经过大气衰减后直接到达目标物， 另一部分光子经过大气的散射后，在到达目标物后被 反射，同样，其一部分直接到达传感器，而另一部分 则经过大气散射和地气作用后达到传感器。这一部分 可以理解为从各个方向入射到目标物的光子，在经过 目标物的反射后，又从各个方向到达接收传感器。
6S给出几种可供选择的大气模式:对流 层模型、中纬度夏季、中纬度冬季、 近极地夏季、近极地冬季、US62标准 大气模型，也可自定义大气模式 。
气溶胶模式包括定义气溶胶类型和浓度两部分。
*在6S中定义了7种缺省的气溶胶模式(大陆型、
海洋型、城市型、沙土型、生物气溶胶和平流层 型)，还可根据实际测量来定义。
辐射损失主要发生在大气吸 收和散射过程。 O3,H2O,O2,CO2,CH4引起电 磁辐射的吸收，而散射主要 由烟灰、尘土等大气气溶胶 产生。
四、地表反射率的计算
在6S模型中，对于地面目标的非朗伯体，将光子从目 标物到达传感器的过程归结为以下4中不同形式： （1）光子直接从大气顶部太阳方向到达地面目标，然 后经过地物目标的反射后再直接到达传感器，由于大 气吸收效应等，光传输能量衰减，光子数量减少，其 递减成指数形式
三、辐射传输机理
假设没有大气，太阳短波辐射直接照射到目标物， 一部分被目标物吸收，其余直接反射到传感器。但 实际并非如此，电磁波在大气中的传输和传感器在 测量过程中，由于地物光照条件（如太阳高度角及 地形变化等）以及大气作用等的影响，遥感传感器 的测量值与地物实际的光谱辐射发生失真。只有很 小部分（在0.85um波段80%，在0.45um波段50%）太 阳辐射反射到传感器。
如何进行卫星遥感影像大气校正与地表反射率计算的技巧与方法
如何进行卫星遥感影像大气校正与地表反射率计算的技巧与方法遥感技术在现代科学研究和资源管理中扮演着重要的角色，卫星遥感影像是广泛应用于环境和地球科学研究的一种重要数据来源。
然而，由于大气对遥感影像的影响，需要进行大气校正和地表反射率计算，以便获得准确的地表信息。
本文将介绍一些卫星遥感影像大气校正和地表反射率计算的技巧和方法。
首先，了解卫星观测原理和传感器特性对于进行大气校正和地表反射率计算至关重要。
卫星通过测量来自地球表面的辐射能够获得遥感影像。
但是，由于大气层会吸收和散射来自太阳的光线，以及地表辐射的接收，无法直接获得地表反射率。
因此，需要进行大气校正来消除大气效应，以获得真实地物反射率。
为了进行大气校正，可以利用辐射传输模式来估算大气影响。
这需要准确的大气参数，如气溶胶光学厚度、透明度和大气温度等。
这些参数可以通过气象站观测数据、气象模型和气象卫星等来源获取。
此外，还可以利用地面真实观测数据来提供准确的地表光谱信息，以帮助消除大气影响。
另外，大气校正还需要考虑大气折射率。
大气折射率会导致传感器观测到的物体位置和形状产生偏移。
因此，在进行地表反射率计算之前，需要对图像进行几何校正，消除大气折射率的影响。
这可以通过利用地面控制点和地形数据来实现，以精确校正图像。
在进行地表反射率计算时，还应考虑地物特性对遥感影像的影响。
不同的地物具有不同的反射特性和光谱响应，需要进行光谱融合和分类来提取感兴趣的地物信息。
常用的分类方法包括有监督分类和无监督分类。
有监督分类依赖于训练样本，通过使用已知地物光谱特征来分类图像。
无监督分类则是基于统计学方法，自动将图像像元分为不同的类别。
此外，还可以利用高分辨率图像和特征提取算法来提高分类精度和提取地物信息。
除了大气校正和地表反射率计算，还可以利用遥感影像进行环境和资源监测。
例如，农业领域可以利用遥感影像来监测植被生长状况，提前预警病虫害和水分短缺等问题。
水资源管理可以利用遥感影像来监测水体蓄水量和水质变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
黄石市地表反射率计算
一、数据预处理
1、打开：用ENVI5.1将黄石市2000年遥感影像数据的3,、4、5波段打开（1）用鼠标左键双击ENVI5.1图标，打开ENVI5.1程序；
（2）打开黄石市2000年遥感影像数据的3,、4、5波段。
File→Open Image File→选择黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5 波段→打开。
2、合成：对黄石市2000年遥感影像数据的
3、
4、5波段进行合成。
Basic Tools→Layer Stacking→Import File→选择黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng）→
打开→Ok
3、裁剪：用黄石市边界矢量数据裁剪合成后的2000黄石市遥感影像。
（1）打开合成后的黄石市2000年遥感影像数据的3、
4、5波段；
File→Open Image File→选图（2000_band543_hecheng）→打开→Ok （2）打开黄石市边界矢量数据；
Vector→Open Vector File→选图（黄石市边界范围.evf)→打开
备注：建立掩膜时一定要将2000_band543_hecheng和黄石市矢量边界的影像打开。
（3）以黄石市边界矢量数据建立掩膜；
Basic Tools→Masking→Bulid Mask→Display#1→Options→Import
EVFS→选图（111）→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng_yanmo)→打开→Apply
（4）应用掩膜；
Basic Tools→Masking→Apply Mask→2000_band543_hecheng→
Select Mask Bang→2000_band543_hecheng_yanmo→Ok→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng_clip)→打开→Ok
（5）备注：若裁剪后Scroll窗口内黑色背景面积太大可以进行调整。
Basic Tools→Resize Data→2000_band543_hecheng_clip→Spatial Subset→ROI/EVF→选图（EVF:111）→Ok→Ok→Ok→Choose→命名
（2000_band543_hecheng_clip _xiugai)→打开→Ok
2、地表反射率计算
1、利用6S模型进行大气辐射校正，从而得到计算地表反射率的公式和三个参数
（1）运行6S软件
（2）打开黄石市遥感图像头文件和6S操作手册查看要输入的数据
（3）输入数据
①Geometrical conditions (几何条件)
igeom [0-7]:7(在6S操作手册p1第34页对应上TM影像，即Landset对应的数字为7)
②时间、经度、纬度（在黄石市头文件）：时间均换算成以小时为单位
Atmospheric model（大气模型）
idatm [0-8]:2（中纬度夏季大气模式）（在6S操作手册p1第35页）
④Aerosol model(type)（气溶胶类型）（在6S操作手册p1第36页）
iaer[0-12]:3
⑤ Aerosol model (concentration)（气溶胶浓度）
the visibility:16 (输入光学厚度)
⑥The altitude of target（目标的高度）
xps: -0.02(目标高度＝0.02km)
⑦The sensor altitude （传感器的高度）
xpp: -1000 (传感器在卫星高度)
⑧The spectral conditions （波段状况）
iwave[25-30]:27 （25即T M1,26即TM2，27即TM3，28即TM4，29即TM5,30即TM6。
但是tm6是热红外波段，不适用于我们的此时地表反射率的计算。
）
⑨Ground reflectance (type)（地面反射率）
inhomo: 0 (地面均匀)
idirec: 0 (地面无方向影响)
igroun: 0 (反射率不随波长变化)
ro: 0 (地面波段反射率＝0)
⑩Atmospheric correction mode（激活大气订正的方式）
rapp: -0.2 （表观反射率)
（4）书写方程
①完成后将形成的文件重命名为。
波段4的操作同上，只是在输入T he spectral conditions（波段状况）时改为28即可，得到。
②打开文件，根据这两个公式y=xa*(measured radiance)-xb; acr=y/(1.+xc*y),输入的是影像所测的辐射亮度R adiance，得到的是
反射率影像。
将这两个公式合并为一个公式：
y=xa*(measured radiance)-xb;
acr=y/(1+xc*y)
合并后：
acr=[xa*(measured radiance)-xb]/{1+xc*[xa*(measured radiance)-xb]} 2、地表反射率计算
打开ENVI软件→Basic Tool→Band Math→输入(0.00336*b1-0.04143)
/[1+0.07179*(0.00336*b1-0.04143)]
→Add to List（若添加成功说明公式正确）→Ok→选
2000_band543_hecheng_clip_xiugai的第三波段→Choose→命名为tm3_地表反射率→打开→Ok
3、相同步骤操作最后得到tm4地表反射率波段4的数据
形成TM4公式：
(0.00470*b1-0.01979)/[1+0.04569*(0.00470*b1-0.01979)]
tm4地表反射率。