高分影像预处理操作

1.辐射定标+大气校正

辐射定标

1）这一步只针对多光谱遥感影像，全色影像无需操作。

2）用ENVI5.1打开

ENVI5.1暂不支持GF2数据.xml打开方式，但GF2数据为标准TIFF格式，故可直接使用ENVI的Open菜单打开，只是打开后软件不能自动识别元数据信息。

启动ENVI5.1；依次File>Open或直接单击工具栏上的图标，弹出Open对话框，打开原始多光谱影像；

3）用到“Radiometric Correction/Apply Gain and Offset”工具，选中待处理的影像，单击“OK”，在Gain and Offset Values对话框中依次填入Gain Values和Offset Values，设置输出路径、文件名及数据类型，具体绝对辐射定标系数如下图：

4）点击“OK”开始执行，结果如下：

大气校正

FLAASH大气校正需要影像的中心波长信息，ENVI暂不能自动识别GF2数据的头文件信息，因此首先需要手动添加中心波长信息：

1）添加中心波长：用到“Raster Management/Edit ENVI Header”，弹出Edit Header Input File对话框，在Select Input File选项卡中选择上一步辐射定标后的结果，弹出Header Info对话框，点击Edit Attributes，选择Wavelengths，弹出Edit Wavelength values 对话框，依次填入各波段对应中心波长，单位选择“Micrometers”，其他默认，点击OK，如下：

说明：这里取波谱响应值为 1 的波长为各波段对应中心波长，依次为514nm、546nm、656nm、822nm

2）大气校正，用到“Radiometric Correction/Atmospheric Correction Module/FLAASH Atmosphere Correction”工具

Input Radiance Image：在弹出的FLAASH Input File对话框中，选择上一步定标好的数据；

弹出Radiance Scale Factors面板，选择Use single scale factor for all bands，由于上一步定标时没有对辐亮度数据做单位转换，所以在此Single scale factor填写：10，单击OK；

Output Reflectance File：设置输出路径及文件名；

Scene Center Location ：中心点经纬度，5.0以上自动识别；

Sensor Type ：传感器类型，选择 UNKNOWN-MSI；

Sensor Altitude （ km ）：传感器高度，即轨道高度631；

Ground Elevation （ km ）：地面高程，可通过原始影像对应范围内DEM的平均值确定【方法是：在arcgis中加载整个涿州的dem数据和原始影像，按原始影像的区域进行dem裁剪】；

Pixel Size （ m ）：像素大小，4；

Fight Date ：成像日期；Flight Time GMT （HH ：MM ：SS ）：成像时间；【说明：成像日期及时间可从原数据的.xml文件中查看（第 24 行字段），需要小时数减去 8 转换为格林尼治时间】；

Atmospheric Model：大气模型，根据经纬度和影像区域选择，数据经纬度与获取时间决定选用的大气模型，具体参考下表【纬度向上10°】：

Aerosol Model：气溶胶模型，农场选择“Rural”反演模型【Rural（乡村）、Urban（城市）、Maritime（海洋）、Tropospheric（对流层）】；

Aerosol Retrieval：反演方法常选择“2-Band（K-T）”【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】，但GF-2缺少短波红外，此处选择 None；

Water Retrieval：水气反演设置，默认NO【采用两种方式对水气进行去除，a. 利用水气去除模型恢复影像中每个像元的水气量，使用水气反演模型，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(优先考虑)，770－870nm，870－1020nm。对于大多传感器，水气反演默认显示的是NO，因为大多数传感器没有适当的波段来补偿水气的影响。b.单一的水气因数用于整体影像，默认是1，多光谱数据使用水气反演模型，可以在多光谱设置中手动设置水气波段】；

Initial Visibility：能见度，默认40km；其他参数默认，结果如下：

Multispectral Settings ：多光谱设置，在弹出的 Multispectral Settings 面板中，单击 Filter Function File ，弹出 Select the Multispectral Sensor's Filter Function File 对话框，选择 GF2的波谱响应函数，根据原始影像名称确定波普响应函数选择“PMS1.sli”文件【安装包中没有，由中国资源卫星应用中心提供，已下载】，其他参数默认，结果如下：

Advanced Setting ：高级设置。设置 Use Tied Peocessing ：是否使用分块计算，计算机内存低于 8G ，需要使用分块计算，并将分块打开 Tile Size 设置为 100~200M ；其余参数默认，点击Apply 执行：

3）查看大气校正结果：选择 Display > Profiles > Spectral ，获取一个像素点的波谱曲线，在Spectral Profile窗口的Options/addition profiles/Add file工具，选择大气校正后影像数据，点击“OK”，让两张影像上统一像素点的波谱情况显示在同一个图上，进行对比，通过查看典型地物波谱曲线是否正确来初步判断校正结果是否正确，如下是前后影像的对比结果（前左后右），效果明显：