辐射定标公式
辐射定标基本操作方法是
辐射定标基本操作方法是
1.准备工作：首先确定需要进行辐射定标的仪器和标准源，并将它们放置在一个安全的环境中。
确保仪器和标准源的状态良好，并且没有损坏或污染。
2.测量基准源：使用已知辐射强度的基准源进行测量。
将基准源放置在仪器的探测器附近，并确保其与探测器之间没有任何干扰物。
启动仪器，进行测量，并记录仪器读数。
3.计算比例因子：根据测量结果计算比例因子，可以使用以下公式进行计算：
比例因子= 基准源的辐射强度/ 仪器的读数
4.调整仪器：使用计算得到的比例因子，对仪器进行调整，以使其读数与基准源的实际辐射强度相匹配。
根据仪器的说明书或使用手册，进行相应的调整操作。
5.验证定标：重新测量基准源的辐射强度，确保调整后的仪器读数与基准源的实际辐射强度一致。
如果有差异，可能需要重新调整仪器或检查测量条件是否正确。
6.记录和标记：将定标结果记录下来，包括基准源的辐射强度、仪器读数和计算得到的比例因子。
同时，将仪器标记为已定标，并在需要时标注定标日期和人员。
7.定期验证：定标的有效期通常是有限的，因此定期验证仪器的准确性和稳定性
非常重要。
按照仪器的说明书或使用手册的建议，进行定期验证，并重新定标以确保准确性。
以上是辐射定标的基本操作方法，具体操作流程可能会因不同的仪器和标准源而略有不同。
在进行辐射定标之前，建议参考仪器的说明书或使用手册，以获得更详细的操作指导。
辐射定标和大气校正过程参考
辐射定标和大气校正过程参考实验数据来源：使用的数据为广东省汕头市的ETM+影像，成像时间为2001年11月22日，2:28:18.000（格林威治时间）。
数据处理一．辐射定标1.首先对图像进行辐射定标，将图像的DN值转化为辐亮度。
每个角标中含有 的参数表示波段不同则取值不同，具体参数可从卫星影像的头文件中得到。
L是某个波段光谱辐射亮度；gain为增量校正系数，offset为校正偏差量，DN 是图像灰度值，DNmax和DNmin为遥感器最大和最小灰度值，Lmax， Lmin分别为最大和最小灰度值所相应的辐射亮度。
Band3:定标公式：L=(152.9+5)/(255-1)*b1-52.在ENVI中操作如图：定标前： 定标后：二． 大气校正1.将图像的辐亮度转化为表现反射率))cos(*/(**2θπρESUN d L =其中ρ为表观反射率，L 为表观辐亮度，d 为日地距离，ESUN 为太阳平均辐射强度，θ为太阳天顶角。
ESUN 的值从表3中查得。
d 的值根据影像成像的儒略日（在一年中所在天数）从表4查得，如实习影像成像时间是2001年11月22日，儒略日为第326天，d=0.9860天文单位。
θ从头文件中读取为41.36°，cos θ=0.7506，表观反射率计算公式为： ρ=3.142*L*(0.9860)2/(1554*0.7506)。
参考表格：2.在ENVI中操作如图：结果图：1.输入文件：input32.通过cmd.exe执行下列操作得到output3.txt文件3.找到所需数据由output3.txt可知coefficients xa xb xa : 0.00543 0.02145 0.05637。
4. 利用公式计算校正后的反射率其中，ρ为校正后的反射率，L i是i波段的辐射量度得到计算公式为：y=0.00543*L i-0.021455.利用ENVI计算用6s得到模型进行的大气纠正四．对比大气纠正完得到的是地表真实反射率，而辐射定标完得到的是表观发射率，二者的区别就是表观反射率经过大气校正之后得到的才是真实反射率，所以两个的值有所差别。
辐射定标
线形定标公式
定标过程一般采取线形公式进行转换： 定标过程一般采取线形公式进行转换： L = a*DN + b a(gain)、b(offset)通常可以从遥感数据头文件读出 a(gain)、b(offset)通常可以从遥感数据头文件读出 L
线形区域
DN
二、辐射纠正—反射率 辐射纠正— 的计算
电磁辐射与辐射源——地物 电磁辐射与辐射源——地物——传感器的几何 地物——传感器的几何 关系 水平地面的假设 山地辐射纠正 辐亮度向反射率的转换
定标参数的确定
• 定标公式针对何种真实物理量 反射率？ 反射率？ • a是负数时，定标前后图象视觉相反 是负数时， ？ • 定标参数的确定都是对波段的波长积分 响 应 函 数 λ
遥感数据的星上辐射定标
DN值的影响因素 DN值的影响因素 参考光源 地面定标测量 遥感数据的辐射定标——地表辐亮度的计算 遥感数据的辐射定标 地表辐亮度的计算
公式的GAINS/BIASES可从头文件中获取
%1=%1*0.00398-0.0100 %2=%2*0.00964-0.0232 %3=%3*0.00540-0.0078 %4=%4*0.01043-0.0193 %5=%5*0.00235-0.0080 %6=%6*0.05516+1.2378 %7=%7*0.00154-0.0040 TM6的 TM6的GAINS/BIASES 是不变的，为：0.055158 / 1.2378 是不变的，
式中除10为将单位由 式中除10为将单位由 mW /(cm ⋅ Sr ⋅ µm ) 转化为 W /( M ⋅ Sr ⋅ µm )
2
2
实际操作
计算出各波段的反射辐亮度 计算出各波段的行星反射率 对比地物反射辐亮度与行星反射率 请考查计算后各典型地物反射率的特点， 请考查计算后各典型地物反射率的特点，并 分析原因
绝对辐射定标系数
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表2 ZY-3卫星在轨绝对辐射定标系数卫星载荷 波段 光谱范围（μm ） Gain资源三号多光谱相机 Band-1 0.45 ~ 0.52 0.2551 Band-20.52 ~ 0.590.2353Band-30.63 ~ 0.69 0.1944 Band-4 0.77 ~ 0.89 0.2107注：利用绝对定标系数将ZY-3卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为：()e e L Gain DN Bias λ=⋅+式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
2、 资源一号02C （ZY-1 02C ）卫星绝对辐射定标系数见表3表3 ZY-1 02C 星CCD 相机的定标系数卫星载荷波段号GainBiasZY-1-02C-PMSBand1(P)0.6208 -13.826 Band2 0.7397 -22.246 Band3 0.6904 -15.438 Band40.6369-14.201注：利用绝对定标系数将ZY-1 02C 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为：()e e L Gain DN Bias λ=⋅+式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
3、 环境减灾-AB （HJ-1A/B ）卫星绝对辐射定标系数见表4表4 HJ-1A/B 星CCD 相机（增益2）的定标系数卫星载荷波段号 Gain Bias HJ-1A-CCD1Band11.2944 13.4450 Band2 1.2878 6.7172 Band3 0.9875 -4.5131 Band4 0.9822 -1.7140 HJ-1A-CCD2Band11.1185 -9.9414 Band2 1.2049 -16.773 Band3 0.8384 -21.915 Band4 0.9257 -27.660 HJ-1B-CCD1Band10.9838 42.619 Band2 0.9983 35.264 Band3 0.7528 22.192 Band4 0.7538 11.214 HJ-1B-CCD2Band11.0649 4.417 Band2 1.1644 -5.503 Band3 0.8507 -6.7944 Band40.8436-2.9271注：利用绝对定标系数将HJ-1A/B 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为：()e e L Gain DN Bias λ=⋅+式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
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定标的工具。
对于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。
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自动定标为辐射亮度，单位是：W/m2/sr/μm；TIR数据定标为大气表观温度值，单位：开尔文。
打开其中一个数据，浏览像元值，可以看到已经定标为浮点型的辐射亮度值。
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为三个类型数据：反射率数据（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ENVI4.7版本改进了Landsat数据定标的功能，对于Landsat4/5数据可以手动选择以下两种定标公式：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是最小量化定标像素值（与LMINλ类似）。
取值如下：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)。
辐射定标
具体的定标公式：
LMAX LMIN L LMIN ( )(QCAL QCALMIN) QCALMAX QCALMIN
式中，QCAL为原始量化的DN值，为QCAL=0 时的辐射亮度值。为QCAL=QCALMAX时的辐 射亮度值，QCALMAX/QCALMIN是最大/最小 量化定标像素值。一般情况下，QCALMIN=0。 所以公式又可简化为 L LMIN LMAX LMIN QCAL
splitfilenaห้องสมุดไป่ตู้me()
getMaxDN ()
getMinDN()
调用后返回存放DN值数 组地址
getDNvalu e() 调用后返回存放DN值数 组地址 getGrayVa lue())
图1 定标算法函数间逻辑关系
功能1：打开原始文件 （1）操作->打开原始数据->选择“pp_01.txt”，打开
图2 打开文件“pp_01.txt”
（2）显示测试原始图像和定标信息
图3 原始数据图像显示。
如果对原始数据文件打开并定标写入成功，则会 弹出下面的提示框：
图4 提示信息
功能2：定标 步骤：定标->线性定标->选择“file_01.txt”，打开； 下图是定标后的结果显示：
图7 测试文件定标结果
QCALMAX
其中增益值gain=
LMAX LMIN QCALMAX
偏移量offset= LMIN
定义类：class Calibration
showPictu re() 调用后返回特 征值 调用后返回特征 QCALMAX GetChara cter() 调用后返回特征 QCALMIN readfile() 调用后返回特征 文件名
实验六-辐射定标
波段使用高增益参数，4在太阳高度角（elevation angle） 低于45度也使用高增益，反之使用低增益
7
一. 辐射定标
2. Land sat8 数据 定标：
8
一. 辐射定标——方法一
• 针对特定的卫星，如Landsat • 要求文件含有头文件信息 L******_MTL.txt（如果没
float（bx）*a+b c.为bx指定对应波段
17
一. 辐射定标——方法二
例如：TM5 2008年的数据，对第一波段
18
一. 辐射定标——方法二
例如：TM5 2008年的数据，对第一波段 辐射定标后的结果分析：图像数值的改变，由原来的 DN值整数变为有小数点的辐射亮度值
19
一. 辐射定标
⑤对每个波段进行辐射定标后，使用layer stacking再次 将定标后的各波段单个文件合并成一个文件（建议修 改头文件中的波段名称） 完成DNRadiance的转换
有则需要单个波段校正）
• Basic Tools—Preprocessing—Calibration Utilities—Landsat Calibration
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一. 辐射定标——方法一 • 例1：Landsat5 TM • 输入原文件的MTL信息，注意选择X6的txt
10
一. 辐射定标——方法一 • 例1：Landsat5 TM • 自动读出了文件的时间 • 选择Radiance！！
11
一. 辐射定标——方法一 • 例1：Landsat5 TM • 得到了辐亮度图像
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一. 辐射定标——方法一 • 例2：Landsat7 ETM+ • 没有集成的头文件，需要一个波段一个波段
作业标准1：辐射定标及波段运算
一总述1 遥感图像处理的目的遥感的目的是为了获得地物的几何属性和物理属性.但是由于受到大气,目标,传感器等诸多因素的影响,原始的遥感影像中除了有目标地物的信息以外还包含有大气,传感器的运行状态等信息,如果我们只是利用原始的遥感影像,将不能提取出所感兴趣的有效信息, 所以为了实现遥感的最终目的,提取所需的信息,我们必须对遥感影像进行处理.2 ENVI简介目前已经开发了一些进行遥感图像处理的软件,例如ENVI,PCI,ERDAS等.现在就简单介绍一下ENVI.ENVI是由美国RSI公司开发的一套功能齐全的遥感图像处理系统，是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。
其完全是由IDL开发，方便灵活，可扩展性强,并可用IDL进行二次开发。
现在最高版是4.7版本的.我们来大概熟悉一下ENVI的主菜单:可以看出ENVI的主菜单中主要有以下一些工具: 基本工具,分类,空间变换,滤波,波谱工具,制图工具,矢量工具,地形分析,雷达工具来看一下主菜单中的FILE菜单, 通过选择Open Image File可以打开ENVI 图像文件或其它已知格式的二进制图像文件。
ENVI 自动地识别和读取下列类型的文件：TIFF、GeoTIFF、GIF、JPEG、BMP、SRF、HDF、PDS、MAS-50、NLAPS、RADARSAT 和A VHRR 。
数据仍保留它原有格式，必要的信息从数据头文件中读取。
ENVI也直接读取其它几种文件类型（参见“O pen External File”）。
注意:若你得到“File does not appear to be a valid Radarsat file” 这样一个错误消息，使用File > Open External File 来选择正确的数据类型。
当ENVI 第一次打开一个文件，它需要关于文件特征的特定信息。
通常，这些信息存储在与图像文件同名的一个独立的文本头文件，但是文件扩展名为.hdr 。
Landsat数据定标
Envi 对Landsat进行辐射定标将DN值定标为辐亮度（Radiance）或表观反射率（Reflectance）1、定标为辐亮度（Radiance）1）由DN定标为辐亮度（Radiance）公式：•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，2）各参数的取值：A、最小和最大量化定标参数QCALMIN和QCALMAX的取值：如果没有元数据信息：QCALMIN为最小量化定标像素值取默认值1（TM和ETM+)）或者0 (MSS)；QCALMAX为最大量化定标像素值取默认值255 (TM 和ETM+)或者127 (MSS)。
如果有元数据信息：QCALMIN是最小量化定标像素值取值如下：1：LPGS产品1：04 April 2004之后NLAPS产品0：04 April 2004之前NLAPS产品注：LPGS 和NLAPS分别是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。
QCALMAX根据元数据信息取值为127（MSS）, 254（ETM）, 255（TM）。
B、最小和最大量化定标参数QCALMIN和QCALMAX的取值：LMINλ和LMAXλ的值取自Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果。
注意：按照如上公式计算出来的作为结果的辐亮度（Radiance）单位为：u W/(cm2*sr*um)。
2）定标系数LPGS处理产品的ETM+数据定标参数2、定标为表观大气反射率（ρ）：3、Envy下实现图3 Fast格式的L7定标界面4、手动进行辐射定标当没有元数据时可以通过Band Math进行运算例如，我们把2002-5-22的一幅ETM图像第3波段的DN值转化为表观反射率。
辐射定标,大气校正,辐射校正的区别与联系
辐射定标是进行遥感定量反演的一个前提，在遥感应用占有很重要的位置，下面部分内容主要摘自童庆禧先生的《高光谱遥感》辐射定标：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。
1.实验室定标：在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。
有的仪器内有内定定标系统。
但是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。
1光谱定标，其目的视确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数2辐射定标绝对定标：通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系相对定标：确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。
2.机上和星上定标机上定标用来经常性的检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上，在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。
3.场地定标（是最难的一个）场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，场地定标可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。
该定标方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。
但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射率。
原理：在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。
辐射定标
L = F0 cosθ s R(θ s,ϕs ;θv,ϕv )
辐亮度向反射率的转换
反射率： 反射率：地物反射亮度与相同光照条件下的标 准板反射辐亮度之比。 准板反射辐亮度之比。 标准板反射辐亮度为： 标准板反射辐亮度为：
L0 = F0
π
cos θ s
故地物反射率为： 故地物反射率为：
πL(θ s , ϕ s ;θ v , ϕ v ) R(θ s , ϕ s ;θ v , ϕ v ) = F0 cosθ s
TM图像的辐射定标
辐射公式及单位
公式： 公式：
L = DN * G + B
单位： 以前为： 单位： Land 5 以前为： mW
/(cm ⋅ Sr ⋅ µm )
2
2
Land 7 以后为： W /( M ⋅ Sr ⋅ µm ) 以后为： 二者之比为1 二者之比为1：10
广州981222辐的辐射定标公式
电磁辐射与辐射源——地物 电磁辐射与辐射源——地物 ——传感器的几何关系 ——传感器的几何关系
入射辐照度下入射方向是余弦关系 对于水平地面，入射辐照度为： 对于水平地面，入射辐照度为：
F = F0 cosθ s
对单位面积，反射辐亮度与观测射方向也是余弦关系， 对单位面积，反射辐亮度与观测射方向也是余弦关系， 对于水平地面，单位反射辐亮充度为： 对于水平地面，单位反射辐亮充度为：
L = F0 cosθ s cosθv R(θ s,ϕs ;θv,ϕv )
对足够大的地面面积， 对足够大的地面面积，反射辐亮度仅与二向反射率有 如地面为朗伯体且水平， 关；如地面为朗伯体且水平，则任何观测方向上其反 射辐亮度均相等。对于传感器来说， 射辐亮度均相等。对于传感器来说，一般地物均充满 整个瞬时视场，故反射亮度与观测方向不是余弦关系， 整个瞬时视场，故反射亮度与观测方向不是余弦关系， 其反射辐亮度为： 其反射辐亮度为：
最新专题一：辐射定标与大气校正
在各种因素中，大气影响要首要考虑 大气辐射传输方程：
以可见光-短红外光谱区为例：L=L1+L2+L3
➢ 大气环境参数 ➢ 具体的大气辐射传输模型：MODTRAN，6S
大气传输方程能较合理的描述大气散射、大气 吸收、发散等过程，得到广泛应用。
结果
统计学方法：野外实地 辐射传递方程：大气参数 波段对比：利用不受影响波段进行校正
大气校正
由于基于辐射传输理论的大气校正需要相 应的大气参数，而在一般研究中，这些参 数一般很难获得，针对不同研究区的的大 气校正方法有时是很实用的。本研究中也 尝试使用黑暗象元法、不变目标法、直方 图匹配法、大气阻抗植被指数法、主成分 分析法等获取水体的遥感反射率或直接获 取水体参数信息，并与基本基于辐射传输 理论的大气校正结果进行比较。
专题一：辐射定标与大气校 正
Review:
辐射校正
图像校正
几何校正
系统几何校正 （投影变形校正） 几何精校正
辐射定标基本公式： L=(Lmax-Lmin)/255*DN+Lmin Landsat的辐射定标：
L=gain*DN+Bias
增益系数
偏移系数
大气校正
大气校正：消除由大气散射引起的辐射误差。
FY-3A扫描辐射计L1数据定标方法及相关参数
FY -3A 扫描辐射计（VIRR ） L1数据定标方法及相关参数1. 可见光近红外通道定标方法定标公式如下：I SC A E +=其中，A 为通道反照率，S 为斜率，I 为截距，C E 为可见光和近红外通道的对地观测计数值。
S 和I 的数值存放在文件属性“RefSB_Cal_Coefficients ”中，共有14个数值，分别为S ch1、I ch1、S ch2、I ch2、S ch6、I ch6、S ch7、I ch7、S ch8、I ch8、S ch9、I ch9、S ch10、I ch10。
2. 红外通道定标方法红外通道定标按以下四个步骤进行 （1）星上线性定标，公式如下：OffsetC Scale N E LIN +∙=式中N LIN 为线性定标辐亮度值（单位：mW/m 2·cm -1·sr ），Scale 为增益，Offset 为截距，C E 为红外通道的对地观测计数值。
Scale 和Offset 分别存放在如下两个SDS 中：Emissive_Radiance_ScalesEmissive_Radiance_Offsets每条扫描线给一组线性定标系数，SDS 中有三列数据，依次为各扫描线的3、4、5通道系数。
（2）辐亮度非线性订正，公式如下：2210)1(LIN LIN N b N b b N +++=式中N 为订正后的定标辐亮度值（单位：mW/m 2·cm -1·sr ），b 0、b 1、b 2为订正系数，在地面定标时给出，每个红外通道有一组，存放在文件属性“Prelaunch_Nonlinear_Coefficients ”中，共有12个数值，目前只用到前9个数值，分别为：CH3的b 0、b 1、b 2、CH4的b 0、b 1、b 2和CH5的b 0、b 1、b 2。
（3）计算有效黑体温度，公式如下：)](1ln[312*Nc c T c cBB νν+=式中T BB *为有效黑体温度，C 1＝1.1910427×10-5 mW/(m 2·sr ·cm -4)，C 2＝1.4387752 c m ·K ，νc 是地面标定得到的红外通道中心波数，三个红外通道的中心波数存放在文件属性“Emissive_Centroid_Wave_Number ”中。
遥感科学-第九章-光学传感器定标
中国科学院大学 姜小光
2017年12月20日
主要内容
辐射定标的概念、目的与意义 辐射定标的分类与基本原理 发射前定标（实验室定标、场地定标） 发射后定标（星上定标、场地定标、交叉定标）
辐射定标的概念
辐射定标： 定义：建立遥感器记录的无量纲的数字信号（DN值） 与对应目标的辐射能量之间的定量关系，即得到各波 段的定标系数。
Li=ai*DNi+bi
Li:辐射能量；DNi：灰度值；ai：增益； bi：偏置
遥感数据通常记录的是灰度值（DN），定标就是要将 灰度值转换为物理量，如反射率、辐射亮度的过程。
辐射定标的概念
辐射定标（续）： 相对辐射定标：校正探测器不同像元的响应度的过程 （如均匀性校正、同一地方不同时间图像输出值之间 的相对关系的确定等）
1.发射前定标（续）： （1）实验室定标：
辐射定标分类
积分球： 一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，球壁上开 一个或几个窗孔，用作进光孔和放置光接收器件的接 收孔。积分球的内壁是良好的球面，球内壁上涂以理 想的漫反射材料（氧化镁或硫酸钡），氧化镁涂层在 可见光谱范围内的光谱反射比都在99%以上，这样，进 入积分球的光经过内壁涂层多次反射，在内壁上形成 均匀照度。
辐射定标分类
1.发射前定标（续）： （2）外场地定标（续） 地面定标： 在卫星发射前，在室外直接使用太阳光替代实验室光 源，可以避免室内光源在光谱形状、量级上与实际光 源存在差异，同时也是对实验室定标的有效检验。 航空飞行定标： 研制相应的机载模拟器或测试载荷，在载荷上天前， 利用航空平台进行载荷的定标。开展航空飞行测试， 除了可在实际工况下验证载荷的工程指标及实际应用 效能，还有利于改进数据处理方法，发展更有针对性 的参数反演算法和应用模型。
环境卫星（HJ）数据辐射定标与大气校正
响应函数值。
DNij = TiRijIj DNij 是波段j中像元i的灰度值， Ti 是指像元i处表征表面变化的地貌因子，对确定的像元所 有 波 段 都 相 同 , Rij 是 波 段 j 中 像 元 i 的 反 射 率 ， Ij 是 波 段 j 的 光 照 因 子 。 如 果 假 设 DNi. 表示像元i的所有波段的几何平均值， DN.j 表示波段j对所有像元的几何平均值， DN.. 表 示 所 有 像 元 在 所 有 波 段 的 数 据 的 几 何 均 值 ， 则 DN.j / DN .. 表 示 DNij / DNi. 对一个波段中所有像元的几何平均值：
2 HJ-CCD-A 星影像辐射定标和大气校正实例
2.1 环境卫星（HJ）数据介绍
环境与灾害监测预报小卫星星座 A、B 星(HJ-1A/1B 星)于 2008 年 9 月 6 日成功发射， HJ-1-A 星搭载了 CCD 相机和超光谱成像仪（HSI），HJ-1-B 星搭载了 CCD 相机和红外相机 （IRS）。星座 CCD 相机的重访周期为 2 天，解决了中分辨率遥感影像获取周期短的问题。 该星座的主要任务是对自然灾害、生态破坏、环境污染进行大范围、全天候、全天时的动态 监测，结合地面应用系统对灾害和生态环境的发展变化趋势进行预测，对灾情和环境质量进 行快速和科学评估，提高灾害和环境信息的观测、采集、传送和处理能力，为紧急救援、灾 后救助及恢复重建和环境保护工作提供科学依据。环境卫星高度是 650km。环境卫星图像包 含 4 个波段：0.43-0.52um，0.52-0.6um，0.63-0.69um，0.76-0.9um，空间分辨率均为 30m。
envi中lst的计算方法
envi中lst的计算方法
在ENVI中，LST（Land Surface Temperature）通常是通过一系列步骤来计算的，包括辐射定标、大气校正、计算NDVI、计算植被覆盖度等。
1. 打开数据，对第10波段进行辐射定标（Band10的后缀为Thermal），获得辐射亮度图像。
2. 在ENVI中打开原始数据_，选择Radiometric Calibration工具，选择_MTL_Thermal数据，并根据需要选择spatial subset。
3. 计算NDVI。
NDVI的计算公式是NDVI=(近红外-红)/(近红外+红)。
4. 计算植被覆盖度Fv。
这通常采用混合像元分解法，将整景影像的地类大致分为水体、植被和建筑。
具体的计算公式如下：Fv = (NDVI-NDVIS)／(NDVIV - NDVIS)。
其中，NDVI为归一化差异植被指数，取NDVIV = 和NDVIS = 。
以上步骤仅供参考，建议查阅ENVI软件使用说明或咨询专业人士获取更准确的信息。
辐射定标(像元亮度值,辐射亮度亮温)、表观反射率、地表反射率、反照率、比辐射率
环境一号卫星光学数据绝对定标环境一号卫星光学数据的遥感器校正分为绝对定标和相对辐射定标。
对目标作定量的描述，得到目标的辐射绝对值。
要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系，即定标系数，在卫星发射前后都要进行。
卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场，用传感器观测辐射亮度值已知的标准辐射源以获得定标数据。
卫星发射后，定标数据主要采用敦煌外场测量数据，此值一般在图像头文件信息中可以读取。
以下两表为敦煌场地测定的绝对定标数据。
表HJ 1A/B星绝对辐射定标系数（DN/W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1）利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为：L=DN/coe式中coe为绝对定标系数，转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
由于以上定标系数为敦煌场采用单点法对中等反射率目标（戈壁）测定的结果，因此对于太阳反射光谱波段，建议针对中等反射率地物采用上面提供的绝对辐射定标系数。
对于HJ1B的红外相机，近红外波段绝对定标系数为4.2857，短波红外波段绝对定标系数为18.5579。
定标公式同前。
HJ-1B红外相机热红外通道绝对辐射定标系数为：增益53.473，单位：DN/（W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1）；截距26.965，单位：DN。
利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=（DN-b）/coe，式中coe为绝对定标系数的增益，b为截距，转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重，不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息，即其内容是通过遥感手段获得的，通常是地物不同波段的电磁波谱信息。
其中的像素值称为亮度值（或称为灰度值、DN值）。
遥感概念DN值（Digital Number ）是遥感影像像元亮度值，记录的地物的灰度值。
无单位，是一个整数值，值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。
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辐射定标公式
辐射定标公式是用于计算辐射量的公式，通常用于实验室和工业领域的辐射测量。
辐射量可以通过对某种射线的能量或强度进行测量来确定，而辐射定标公式可以用来将这些量值转换为实际的辐射量。
其中最常见的辐射定标公式是剂量当量公式，即：
D = H * Q
其中，D表示剂量当量，H表示测量到的放射线能量或强度，Q表示该射线的放射性当量系数。
该公式用于计算剂量当量的单位是西弗（Sievert），它是国际单位制（SI）中用于表达辐射剂量和效应的标准计量单位。
另一个常见的辐射定标公式是能谱测量所用的峰面积公式，即：
A = K * I * F
其中，A表示测量到的峰面积，K表示测量所用的探测器常数，I 表示射线的强度，F表示测量的效率因子。
该公式适用于估算不同能量下的射线强度和对应的峰面积。
除了这些公式，还有很多其他的辐射定标公式，例如用于测量辐射源活度的公式等。
这些公式都是用于描述不同类型和目的的辐射测量，可以根据需要灵活运用。