遥感大气校正

实验四遥感图像的大气校正

实验目的：通过实习操作，掌握遥感图像大气校正的基本方法和步骤，掌握遥感图像波段计算及其应用。

实验内容：

环境小卫星的数据读取；

辐射定标、图像配准、大气校正；

植被反演、植被覆盖变化监测

1、实验相关知识及背景

◆传感器定标就是将图像的数字量化值（DN）转化为辐射亮度值或者反射率或者表面

温度等物理量的处理过程；传感器定标可分为绝对定标和相对定标，绝对定标是获取图像上目标物的绝对辐射值等物理量。

◆遥感图像的大气校正方法很多，这些校正方法按照校正后的结果可以分为2种：绝

对大气校正方法：将遥感图像的DN(Digital Number)值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。相对大气校正方法：校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。

◆ENVI下FLAASH大气校正工具是基于MODTRAN4+辐射传输模型，FLAASH对图

像文件有以下几个要求：

（1）数据是经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单位是：（μW）/（cm2*nm*sr）。

（2）数据带有中心波长（wavelenth）值，如果是高光谱还必须有波段宽度（FWHM），这两个参数都可以通过编辑头文件信息输入（Edit Header）。

（3）数据类型支持四种数据类型：浮点型（floating）、长整型(long integer )、整型（integer）和无符号整型(unsigned int)。数据存储类型：ENVI标准栅格格式文件，且是BIP或者BIL。

（4）波谱范围：400－2500nm

◆浑善达克地区位于内蒙古草原锡林郭勒高原中部。近年来频频发生在京津地区的沙

尘暴与该地区生态环境恶化相关。据统计，京津地区沙尘暴70%的沙源来自于这个区域。通过对该区域植被覆盖度的定量反演，植被覆盖的变化检测，可以实现草原植被的高频率、大范围、高实时的变化监测。

2、实验步骤

根据环境小卫星CCD数据特点及草原植被变化监测的要求，采用以下处理流程：

一、数据预处理：

D数据读取；

2.辐射定标；

3.大气校正；

4.研究区裁剪；

二、反演模型建立

1.归一化植被指数；

2.植被覆盖度；

三、植被变化监测

1.植被覆盖区提取；

2.植被变化检测；

四、后期处理与应用

◆数据读取和定标

（1）安装环境小卫星数据读取和定标补丁ENVI_HJ1A1B_Tools.sav文件放在home\ITT\IDL\IDL80\products\envi48\save_add目录下。

（2）数据读取和定标。主菜单->File->Open External File->HJ-1A/1B Tools。

（3）数据裁剪，由于整景数据范围比较大，所以在做大气校正前，先将浑善达克以及周边区域裁剪出来。主菜单->Basic Tools->Resize Data。

◆图像配准

做变化监测，两个时相的数据必须互相配准。具体步骤参考几何校正：主菜单->Map->Registration->Select GCPs：Image to Image。

Base Map基础底图选用“浑善达克2006年8月土地利用分类图.img”，控制点参考“HJ-jz-GCP.pts”。

◆大气校正

（1）主菜单->Basic Tools->Preprocessing->Calibration Utilities->FLAASH。

参数文件参考“template”。

◆矢量数据进行裁剪

矢量数据选用“浑善达克矢量数据”。

◆归一化植被指数计算

应用被植被强吸收的红光波段（环境星第3波段）和被植被强反射的近红外波段（环境星第四波段）计算归一化植被指数。

（1）主菜单->File-> Transform ->NDVI

◆植被覆盖度计算

（1）在ENVI主菜单栏中波段运算Basic Tool->Bandmath。

运算表达式：

(b1 gt 0.7)*1+(b1 lt 0.)*0+(b1 ge 0 and b1 le 0.7)*((b1-0.0)/(0.7-0.0))

◆植被覆盖变化监测

（1）2009年植被覆盖度大于0.3的为植被覆盖区；

2009年8月植被覆盖区运算表达式：(b1 le 0.3)*0 +(b1 gt 0.3)*1

b1为20090811植被覆盖度图像，0.3为经验值。

（2）2006年土地利用分类图DN值=1、2、3为植被覆盖区。

2006年8月植被覆盖区运算表达式：

(b1 ge 1 and b1 le 3)*1+(b1 lt 1)*0+(b1 gt 3)*0

b1为浑善达克2006年8月土地利用分类图。

（3）植被覆盖变化监测

运算表达式：b1-b2

b1:2009年8月的植被覆盖区图像；

b2:2006年8月的植被覆盖区图像。

◆植被变化区域制图

对-1、0、1值以及背景值分别进行密度分割。

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附录1（来自于网络资源）：