遥感地学分析实验报告

华南农业大学课程设计实验报告

实验项目名称：基于环境小卫星的湖泊水质遥感监测实验项目性质：课程设计

计划学时：两周

所属课程名称：遥感地学分析课程设计

开设时间：2013-2014学年第二学期

实验课指导教师：王建芳

一、实验目的

根据环境小卫星CCD数据，反演太湖的叶绿素a浓度，并且初步掌握环境小卫星的数据读取、辐射定标、几何校正、大气校正、反演模型的建立、遥感反演过程、反演结果验证等操作技能及原理。

二、实验要求

根据环境小卫星CCD数据特点及太湖水质反演技术要求，先对环境小卫星CCD数据进行数据预处理，大气校正、太湖区裁剪，利用波段比值法对实测的叶绿素a 浓度数据建立反演模型，将模型应用于太湖水面区域影像，反演出整个太湖区的叶绿素 a浓度。

三、实验操作步骤

（一）预处理

1、安装环境小卫星数据处理补丁：将ENVI_HJ1A1B_Tools.sav补丁放在 C:\Program Files\ITT\IDL\IDL80\products\envi48\save_add目录下。（若ENVI安装目录不是在C 盘，则将补丁放入安装目录下的IDL\IDL80\products\envi48\save_add中）

2、数据读取和定标：主菜单->File->Open External File->HJ-1A/1B Tools，打开环境小卫星数据读取补丁。在HJ-1A/1B Tools V2.0面板中，选择 CCD，点击 Input XML输入原始数据的.xml文件，点击 Output Path设置数据的输出路径，勾选“Calibration”“Layer Stacking”两个选项，单击 Apply 按钮。

3、几何校正（图像配准）：

下面以TM作为基准影像对环境小卫星图像进行图像配准。

（1）打开基准影像TM_baseimage.img。

（2）选择主菜单-> Map-> Registration ->Automatic Registration：Image to Image，选择基准影像第4波段作为匹配波段（TM_baseimage.img）。

（3）选择被配准影像 HJ1B-CCD1-20091006-Cal-sub.img第4波段作为被配准波段。（注：在提示是否选择手动选择的同名点时候，选择否。）

（4）选择控制点，并调整控制点，直到总的RMS Error小于1个像素时，完成控制点的选择。点击Ground Control Points Selection上的File->Save GCPs to ASCII，保存控制点。

（5）在Ground Control Points Selection面板上，选择Options->Warp File （As Image Map），选择校正文件。在校正参数面板中，投影参数默认，

（6）在X和Y的像元大小输入30米，按回车，图像输出大小自动更改重采样方法选择Nearest Neighbor（保持图像辐射值不变）

（7）选择输出路径和文件名HJ1B-CCD1-20091006-Cal-sub-jz.img，单击OK 按钮（8）打开校正后的影像和基准影像，在显示校正后影像的窗口中，右键选择Geographic Link 命令，选择显示图像的两个窗口，打开十字光标查看校正结果。

（注：对于RMS高的点，可以直接删除，选择此行，按Delete按钮；也可以在两个影像的ZOOM窗口上，将十字光标定位到正确的位置，再点击Updata按钮进行微调，本实验中，水域中的点由于没有固定参照物，所以均删除，湖岸线的点，RMS高的可删除或者更新到正确位置。）

4、大气校正：

（1）制作波谱曲线

主菜单Windoe->Start New Plot Window，打开ENVI Plot Window 面板，在波谱绘制窗口中，选择File->Input Data->ASCII，导入“681_HJ1ACCD1.txt”文本文件。

如图，在绘制窗口生成了4 条曲线，选择Edit->Data Parameters，编辑每条线的名称为b1，b2，b3，b4，便于区分。

选择File->Save Plot As->Spectral Library，在Output Plots to Spectral Library 面板中，单击Select All Items，单击OK。

在Output Spectral Library 面板中，有输出曲线相关参数设置，这里按默认，选择输出路径和文件名“HJ1B-CCD1光谱响应.sli”，单击OK，将波谱曲线保存为波谱库文件。

(2) FLAASH 大气校正

1）主菜单Spectral->FLAASH打开 FLAASH大气校正模块；

2）点击 Input Radiance Image，选择 BIL 格式的环境小卫星数据

HJ1B-CCD1-20091006-Cal-sub-jz.img，在Radiance Scale Factors面板中选择Use single scale factor for all bands，由于定标的辐射量数据与FLAASH的辐射亮度的单位相差10倍，所以在此Single scale factor 选择默认：10，单击OK。

3）设置输出文件及路径设置

4）传感器基本信息设置：成像中心点经纬度、传感器高度、成像区域平均高度、成像时间，设置，这些都可以从数据头文件中读取HJ1B-CCD1-451-76-20091006-L20000180174.XML

5）大气模型，选择Mid-Latitude Summer，气溶胶模型，选择 Rural，气溶胶反演方法选择None，能见度给40km。

（6）单击Multispectral Setting 按钮，在Filter Function File 导入之前做好的光谱响应曲线“HJ1B-CCD1光谱响应”，单击OK;

（7）单击Advanced Settings，在高级设置中，Tile Size 默认的是Cash size 的大小，