MODIS 影像气溶胶反演

一、MODIS 影像的辐射校正

在ENVI 5.0中打开MODIS影像的HDF文件就已经做了辐射校正，打开HDF文件的方法是File---->Open As---->EOS---->MODIS

打开后在数据列表中可以看到三个文件，第一个是发射率Emissive （band20-band36），第二个是辐射率Radiance（band1-band26）,第三个是反射率Reflectance（band1-band26），如图所示。

二、几何校正

2.1 发射率文件的几何校正

（1）Georeference MODIS 工具

ENVI5.0下有对特定传感器进行几何校正的工具，其中就有专门针对MODIS数据的几何校正，Geometric Correction——>Georeference by sensor——>Georeference MODIS

（2）选择发射率文件

（3）Georeference MODIS 参数设置

Georeference MODIS Parameters对话框中，选择投影信息见图，其中要注意保存GCP控制点以及对MODIS影像做双眼皮去除（在MODIS 1 B图像中,存在着重叠现象,俗称“双眼皮”现象(bow-tie effect) ,严重地影响着MODIS图像的应用），然后点击OK。

（4）发射率几何校正参数设置

Registration Parameters对话框中，注意分辨率是1000（默认）选择保存路径点击OK即可。

（5）发射率几何校正结果

2.2 反射率文件的几何校正

（1）Wrap from GCPs：Image to Map Registration 工具

发射率文件几何校正之后，可以利用导出的GCP控制点来校正其他文件。在工具箱中找Geometric Correction——>Registration——>Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具。

（2）选择GCP 控制点文件

双击Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具后打开选择GCP 控制点对话框，选择之前保持的GCP控制点文件。

（3）Image to Map 投影设置

接着打开Image to Map Registration 对话框，调整参数如图，注意更改分辨率为1000，然后点击OK。

（4）选择待校正影像，调整几何校正方法

选择待校正的反射率文件。打开Registration Parameters对话框参数设置如图，注意更改几何校正方法为Triangulation和重采样方法Bilinear，使之与发射率校正结果相匹配。（几何校正模型：RST为仿射变换模型、Polynomial为多项式模型、Triangulation为局部三角网模型）

（5）反射率几何校正结果

（6）反射率校正结果与发射率校正结果对比

ENVI 5.0中提供了更多的图像间的对比查看，可以点击Views菜单选择创建多个视图，然后进行link查看，也可以将两个图像添加进一个视图利用影像查看功能查看。

2.3 角度数据集的几何校正

该实验数据采用的是MODIS L1B 1KM数据，其中包括了角度信息，但是角度数据集的行列号与科学数据集的行列号不同，因此如果想用校正发射率的GCP控制点来校正角度数据集必须在校正角度数据集之前进行重采样到行列号为1354 ,2030。

（1）打开角度数据集

角度数据集的打开不能和科学数据集一样直接打开，打开路径为

File ----> Open As ----> Generic Formats----> HDF,点击后选择HDF文件。选择四个角度数据集：卫星天顶角（SensorZ），卫星方位角（SensorA），太阳天顶角（SolarZ），太阳方位角（SolarA）。

（2）重采样工具

角度数据集的行列数是271*406的，而发射率的行列数是1354*2030的，因此要用之前的GCP文件来校正角度数据集必须重采样。重采样工具Raster Management——>Resize Data。

(3)重采样参数设置

在重采样参数设置窗口中，设置X Y的采样比例：X=4.9963 Y=5 点击Enter，即可采样到

1354*2030，选择重采样方法为Blinear。将四个角度数据进行重采样之后就可以进行几何校正了。

（4）角度数据集几何校正

角度数据的几何校正和发射率的几何校正是一样的，根据校正发射率产生的GCP控制点，利用Wrap from GCPs：Image to Map Registration 工具进行校正。

三、波段合成和裁剪

3.1 反射率和发射率的合成

（1）Layer Satacking 工具

在ENVI5.0 下打开之前校正好的反射率文件和发射率文件，利用Layer Stacking 工具进行合成，双击Layer Satacking 工具，打开参数设置窗口。

（2）空间裁剪

点击Import File…选择几何校正后的反射率文件和发射率文件，然后利用北京市的行政范围来裁剪，Spatial Subset——>ROI/EVF，选择Beijing.evf

（3）调整合成文件的顺序

点击Recorder File 调整顺序，必须是反射率在上，发射率在下。合成结果如图所示

3.2 角度数据的合成

角度数据的合成和反射率发射率的合成是一样的，只是要注意角度数据的合成时的顺序是卫星天顶角（Sensor Zenith）、卫星方位角（Sensor Azimuth）、太阳天顶角（Solar Zenith）、太阳方位角（Solar Zenith），顺序如图所示，合成结果如图所示。

四、合成后处理

4.1 云检测

云检测工具是扩展工具，该工具实现对反射率和发射率的合成文件进行去云处理，将modis_cloud.sav文件放在ENVI 5.0安装目录下的Extensions文件夹下，重启ENVI即可看到modis_cloud工具。

（1）modis_cloud 工具