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遥感数字图像处理(FLAASH 大气校正实践) 实习报告 学院:应用气象 一,实验内容 FLAASH 的特点是: 1) 支持多种传感器,包括多光谱和高光谱。可以通过自定义波谱响应函数支持更多的传感器。 2) FLAASH 采用MODTRAN+辐射传输模型,算法精度高。 3) 通过图像像素光谱上的特征来估计大气的属性,不依赖遥感成像时同步测量的大气参数数据。 4) 可以有效去除水蒸气、气溶胶散射效应,同时基于像素级的校正,校正目标像元和邻近像元交叉辐射的“邻近效应”。 5) 对由于人为抑制而导致波谱噪声进行光谱平滑处理。可以得到真实地表反射率、整幅图像内的能见度、卷云与薄云的分类图像、水汽含量数据。 二,实验步骤及结果 FLAASH 的处理步骤: 1) 从图像中获取大气参数,包括能见度(气溶胶光学厚度)、气溶胶类型和大气水汽含量。气溶胶反演算法沿用了暗目标法,水汽含量的反演是基于水汽吸收的光谱特征,采用了波段比值法,并逐像元进行。 2) 大气参数获取之后,通过求解大气辐射传输方程来获取反射率数据。 3) 利用图像中光谱平滑的像元对整幅图像进行光谱平滑运算。 FLAASH 操作: 启动程序:ENVI—Basic Tools—Preprocessing—Calibration Utilities—FLAASH。图1 中FLAASH 程序界面分为三个部分。上部分为设置文件输入与输出信息;中间部分为传感器与影像目标信息;下部分为大气参数(大气模式和气溶胶类型等)的设置。 图1 FLAASH 程序界面 以一景要进行大气效应校正的LANDSAT ETM+为例进行FLAASH大气校正。首先打开原始影像数据。图2使用ENVI--File--Open External File--Landsat--GeoTIFF with Metadata命令打开的一景2005年Landsat ETM+影像。 图2 Landsat ETM 数据导入 对影像进行定标,单位转换和文件储存格式转换。使用ENVI-Basic Tools—Preprocessing—Calibation Utilities—Landsat Calibration,选择可见光一红外组(6个波段),打开Landsat定标工具。定标类型选择Radiance,并保存为本地文件。这里,得到的辐射亮度数据的单位为W/(m2·um·sr),而FLAASH要求的辐射亮度数据uW/(cm2·nm·sr),两者相差10倍(单位换算方法见图4和图5,在图5中单击Map Variable to Input File按钮对所有波段进行换算)。另外,FLAASH要求输入的文件存储格式为BIL,而该文件现在的文件存储格式为BQS,因此需要进行BQS到BIL的转换。具体操作为ENVI--Basic Tools--Convert Data(BQS、BIL、BIP)。 图4 定标 图5 单位转换 图6 格式转换 设置FLAASH程序文件输入和输出信息。点击Input Radiance Image后,会弹出对话框。选择第二项,并设置参数值为1.000000。如果第3步操作未进行单位换算,这里就必须为10.000000。图8显示了根据传感器头文件信息获取的FLAASH界面其他参数的设定。这里大气模式选择“中纬度夏季模式”,气溶胶模型选择“农村”。气溶胶获取的方法为“2-Band(K-T)法”,初始的能见度为20km。通常晴朗天气,能见度参数设定为40--100km;薄雾天气为20--30km;大雾天气为≤15km。这里使用K-T法从影像中提取气溶胶信息。因此,需要点击FLAASH界面下部的“Multispectral Settings...”按钮,进一步设定其他参数。 图7 设置FLAAASH 程序首界面主要参数值 “Multispectral Settings...”面板中的参数设定(气溶胶反演参数设定)。这里主要设置Kaufman-Tanre Aerosol Retrieval面板中的KT-Upper Channel和KT-Lower Channel及Cirrus Channel (Optional)中的波段,分别选择波段中心值为2.22um,0.66um和1.65um的对应波段。 图8 气溶胶反演参数设定 “Advanced Settings...”面板中的参数设定。面板中主要针对MODTEAN4+模型中一些参数进行设定。左半边面板中Aerosol Scale Height(km)一般为1.5--2.0km。Mo

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