遥感图像处理基本操作——遥感图像辐射定标和大气校正（ENVI）

辐射定标的目是消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值，大气校正目的是消除大气散射、吸收、反射引起的误差。

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一、实验目的

（1） 熟悉辐射定标和大气校正主要方法
（2） 熟练ENVI辐射校正处理步骤
（3） 掌握ENVI通用辐射定标工具和Flaash大气校正工具

二、实验准备

（1） 几个概念

a) 大气辐射：大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量，大气这种向外放射能量的方式，称为大气辐射。
b) 辐射定标：将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率（或称为辐射亮度值）。用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时，或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时，都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。目的是消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。
c) 大气校正： 将辐射亮度或者表面反射率转换为地表实际反射率。目的是消除大气散射、吸收、反射引起的误差。

（2） 辐射定标分类：

a) 实验室定标
b) 机上/星上定标、
c) 场地定标

（3） ENVI 中FLAASH工具：ENVI软件大气校正模块中提供的一种大气校正工具，其基于MODTRAN5辐射传输模型，具有如下特点：

a) 支持多种类被的传感器
b) 采用MODTRAN5辐射传输模型
c) 通过图像像素光谱上的特征来估计大气的属性
d) 可以有效地去除水蒸气/气溶胶散射效应
e) 对由于人为抑制而导致的波谱噪声进行光谱平滑处理

三、实验步骤

Part 1 辐射定标

1. 加载数据：运行ENVI软件，进入软件操作界面，选择【File】|【Open 】，弹出打开文件对话框，进入实验数据目录，选择打开*_MTL.txt文件，如下图所示：
   

2. 在右侧Toolbox中，选择【Radiometric Correction 】|【 Radiometric Calibration】，弹出辐射定标对话框，在对文件对话框中选择多光谱数据，打开Radiometric Calibration面板, 在Radiometric Calibration面板中，设置以下参数：
   • 定标类型（Calibration Type）：辐射率数据Radiance
   ·存储顺序：BIL
   ·输出数据类型：单精度浮点型
   ·辐射率数据单位调整系数（Scale Factor）：0.1。
   ·设置输出路径和单位名，单击OK执行辐射定标。
   

3. 显示辐射定标结果图像，选择【Display】|【Profiles】|【Spectral】查看波谱曲线，如下图所示，单位是µW/(cm2 * sr * nm)。
   

Part 2多光谱数据FLAASH大气校正

1. 加载工具：在右侧Toolbox中搜索“Flaash”，找到大气校正工具，如下图所示：
   
   双击打开，弹出大气校正对话框，点击输入定标图片数据，弹出选择数据对话框，选择上一步中保存的辐射定标数据，在右侧我们可以看到有关此数据的相关信息，如图片类型、传感器类型、投影坐标系、分辨率、波长范围等等，如下图所示：
   
   点击OK，弹出辐射率数据单位调整系数对话框，选择第二项，点击OK，如下图所示：
   
   然后单击Ourput Reflectance File按钮，设置输出文件名和路径，单击Output Directory for FLAASH Files，设置输出FLAASH文件路径，如下图所示：
   ,t_70)
   
   另外，传感器类型选择Landsat-8 OLI，这是由我们的数据来源决定的。
   大气模型选择热带，这个可以根据遥感影像数据的经纬度范围和时间确定。
   气溶胶模型有五种，如下所示：

• 无气溶胶(No Aerosol):不考虑气溶胶影响。
• 乡村(Rural): 没有城市和工业影响的地区。
• 城市(Urban):混合80%乡村和20%烟尘气溶胶，适合高密度城市或工业地区。
• 海面( Maritime):海平面或者受海风影响的大陆区域，混合了海雾和小粒乡村(溶胶。
• 对流层( Tropospheric): 应用于平静、干净条件下(能见度大于40 km) 的陆地，只包含微小成分的乡村气溶胶。
  这里默认选择即可。
  下一步，点击Multispectral Settings按钮，在弹出的对话框中，选择文件模型，Defaults使用默认设置，上行通道选择SWIR 2（2.2010），下行通道选择Red （0.6546）
  
  Advanced Settings中保持默认设置，如下图所示：
  
  设置好以上参数后，点击应用，执行大气校正。
  完成后会得到反演的能见度和水汽柱含量。如下图所示：
  

2. 查看典型地物的光谱曲线
   
3. 大气校正结果图像：最后校正的结果图如下所示。
   

另外提醒大家操作时要注意数据存放路径不要太深，最好放在根目录下。

欢迎大家批评指正，共同进步！ ！ ！