envi辐射定标和大气校正

Landsat TM 辐射定标和大气校正步骤

一、数据准备

从USGS网站或者马里兰大学下载TM原始数据，

USGS网站下载的数据是原始数据，在ENVI软件File–Open External File–Landsat – Geotiff with meta中只需打开***********_MTL.txt即可打开所有波段数据（除band6）；

usgs网站或马里兰大学网站下载的数据有可能不是原始数据，在ENVI软件File–Open External File–Landsat–Geotiff with meta中只需打开***********.met即可打开所有波段数据（除band6）

二、辐射定标

1. 由于ENVI 4.7中有专门进行辐射定标的模块。将原始TM的影像打开以后，选择

Basic Tools–Preprocessing–Calibration Utilities–Landsat Calibration

2. 进入下一步参数选择：根据传感器类型选择Landsat 4,5 或者7。从遥感影像的头文件中获取Data Acquisition 的时间，Sun elevation。如果你是用File–Open External F

大气校正是定量遥感中重要的组成部分。本专题包括以下内容： ???大气校正概述 ???ENVI中的大气校正功能

1大气校正概述

大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反射

率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据。用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。

很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。

通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。 常见的绝对大气校正方法有： ?基于辐射传输模型 ????MORTRAN模型 ????LOWTRAN模型 ????ATCOR模型 ????6S模型等

?基于简化辐射传输模型的黑暗像元法 ?基于统计学模型的反射率反演； 相对大气校正常见的

ENVI5.1 landsat 8OLI数据辐射定标与大气校正

ENVI 5.1 FLAASH大气校正工具中新增了一些多光谱传感器类型，如：Landsat 8 OLI、Pleiades-1A、Pleiades-1B、Rasat、Spot6。支持多光谱传感器类型明细见下图1：

图1.1 ENVI 5.0与ENVI 5.1 FLAASH中支持传感器类型对比

1 打开Landsat 8数据

在这里以Landsat 8数据“LC81230322013132LGN02”为例进行介绍。

File -> Open，选择LC81230322013132LGN02_MTL.txt文件，点击OK打开。分为五个数据集：多光谱数据（1-7波段），全色波段数据（8波段），卷云波段数据（9波段），热红外数据（10，11波段）和质量波段数据（12波段）。

图2.1 Data Manager面板

2 辐射定标

ENVI 5.1 工具箱中查找工具：/Radiometric Correction/Radiometric Calibration；双击此工具，选择要校正的多光谱数据“LC81230322013132LGN02_

在最初的遥感学习中，我总是分不清传感器定标、辐射定标、辐射校正、大气校正这几个概念的区别与联系。而且在不同的资料中，各个名词的解释又不一样。例如：

定标是将传感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程（赵英时等《遥感应用分析原理与方法》）

遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系；建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应的视场中辐射亮度值之间的定量关系（陈述彭）。 辐射定标是将传感器记录的电压或数字值转换成绝对辐射亮度的过程（梁顺林《定量遥感》，2009）

其实，简单来说，辐射定标就是将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率，目的是消除传感器本身产生的误差，有多种方法：实验室定标、星上定标、场地定标。公式1就是将初始的DN值转换为辐射亮度，其中Lb是值辐射亮度值，单位是：W/cm2.μm.sr（瓦特/平方厘米.微米.球面度），Gain和Bias是增益和偏移，单位和辐射亮度值相同，可以看出，辐射亮度和DN值是线性关系。公式二是将辐射亮度值转换为大气表观反射率，式中：Lλ为辐射亮度值，d为天文单位的日地距离，ESUNλ为太阳表观辐射率均值，θs是以

实习内容

一、实习要求

1. 要求所有的内容自己独立完成，软件环境使用ENVI遥感图像处理系统。

2. 数据采用提供的Landsat7多光谱数据和AVIRIS高光谱数据，也可以采用其他数据完成实习内容。 3. 熟悉大气校正的原理和相关内容。

4.对比黑暗像元大气校正、平场域法、对数残差法、经验线法和FLAASH大气校正结果有何异同。

5. 要求提交实习报告，包括实现过程和主要结果的截图，实习中碰到的问题及解决方式要在实习报告中加以详细的阐述。 二、实习内容

了解使用Flaash大气校正模块对多光谱和高光谱数据进行大气校正的原理以及过程，可以借助网络或者参考书籍弄懂Flaash大气校正的特点、处理步骤、算法的基本原理、Flaash输入数据的要求和输入参数的说明等。 三、实习步骤

① 多光谱数据的大气校正 数据准备

这一步主要完成的工作是数据的辐射定标，以及按照FLAASH对数据要求进行相关的处理。 第一步 传感器定标

(1) 启动ENVI，在ENVI主菜单中，选择File—Open External File—Landset—Fast，在文件选择对话框中选择

LandsatTM_JasperRidge_hrf.fst头文件，ENVI自动将数据添加

实习内容

一、实习要求

1. 要求所有的内容自己独立完成，软件环境使用ENVI遥感图像处理系统。

2. 数据采用提供的Landsat7多光谱数据和AVIRIS高光谱数据，也可以采用其他数据完成实习内容。 3. 熟悉大气校正的原理和相关内容。

4.对比黑暗像元大气校正、平场域法、对数残差法、经验线法和FLAASH大气校正结果有何异同。

5. 要求提交实习报告，包括实现过程和主要结果的截图，实习中碰到的问题及解决方式要在实习报告中加以详细的阐述。 二、实习内容

了解使用Flaash大气校正模块对多光谱和高光谱数据进行大气校正的原理以及过程，可以借助网络或者参考书籍弄懂Flaash大气校正的特点、处理步骤、算法的基本原理、Flaash输入数据的要求和输入参数的说明等。 三、实习步骤

① 多光谱数据的大气校正 数据准备

这一步主要完成的工作是数据的辐射定标，以及按照FLAASH对数据要求进行相关的处理。 第一步 传感器定标

(1) 启动ENVI，在ENVI主菜单中，选择File—Open External File—Landset—Fast，在文件选择对话框中选择

LandsatTM_JasperRidge_hrf.fst头文件，ENVI自动将数据添加

大气校正是定量遥感中重要的组成部分。本专题包括以下内容： l.大气校正概述；

2.ENVI中的大气校正功能；

1.大气校正概述

大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据。用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。

图1 大气层对成像的影响示意图

很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。

通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。

目前，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

《地面辐射和大气辐射》教学设计

一、教材分析

在全节内容中具有承上启下的作用。与生活实际密切相关，在实际运用中比较重要。 二、学情分析

学生学习本课内容重点掌握对流层大气的受热过程，学习障碍是大气逆辐射的理解，学习难度较低 二、教学目标分析 1、知识与技能

◆理解地面辐射和大气辐射

◆掌握对流层大气的受热过程图，掌握阅读、分析、运用地理图表的技能 ◆提高读图、绘图能力与自主学习能力 ◆提高运用所学知识解决实际问题的能力 2、过程与方法

? 通过小组讨论掌握对流层大气的受热过程图 ? 通过创设问题情境加深对知识的理解 3、情感、态度与价值观

◆通过对生活实际问题的探讨，树立理论联系实际的观念 三、教学重、难点分析 重点：

◆地面是大气的直接热源 ◆大气逆辐射

◆对流层大气的受热过程及示意图 难点： ◆大气逆辐射

◆对流层大气的受热过程及示意图 三、教学过程 （一）导入（3′）

师：通过上节课的学习，我们知道了大气对太阳辐射具有削弱的作用，从而使得

地面上白天的温度不会太高。

Q:我们一起来回顾一下，大气对太阳辐射的削弱作用有哪些表现形式呢？（点同学回答）

生：吸收、反射、散射

师：很好，大气通过吸收、反射和散射这三种形式的作用削弱了到达地面的

[转载]大气校正（转）

大气校正是定量遥感中重要的组成部分。本专题包括以下内容： ???大气校正概述 ???ENVI中的大气校正功能

1大气校正概述

大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反

射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据。用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。

很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。

通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。 常见的绝对大气校正方法有： ?基于辐射传输模型 ????MORTRAN模型 ????LOWTRAN模型

????ATCOR模型 ????6S模型等

?基于简化辐射传输模型的黑暗像元法 ?基于统计学模型的反射率

ENVI下校正ETM+ （转帖）

ENVI 的图像配准与几何校正工具允许你将图像定位到地理坐标上，并校正它们使其与基图像几何形状相匹配。图像可以用 Rotate/Flip Data 菜单项在配准以前进行旋转。通过使用全分辨率(主图像) 和缩放窗口选择地面控制点（GCPs），来进行图像－图像和图像－地图的配准。基图像和未校正图像的GCPs 的坐标被显示，伴随有特定纠正算法计算的误差项。 纠正用重采样、缩放和平移，多项式函数或德洛内三角测量（RST）实现。支持的重采样方法包括最近邻、双线性和立方体卷积。用 ENVI 的多个动态覆盖能力，对基图像和纠正图像进行比较，可以快速估价配准精度。参阅 ENVI Tutorial Image Georeferencing and Registration 中有关图像配准的详细描述。镶嵌允许多个图像插入到一个用户定义了大小和坐标的基图像中。独立图像或多波段图像文件被输入，且放到图像或地图坐标中或用鼠标确定位置。输出的镶嵌特征可以用图幅显示，且能进行交互式调整。用 ENVI 可以进行虚拟镶嵌，这使你不必将数据的两个副本存到磁盘上。羽化技术能用于混合图像边界，进行无缝镶嵌。镶嵌模板可以被存储，用于其它图像。

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