ENVI正射校正

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

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

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。

ENV

遥感图像的几何校正（配准）

1.实验目的与任务： （1）了解几何校正的原理；

（2）学习使用ENVI软件进行几何校正； 2.实验设备与数据：

设备：遥感图像处理系统ENVI 数据：TM数据

3 几何校正的过程：

注意：几何校正一种是影像对影像，一种是影像对地图，下面介绍的是影像对影像的配准或几何校正。

1.打开参考影像（base）和待校正影像：分别打开，即在display#1,display#2中打开； 2．在主菜单上选择map->Registration->select GCPs：image to image

3 .出现窗口Image to Image Registration，分别在两边选中DISPLAY 1（左）,和DISPLAY 2（右）。 BASE图像指参考图像而warp则指待校正影像。 选择OK!

4. 现在就可以加点了：将两边的影像十字线焦点对准到自己认为是同一地物的地方，就可以选择ADD POINT添加点了。（PS：看不清出别忘记放大） 如果要放弃该点选择右下脚的delete last point，或者点show point弹出image to image gcp list窗口，从中选择你要删除的点，也可以进行其他很多操作，

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

I:\forestry\mentougou\original\ms

ENVI下的几何校正步骤

在通过某种途径得到了控制点的文件坐标和地图坐标后，通过ENVI进行几何校正的步骤如下：

控制点文件保存为.txt文件或.pts文件。

1.打开图像文件

2.

从波段列表中选择波段组合顺序，并加载图像。对灰度图像，直接点击即可。对于多光谱或彩色图像，选择好波段顺序后，点击

按钮

。我们下面以小卫星

多光谱图像为例来进行说明。

3. 选择控制点文件，检查控制点文件是否能被正确读取。Map Registration Select GCPs:Image to Map。

在弹出的对话框中选择投影（坐标系统）和分辨率。我们统一选择bj_54。对于全色图像，分辨率为4米，对于多光谱数据，分辨率一般为32米，但少量数据也可能为36米，需要根据具体图像来确定，分辨率可以从波段列表中的Map Info可以看出。

4. 关闭控制点选择对话框。

选择刚才查看过的控制点文件

设置投影信息和分辨率

点击OK后，在弹出的对话框中选择要进行校正的影像。

点击OK后，在弹出的对话框中选择校正方法。

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_

ENVI图像拼接、栅格转矢量、图像裁剪、图像融合

ENVI图像拼接

在ENVI主菜单中选择Map—Mosaicing—Georeferenced，在Mosaic对话框中点击Import—Import File，选择需要拼接的两幅图像，然后进行图像拼接。然后对图片点击右键，选中Edit Entry，在Edit Entry对话框中，设置Data Value to Ignor：0，忽略0值，设置Feathering Distance为10，羽化半径为10个像素，点击OK确定。 点击file-apply，保存即可

ENVI栅格转矢量

1） 要将感兴趣区转换成矢量多边形，在ROI Tool对话框中选择File → Export ROIs to EVF，打开Export Region to EVF对话框。

2） 高亮显示区域的名字来选择其中某个区域。选择All points as one record单选按钮选项，在Layer Name文本框中输入层的名字，点击Memory，然后点击OK转换第一个感兴趣区。

i.重复上面的步骤，转换第二个感兴趣区。 ii.矢量层的名字都会在可用矢量列表中列出。

3） 在可用矢量列表中，点击Select All L