ENVI大气校正实习

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自动将数据添加到波段列表中。

(2) 在ENVI主菜单中，选择Basic Tools—Preprocessing—Calibration Utilities—Landset Calibration，选择影像，打开Landset定标工具。

(3) Landset定标工具会从元数据文件中自动获取相关的参数信息，包括成像日期，定标参数等，选择Calibration Type：Radiance。

(4) 选择输入的路径和文件名，单击OK按钮执行定标处理。 得到的辐射亮度单位为W/( m2*um*sr),FLAASH要求的辐射亮度的单位为uW/( cm2*um*sr)，两者相差10倍关系。图像的存储顺序为BSQ，下面将定标结果进行换算和BSQ—BIL的转换处理。

第二步 辐射亮度单位转换

(1) 在主菜单中，选择Basic Tools—Band Math。

(2) 在Enter an expression输入B1/10.0，单击OK按钮，打开Variables to Bands Pairings对话框。

(3) 单击Map Variable to Input File按钮，在文件输入对话框中选择辐射量度值文件。

(4) 单击Choose按钮，选择输出文件名及路径，单击OK按钮，执行操作。

第三步 存储顺序调整

(1) 在主菜单中，选择Basic Tools—Convert Data(BSQ、BIL、BIP)，在Convert File Input File对话框中选择上一步波段运算的结果。单击OK按钮打开Convert File Parameter。

(2) 选择Output Interleave：BIL，Convert In Place：Yes。 (3) 单击OK，执行处理。

这样就获得了符合FLAASH要求的辐射亮度值。 输入FLAASH参数

在主菜单中，选择Spectral—FLAASH，打开FLAASH功能。 (1) 文件的输入和输出信息。单击Input Radiance Image按钮，选择上一步准备好的辐射亮度值数据。由于经过了单位换算过程，在Radiance Scale Factors对话框中选择Use single factor for all bands(single scale factor:1.00000)。

单击Output Reflectance File按钮，选择输出文件名和路径。 (2)传感器与图像目标信息。

Lat:37.4758，lon :122.1331(从元数据文件中获取) sensorType:Landsat TM7

Ground elevation :0.1000(从相应区域的DEM获得平均值) Flight Data:1999-07-07，Flight Time：18:38:48(从元数据文件中获取)

(3) 大气模型(Atmospheric Model)：Mid-Latitude Summer

(4)气溶胶模型(Aerosol Model):Rural

(5)气溶胶反演(Aerosol Retrieval):2-Band(K-T)

(6)多光谱设置(Multispectral Settings)。Defaults 下拉框：Over-Land Retrieval Standard(660:2100) (7)初始能见度(Initial Visibility):35

(8)高级设置(Advanced Settings):按照默认设置。 (9)单击Apply按钮，执行FLAASH大气校正。

浏览结果

(1) 分别在Display窗口中显示原始图像和FLAASH校正后的发射率图像。

(2) 在其中一个窗口中单击右键选择Geopraphic Link，将两个Display窗口地理链接。

(3) 将两个窗口移动到植被区域，分别在两个Display窗口中单击右键选择Z Profile(Spectrum)，获得两个图像上的植被波谱曲

线，可以看到校正后的植被波谱曲线更加接近真实植被波谱。

大气校正前后植被的波谱曲线

② 高光谱数据的大气校正

以AVIRIS高光谱数据为例，介绍高光谱数据的FLAASH大气校正过程。 浏览高光谱数据

此AVIRIS高光谱数据为经过传感器定标的辐射亮度数据。 (1) 在ENVI主菜单中，选择File—Open Image File，打开JasperRidge98av.img

(2) 在波段列表中，选择JasperRidge98av.img，单击右键选择Load True Color，在Display窗口中显示真彩色合成图像。

(3) 在主窗口中点击右键，快捷菜单中选择Pixel Locator，设置Sample：366；Line：179。此像元为硬质水泥地，吸收特征主要受大气的影像，单击Apply按钮。

(4) 在主窗口中单击右键，快捷菜单中选择Z Profile(Spectrum)，打开Spectral Profile窗口，绘制像素(366,179)的波谱剖面。 (5) 在Spectral Profile窗口中，可以看到在760nm、940nm和1135nm处，水汽具有吸收特征，1400nm和1900nm附近基本没有反射能量，二氧化碳2000nm附近有两个吸收特征。

AVIRIS数据大气校正

(1) 在ENVI菜单中，选择Spectral—FLAASH，打开FLAASH

Atmospheric Correction Model arameters对话框。

(2)单击Input Radiance Image按钮，选择JasperRidge98av.img文件。在Radiance Scale Factors对话框中选择Read array of scale factor s(1 per band)from ASCII file，单击OK按钮。

(3) 选择AVIRIS_1998_scale.txt文件，按照默认设置，单击OK按钮。注：这个文件一般由数据提供商提供，如Hyperion传感器的系数是VNIR：400，SWIR：800

(4)单击Onput Reflectance Image按钮，选择输出路径及文件名。 (5)单击Output Directory for FLAASH Files按钮，选择文件输出目录。

(6) 如下图填写传感器与图像目标信息及其他信息。

(7) 单击Appay按钮，执行FLAASH大气校正。 浏览结果

FLAASH计算完成之后，输出地表反射率图像、水汽含量图像和

云分类图像。

(1) 在波段列表中选择地表反射率图像，单击右键选择Load True Color。

(2)在主窗口菜单中，选择会计菜单Link Display，将Display #1和Display#2连接，点位到像素(366,179)位置。

(3) 在显示反射率图像的窗口中右键选择Z Profile，获得绘制像素（366,179）的波谱剖面。

（4） 对比上图同一点的光谱曲线，可以看到，已经校正了760nm、940nm和1135nm处水汽吸收特征的影响，在1400nm和1900nm附近反射率为0，二氧化碳在2000nm附近有两个吸收特征的影响也去除了。