LANDSAT-5辐射标定.doc

中国遥感卫星地面站LANDSAT-5 TM的辐射定标王文 李子扬 唐伶俐2004-12-23近年来LANDSAT-5卫星的内部定标灯逐渐老化，基于星上内部定标灯的辐射定标算法变得越来越不准确，由于LANDSAT-7卫星的SLC不能正常工作，提高LANDSAT-5卫星的辐射定标精度就显得更有意义。为此，NASA建议LANDSAT-5也使用类似于LANDSAT-7的传感器增益算法，使得这两颗卫星的辐射定标数据更具有可比性。为了使广大用户更好地使用LANDSAT-5卫星数据，中国遥感卫星地面站于2004年5月对LANDSAT-5 TM数据处理系统进行了升级，更新后的处理系统在原有的CCRS 和NASA 基础上增加了NASA CPF和CCRS CPF两种算法，一般产品生产系统缺省选择CCRS CPF算法，即2004年5月以后生产的产品，如果没有特殊需求，都使用CCRS CPF算法。2004年5月以后选用CCRS CPF或NASA CPF处理的产品需要使用新的辐射定标算法。使用老的算法（CCRS和NASA）处理的产品不能使用新算法所给定的固定值来进行计算辐射亮度值。（固定值见下表1）新的辐射定标算法只适用于1-5和7波段，6波段仍然沿用老的基于星上内部定标灯的辐射定标算法，对于该波段的新辐射定标算法数据正在研究中。下表给出了USGS提供的新算法所使用的LMAX和LMIN固定值。BandLMIN LMAX1-1.52193.002-2.84365.003-1.17264.004-1.51221.005-0.3730.2061.237815.3032（没有改变）7-0.1516.50表1：USGS提供的新算法所使用的LMAX和LMIN固定值需要注意的是，历史上LANDSAT-5 TM的定标信息以为辐射率单位。为了与LANDSAT-7 ETM+保持一致性，升级后产品的辐射率单位为。使用升级后的处理系统生产的LANDSAT-5的FAST B格式产品中，头文件与老的处理系统生产的产品一样，仍然包含LMAX/LMIN的信息，用户可以直接使用这些信息计算GAIN和BIAS的值，但是依然应该注意的是FAST B头文件中的LMAX/LMIN值的单位不含有，所以在使用时还需考虑波段的波谱宽度，如下表所示：波段号频谱范围m频谱宽度10.45 0.520.0720.52 0.600.0830.63 0.690.0640.76 0.900.1451.55 1.750.20610.40 12.52.1072.08 2.350.27因为使用表1所提供的固定值将不用进行单位换算和波谱宽度相关计算，并且头文件中的LMAX/LMIN值由于处理过程中的系统误差而变得不精确，因此，我们建议用户直接使用USGS提供的LMAX/LMIN值来计算2004年5月以后生产的数据产品的GAIN和BIAS。增益GAIN = (LMAX - LMIN)/255偏置BIAS = LMIN辐射亮度 L = GAIN * DN + BIAS我们选取了2003年7月18日的LANDSAT-5数据，PATH/ROW为141/30，对这4种算法进行了比较。下表为第4波段图像中所选取的几个点：检查点CCRS（老）NASA（老）CCRS CPF（新）NASA CPF（新）点1灰度值（DN）11111111点1辐射亮度(L)7.9670597.9670598.0884718.088471点2灰度值（DN）65666566点1辐射亮度(L)48.0255348.7673555.2082456.08082点3灰度值（DN）129130129130点1辐射亮度(L)95.5022496.24406111.0539111.9265可以看出，使用NASA/CCRS两种算法所获得的结果差别不大，同样NASA CPF/CCRS CPF两种算法之间差别也不大，但新算法与旧算法之间还是有不小的差别。采用新的LANDSAT-5辐射定标算法，可以消除由于内