利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下

1、利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下:该方案中的数据和算法介绍：1、 MODIS数据是采用的 MODIS L1B 1KM 数据。应严格按照说明进行操作，例如数 据是1km的，数据的合成是反射率在上，发射率在下等，下面将详细介绍各个步骤。2、 这是在ENVI 5.0下做的北京市气溶胶反演，具体包括MODIS影像（HDF ）的辐射 校正、几何校正、云检测、气溶胶反演。3、气溶胶反演算法采用经典的暗像元法（ DDV）也叫浓密植被法，因此对于冬季反演 的气溶胶效果不好。4、 气溶胶反演的查找表是利用IDL调用6S辐射模型得到的，采用的是一般的参数， 因此3-9月期间都可以用这一个查找表进行气

2、溶胶反演，也可以自己制定查找表。5、 七纬查找表，从左向右，依次为太阳大顶角，卫星大顶角，相对方位角，P0、T、S （辐射传输方程参数），最后一列为气溶胶光学厚度（ AOD ）6、 感兴趣的可以提供用到的modis云检测工具和气溶胶反演工具以及详细的pdf文档。MODIS 数据下载地址：/data/search.html、MODIS影像的辐射校正在ENVI 5.0中打开MODIS影像的HDF文件就已经做了辐射校正，打开 HDF文件的 方法是File->Open As->EOS->MODIS,打开后在数据列表中可以看到三

3、个文件，第一个是发 射率 Emissive (band20-band36)，第二个是辐射率 Radiance (band1-band26)，第三个是反 射率 Reflectance (band1-band26),如图 1 所示。虹，堆. L ',二F，*'，】7 "蜜:二i M hk« UM l>l*b=函.检岫部ass' !A-fc+f vr1».-« OuJ LW鼎此电电环|, M KvELveLkm Ow3mud3> £«.uJr« (lufl ») Ij*l) 口>

4、4L IJH %h£ME II ud r j aWBwU 圆$匚 aHi Anm (33 M) 9«IUJ?« iiudJ K |f faJv* »帼4». KTirZlift 5>ULW C«TCT cut !321SFKK««5-I LlF VWGII0I 0LELK fiffl «rfMfgM 44 I" 07 IHJ - 3H* 由 me WSTJ图1 ENVI5.0打开 HDF文件、几何校正2T发射率文件的几何校正_C 1) Georeference MODIS 工具ENVI5.

5、0下有对特定传感器进行几何校正的工具，其中就有专门针对 MODIS数据的几何校正，如图 2 Georeference MODIS工具的位置。图2 Georeference MODIS工具的位置_L2）选择发射率文件双击Georeference MODIS 工具，打开输入 MODIS数据对话框，选中发射率文件，点击OK,如图3所示。醪 Lnptrt MODIS Fil»图3输入发射率文件(3) Georeference MODIS 参数设置Georeference MODIS Parameters对话框中，选择投影信息见图 4,其中要注意保持 GCP 控制点以及对 MODIS影像做双眼

6、皮去除，然后点击OK。图4 MODIS几何校正参数设置_!4）发射率几何校正参数设置OKRegistration Parameters对话框中，注意分辨率是1000 （默认）选择保持路径点击即可。投；er PwmmetG*S3图5保存几何校正文件(5)几何校正方法建立GCP控制点图6,最后开始进行几何校正和双眼皮去除注意几何校正方法为Triangulation 见图 7。图6建立GCP控制点图7进行几何校正(6)发射率几何校正结果图8发射率几何校正结果2.2反射率文件的几何校正J_1) Wrap from GCPs : Image to Map Registration 工具发射率文件几何校正

7、之后，可以利用导出的GCP控制点来校正其他文件。在工具箱中找到 Wrap from GCPs : Image to Map Registration工具，如图 9所示该工具的位置。ToolboxSearch the tooLbox/Geomatric Corr*cti onB G + I e,j Classifi osi干 Lj跆由“口 F iltsr申-6 -p ASCII:亩口 Build Build Bu.il d+- j (jeotreferencs bjr Sensor (i«or»f£rerLC« frcin GLT GsorfsrsrLC*

8、 from IGM ip Coordinate Con.Virt&r Chrttior ecti ficfl-tioiiGeoinetn c CorrectionCoordinate Cower si qiiGeon etry Fil e by SensorGETSuper GLTffl-=H Restrati onp. Rgi strati on WorkflowZegi strati on- Im aga to Image'Tfsrp GCFg：最 t心 工归白君皂 R色gistratiMsrp frow GCJs-萨 t-o IMp ReciEtrs.tion&u

9、_p 电r GLT G把 ar 口 fir 电食&普Siipr IGMl Georef er ence：Intake ShaarpaiiingTl(aEggE号 4,:T! +I+.-+ :7:±十"-:?-:-±-±":E L】D岫Mossii ekingRadairRadiometric C orre cti cmRaster M-ajiagementSTE4RSjectrelS tatisti c eI ar get DetectionTMORT err ainTnranE formVectfirEx 槌 nwiomm o di

10、s_A-sr o slive r a i cminodis_clgy.d图 9 Wrap from GCPs :Image to Map Registration 工具工2）选择GCP控制点文件双击 Wrap from GCPs : Image to Map Registration工具后打开选择 GCP控制点对话框, 选择之前保持的 GCP控制点文件，如图10。图10选择GCP控制点文件_£3) Image to Map 投影设置1000,然后点击OK,如图11。接着打开Image to Map Registration对话框，调整参数如图，注意更改分辨率为图11参数调整_(4)选

11、择待校正影像，调整几何校正方法选择待校正的反射率文件图12。打开Registration Parameters对话框参数设置如图，注意更改几何校正方法为Triangulation和重采样方法Bilinear,这样才能与之前的发射率校正结果相匹配，如图13。图13调整几何校正参数图12选择反射率文件.重 Rgistrttbn Psramet咋L 网iput F*o_i*«4iqn ud Bip-Utr L+f l C irt-4：r CcorlinktdFt ?jUY限 Wg# 曰 Wpr lhpu顷-966W7 9S26 e | CXrg T«j .S跷504, 41 场

12、a hitt M<it*rsI Fhttl Ss* toco OOOODOOC MtUriI Fixtl £ist O5OD0MC attriOutput 工 Six* C3X金fiitfelMOutput T Si I* 364 盘 piicalMOptions，DE 嵌 ueik* Cue-elTw|> f v wht t*T 1 -flkthv域 Ir，KtiMupLijiff BiliimrttickfTouxd 匚 g°Z/m Id<« ItOutput Riiul t t6 O J il+NnooryEtter Output Filt

13、&uh« Cho»s«C:iVik iA*niniLtF«t4rVbnktovMlodi jao.b(5)反射率几何校正进度和结果然后进行几何校正如图 14,反射率几何校正结果如图15.图14进行几何校正图15反射率几何校正结果工6)反射率校正结果与发射率校正结果对比ENVI 5.0中提供了更多的图像间的对比查看，可以点击Views菜单选择创建多个视图,然后进行link查看，也可以将两个图像添加进一个视图利用影像查看功能查看，改功能包括四个，一般在工具条上卜面我们就以 Portal来查看几何校正效果。将反射率和发射率的第一波段添加进内容列表，然后

14、点击工具条上的Portal按钮即可建立一个新图层。效果图如图16,从图上可以看出两个图像几何校正之后完全重合。说明该方法可行。图16 Portal两个几何校正图像2.3角度数据集的几何校正该教程数据采用的是 MODIS L1B 1KM 数据，其中包括了角度信息，但是角度数据集 的行列号与科学数据集的行列号不同，因此如果想用校正发射率的GCP控制点来校正角度数据集必须在校正角度数据集之前进行重采样到行列号为1354 ,2030。(1) 打开角度数据集角度数据集的打开不能和科学数据集一样直接打开，打开路径为File -> Open As->Generic Formats -> H

15、DF，点击后选择HDF文件，接着弹出 HDF数据集选择对话框。选择 四个角度数据集，这四个角度数据集分别为：卫星大顶角，卫星方位角，太阳大顶角，太阳 方位角，如图17。图17选择角度数据集(2) 查看角度数据集选择之后可以再 Data Manager窗口中看到打开的数据集图18,如果打开的角度数据集显示的是科学数据集，这是由于ENVI 5.0下建立金字塔之后产生.ecp文件，删除和HDF同auxiliary URL 。名的.ecp文件即可。可以右击查看元数据中的村SwkfrH-lin JgSLSEi og更IP? Eiv4U I S»L«rkri nd.1TOKIff盛惆5

16、1蹒f 皿1»心fl£林心；|皿以图18打开的角度数据集二3)重采样工具从图18中可以看到，角度数据集的行列数是271*406的，而发射率的行列数是1354*2030的，因此要用之前的 GCP文件来校正角度数据集必须重采样。重采样工具 ResizeData的位置如图19所示。kn amtly Tetacti anB anl Kt.i oD e tefft i onClassi£i c ati onRast«r luiagement口 口EQE-aQ.OE .H1.：ITI:.sia,Ll±l-m FFli国！田.：I±:.Qi 田！H

17、r1-了；>二-1了了了 二了二 "L?J'"r.r.rT日袂J'"一一.:!如r'-m 一一J.一一:!7t«tureonFilter(jeorae tri C Correct i OTiLiD辎Mom必 ckinRadi ometr i c C acre ct i amConvert Ccmf'lftx Dsl改Ccnver t IxitcrlDmtmf pacific Vti-LitieaVi 咤wwrDestripEiil ENYL Hz心tEkPH Qlk口e Hv-agerGun唱r，t咤 Tu=tLDL

18、Liyr Stacking周 askingHe* Fil« B'uiLivReproject RasterReplaceLin宅sRctte/FIip D«il«SivSa.v3容牛StvSavfile file file File File file fileArcVi ew K»texASCIICADRG-CIEER H«pp«rE 迎幡 IMBIBEJTEG20M图 19 Resize Data 工具_“）选择重采样的角度数据双击Resize Data工具，打开输入重采样数据的对话框，选择其中一个角度数据，点击 OK,如

19、图20所示。图20选择重采样角度数据(5)重采样参数设置在重采样参数设置窗口中，设置 X Y的采样比例：X=4.9963 Y=5点击Enter,即可采样到1354*2030，选择重采样方法为Blinear,将采样结果暂时保存到内存即可，如图 21所示。依次将四个角度数据进行重采样之后就可以进行几何校正了。图21重采样参数设(6)角度数据集几何校正角度数据的几何校正和发射率的几何校正是一样的，根据校正发射率产生的GCP控制点，利用 Wrap from GCPs : Image to Map Registration 工具进行校正。三、波段合成和裁剪波段合成工具的位置如图22./R%iter Ma

20、na.g«in«nt/Layar Stalting 白屁+ + _j um由口包LJ甲口Muwmi clingRa4arRajdi ometri c CorrectionF Raster lanageni entConvert Ccmpl«x Hat 占Convert InterleaveH-二J Data-Specifit VtilitiesDat & Vi «werA DtiiriptEdi t ENYI HeidrENVJ Queue Nnigr(J«n«r at« Tait Dtt田”Cl I皿府“二1 Mm

21、Mtiz:Hh Fils Builder Repioject Rae ter Replace Bal LinesDataV Sivs、u SaveSav« Stvt Sive SaveSaveFili Filfi File Fil« Fili File Fil« FileAteVlw R酒槌fASCIICADRGCIFER M ap pERJJAS IMAGI 如JTEG20QDPCILJzmmLJa :;!a-:a-.fiHiE-.国国：fi- &-8- &Str ttch. Dai aSub'St Dmt% vi a. EOT s SP

22、IARSp*c<rkLS sticaTarget De eti qkTHORT err «.i<tT ritz £ ermExtendi口m s_A.ar c suver sioilm?dis cl勺口d.图 22 Layer Satacking 工具3.1反射率和发射率的合成_C 1) Layer Satacking 工具在ENVI5.0下打开之前校正好的反射率文件和发射率文件，利用Layer Stacking X具进行合成，双击Layer Satacking工具，打开参数设置窗口。如图 23所示。图23合成窗口参数设置(2)空间裁剪点击Import File

23、 选择几何校正后的反射率文件和发射率文件，然后利用北京市的行 政范围来裁剪，如图 24所示。图24选择反射率和发射率文件并选择裁剪文件(3) 调整合成文件的顺序25.点击Recorder File调整顺序，必须是反射率在上，发射率在下，如图图25调整文件顺序(4)合成点击OK进行合成，合成进度见图 26。图26合成进度3.2角度数据的合成角度数据的合成和反射率发射率的合成是一样的，只是要注意角度数据的合成时的顺序是卫星大顶角(Sensor Zenith)、卫星方位角(Sensor Azimuth )、太阳大顶角(Solar Zenith )、 太阳方位角(Solar Zenith )，顺序如图

24、27所示，合成结果如图28所示。keorder Fi'e图27角度数据的顺序图28角度合成结果四、合成后处理4.1云检测云检测工具是扩展工具，该工具实现对反射率和发射率的合成文件进行去云处理，将 modis_cloud.sav文件放在ENVI 5.0安装目录下的 Extensions文件夹下，重启 ENVI即可看 至U modis_cloud 工具。(1) modis_cloud工具双击modis_cloud工具，选择几何校正结果，就是反射率和发射率合成裁剪后的结果， 如图29所示。图29选择数据合成结果(2)保存云检测结果选择保存路径，保存云检测结果，如图30所示。图30云检测结果保

25、存41_角度数据HDF中的角度数据时扩大了100倍的，所以在进行气溶胶反演之前要将角度合成数据乘以0.01。(1) band math 工具在工具箱中找到 band math工具，如图31所示。，：.，Toolbox=旦erne trie C orr e cii oiK/GeoreEer'enc e by SsnsQr- a +国|田！曰甲.田.国.由.田！. .国.ffl-i甲.甲.0-.田.田|甲；田.由.由|甲：田.：曰hncmalv DetectionChange Detecti otlClamifEcKisn7eatur« Ertriction| 7 ilteTtr

26、ie Cqztecti cm._| Imagf Shafteningl I LiD岫I ckLiig'"I Radar_| Edi*n)中triv_ I Easter HuigementCj spear匚Spectral-"I Stati sties二| Target DetecLi&niron.| I errai n_| Transforml| Victorj| Ex*.但riEiomwthodi£_AeroEol_invarsio(h.寿，HQdi5_clQTjd-图 31 band math 工具(2)角度数据波段运算双击打开band mat

27、h工具后，写入公式 b1*0.01,如图32所示。图32写入公式(3)选择角度合成文件m b3 *o.biVariaKlei. BdiOd Wath Input Fil*KV4.E £«&!« £' UL XE La s t1*3 VqrLaXws ：O B?ndt PairingAjLril*_b siz.dn i±K m & cl>»ud nnE NtscM-yil-Md 1辱牌叮IN" E【gwyUQ buid 1 W Iaf«区H.ir3Si ItwriGryO iM-mary IlimcryB® B 曲 Myl? J di 辱.*Ssl - ei Ir.ful Fila nchdB如 n uaosi 毒5 (皿场5 (160|«36：1 tig 前& ，