环境小卫星多光谱数据预处理方法

1、环境小卫星多光谱数据数据预处理【裁剪、配准、FLAASH精确大气校正】第一步：安装环境小卫星数据处理补丁使用HJ-1数据读取补丁envijjlalbj_t9ol54sav拷贝该sav文件到ENVI安装目录的save_add目录下j, « Exelis ENVI51 k dassk > save_add启动 ENVI->File->Open External File 有 HJ-1A1B选项即为安装成功OpM Exftr-nd Ate-EG1亦（LUU ftEd* =NVT He*礙心CMmi 诂marVlorkJiHwibVk-3rnpc-n Fpe rot $川哄

2、tcpcrl Id JDL VaritH触耶R'iRDB匕L.L 耐肌吃IDL CU AiirEHhqEO5UlihiM'!WIf tri Dbstl即 Util軸护常 Okteul Oir*Tto*yCAETbMIRlWK4DAjyt&ncupp*<田UC Qumm MwbpfENVT g WzOfffPCHMO5A.T-2aoseJUGlMOM3SAT4MJi HitT>*?«*i員3OgrUI EburhnnUWELMLJAIF 宙&4i 第二步：数据读取和定标主菜单->File->Open External File-&

3、gt;HJ-1A1B打开环境小卫星数据读取补丁。在HJ-1A/1B Tools V3.3面板中，选择 CCD,点击In put File输入“基于遥感图像的 圆柏生长过程研究HJ-1数据848171 ”文件夹中的.xml文件，点击Output Path设置数据 的输出路径，勾选“ Calibration ” Layer Stacking"两个选项，单击Apply按钮。第三步：工程区裁剪由于整景数据范围非常大，本专题工程区只是其中一小部分，在进行大气校正之前，先将相关研究区域裁剪出来。(1) 打开上一步生成的文件：HJ1A-CCD2-21-72-20120915-L2000084817

4、1_Calbrated_LayerStacki ng(2) 主菜单->File->Save File As->ENVI Standar,弹出 New File Builder 面板，(3) 在 New File Builder 面板中， 单击 Import File ,弹出的 Create New File In put File 面板，(4) 在 Create New File In put File面板中，选中 Select In put File列表中的裁剪数据， 单击 Spatial Subset 按钮，(5) 在 Select Spatial Subset 面板中，

5、单击 Image,弹出 Subset by Image 对话框,（6）在Subset by Image对话框中，按住鼠标左键拖动图像中的红色矩形框确定裁剪区域，裁剪出相关的区域，单击OK（7） 在Select Spatial Subset面板中，可以看到裁剪区域信息，单击0K,（8）在 Create New File In put File 对话框中，单击 OK,（9） 在New File Builder，单击 Choose设置输出文件名“裁剪”及路径，单击 OK。完成相关区域的裁剪。前弋 Buildermmo azj TE-aHM 別 s-LEEXi阳舸 i t lfj 1. lAZjriF

6、?la- C '« eT'aTi EJ?IhBEL 15t£l X. UIOL X 4 QSQ|5ir-! CH -iMJic Pomtl 3. <46. ：9*a TJ? b>O File Typt 一 亠-Bjp4 ii Oril*r * Pr<ij*：rj*tLD i. Il-an丫屮1 F-hLfl C_i,iw.=,: i, 1 3 L h 3b. HJTA. flPtt?1 D H( T03:38,42.07.弘鈕llutH = KMh )5«<|斥中討=CtTK.銘咄1沖姑注4 = 13. 53CL 3皿R c

7、 irw-thELer-t l nn = an ma 關EfVT StaaxiTzUnlike, iHd-*4 (En.<»l)VT站 Iirhe 畔 Hwh30i '赋"0 <T5 cq/B-zuIeFull S«VD.BitLansel第四步：大气校正环境小卫星提供了波谱响应函数，以文本形式提供，第一列表示波长（nm），后面四列分别表示4个波段对应波长的波谱响应值需要制作波谱曲线来描述波谱响应函数,用于大气矫正1)制作波谱曲线(1)王采单Window谱绘制窗口中，选择 File文件，如图所示，自动将第-单击0匕Start New Plot

8、Window ,打开 ENVI Plot Window 面板，在波In put Data ASCII导入” HJ1A-CCD2光谱响应函数.txt ”文本列作为 X轴，后面4列作为Y轴，波长单位选择nanometers, jipui ASCII Fifei三迢创C.iME+DQ0. OOE*OQCO.iXlE+DOD. OUEiWta OOW-DO0 WE*00cO.OTE+DD0. DCEWCiC.ME+W0. OOEi-OOtill Fklel Cl WseE-iKTuYieK* iuins 5? Bows" SOITlSelect T 屁i兮匚nlumtsCobl-unkjl

9、1匚ol恤H 2 宀：诃勺pCailwni 5N'jmtffr of itens itlacted 电I SJgt 相1 ItiMHS 11 du 旺 U1 Lie* 3V ®n jl h 'Ifni ts ifunwia I trs *1 Sc al* Fatrr OOCODOOK(2) 如图，在绘制窗口生成了4条曲线，选择Edit Data Parameters,编辑每条线的名称为b1 , b2, b3, b4,便于区分(3) 选择 File Save Plot As Spectral Library,在 Output Plot to Spectral Libra

10、ry 面板 中，单击 Select All Items，单击 0匕(4) 在 Output Plot to Spectral Library 面板中, 有输出曲线相关参数设置, 按默认, 选择输出路径和文件名，单击OK,将波谱曲线保存为波谱库文件：环境1A星CCD2光谱响应 .sli。2)FLAASH大气矫正( 1)数据准备FLAASH 对图像文件有以下几个要求： 数据是经过定标后的辐射亮度(辐射率)数据，单位是：(口W) / (cm2*nm*sr )。 数据带有中心波长(wavelenth )值，如果是高光谱还必须有波段宽度(FWHM),这两个参数都可以通过编辑头文件信息输入(Edit He

11、ader) 。 数据类型：支持四种数据类型：浮点型( floating) 、长整型 (long integer )、整型(integer)和无符号整型 (unsigned int)。数据存储类型：ENVI标准栅格格式文件，且是 BIP 或者 BIL。 波谱范围： 4002500nm。本次用的环境小卫星经过以上处理，已经定标为W*mA(-2)*srA(-1)*umA(-1)单位、浮点型的辐射率数据,有中心波长信息,下面 将 BSQ 格式转成 BIL 格式。选择主菜单Basic Tools Convert Data(BSQ,BIL,BIP)选择已经经过定标和配准的数据 裁剪.img,在 Con v

12、ert File Parameters 中，Output In terleave 选择 BIL,选择 Co nvert InPlace: yes,单击 OK。Convert File Parameters(2)设置参数进行 FLAASH大气校正 主菜单Spectral FLAASH,打开FLAASH大气校正模块； 点击In put Radia nee Image，选择 BIL格式的环境小卫星数据裁剪.img，在Radianee Scale Factors 面板中选择 Use single scale factor for all bands，由于定标的辐射 量数据与FLAASH的辐射亮度的单位

13、相差 10倍，所以在此 Single scale factor选择默 认：10【通过定标的辐射量数据与FLAASH的辐射亮度的单位换算，可知二者相差 10倍，故 Single scale factor 选择 10】,单击 OK；Radiance 5匚日 Im Facto-s 设置输出文件及路径设置 传感器基本信息设置：成像中心点经纬度、传感器高度、成像区域平均高度、成像时间设置，这些都可以从数据头文件中读取 HJ1A-CCD2-21-72-20120915-L20000848171.XML【传感器高度(Sensor Altitude) : 650km像元大小(Pixel Size : 30m地

14、面高程(Ground elevation) : 0.05km 】【备注：Flight Date参照影像文件夹相应XML文件】 大气模型(Atmospheric Model)，选择 MLS, 气溶胶模型(Aerosol Model)，选择 Rural, 气溶胶反演方法(Aerosol Retrieval)，选择None， 能见度(Initial Visibility )设置为 40km。【备注：大气模型根据经纬度和日期来定】表1六种标准的大气模型Latitude ( °)Jan.MarchMayJulySept.Nov.80SAWSAWSAWMLWMLWSAW70SAWSAWMLWML

15、WMLWSAW60MLWMLWMLWSASSASMLW50MLWMLWSASSASSASSAS40SASSASSASMLSMLSSAS30MLSMLSMLSTTMLS20TTTTTT 单击 Multispectral Setting按钮，在 Filter Function File导入之前做好的光谱响应曲线“环境1A星CCD2光谱响应.sli”，单击OK;icle-ct dhe MuldiKtr zieriMJB £ Fthter FurwtiDr Fi'eiclenzt dhe MulGiKtr 匚亡rwan £ Fshter FurKti口仁 FieSrltri

16、Til屮CSklFait<fi ；Til* r 'iiri«r 3 丁uTisM m.ZrUF If亍jJE石H Di 爼 M&L k I M L UtS lS-x-du£1« P-hc i-KL ihJ tS. 2SZ bjrlHxUh lkw> : HNE Stttlrd LjWuifS«ruE m*Tcfla*ia >?Ivt* Or«u儿讥 Qji)Mix ui Tm»tvdu山Bl JJ M LQ7J J JjsILW «lfep*T Left CwrEer 1. LJi*1! J

17、U LQBi Jet 37 vu'.i. «L Xa Lx w¥nL- Pri er I - i> 3?Til* r 'iiri«r 3 丁uTisM m.ZrUF If亍jJE石H Dim MM m s I ItrJS-x- 0D!duB3.b h-Hri-KL ihJ t9. bjrlHx Ytl* In* 1IM httlrd LlrS«U M*IT斷Qrdw?ir*f Mt:E4LTeAo*m fuplUw4b<th. . *190 B Ll.U J w财 Lu;»lfep*T Left C dtp er .

18、 ILIU 丄p £ LUU/<file fri Dec On LJ Ofi'3? 2Q71 单击 Advaneed Settings,在高级设置中，Tile Size默认的是 Cash size的大小,手动改为100Mb，单击OK； 大气校正完成后，检查大气校正的结果，分别显示校正前后的图像，主菜单上选择Display->spectral Profile打开光谱曲线窗口，显示两幅图像同一位置的光谱曲线图,如下图>!Q *2 <R:fiand曰nd MR SandFile Over! 3)' Enhance 丁口口底 ¥- md-ow

19、(R FLflASH 個Z阳.在F3A£H (BhI i-1 = 鈕 盘mIe 6ed 巧 Enha1B Todls Wi25J0-嗾jvelen&17T址5 jcctral Pruii cUS D.O (17 O.LWmrlenq0 2Serai fOiDS4onoJbuaSpe+ral Pro rileZoom -I,prodFl# Edit Opliobi Ploi_FiiriCtiOh H#lpe.印旷曰do产Help第五步：图像配准F面以谷歌卫星地图作为基准影像对环境小卫星图像进行图像配准。1谷歌卫星地图的下载(1 )安装文件夹中全能地图下载器(2)2、ENVI配准

20、的步骤(1) 分别打开和显示基准影像。(2) 主菜单->Map->Registration->Select GCPs:lmage to Image 打开几何校正模块。(3) 选择显示2006年土地利用分类图文件的Display为基准影像(Base Image)，显示环境星文件的Display为待校正影像(Warp Image)，点击OK进入采集地面控 制点。(4) 打开Tools->Link->Geografic link,将两个窗口都选择为on,单击确定，找到定位的大致区域后，再Tools->Link->Geografic link,改为off,关闭链接。( 5) 在两个 Displ