基于COST模型的遥感影像大气辐射校正

#基于COST模型的遥感影像大气辐射校正一、COST模型基本原理COST概念模型概括为三个步骤：1、将遥感器记录的DN值转换为遥感器的光谱辐射值，即根据遥感器的增益与偏移进行遥感器定标；辐射亮度是大气层顶传感器接受的辐射亮度，其计算公式为：L=Gain*DN+Bias (1)公式1中，Gain为遥感图像的增益，Bias为遥感图像的偏移。由于传感器性能的老化，以上参数也在改变。如果没有Gain和Bias的数据。辐射亮度也可以用下面的公式计算：L-LiL 上』*(QCAL-QCAL斷)(2)QCALmax-QCALmin公式2中，QcaL为某一像元的DN值，即QCAL=DN。QCALmax为像元可以取的最大值255。QCALmin为像元可以取的最小值。如果卫星数据来自LPGS(Thelevel1productgenerationsystem，则QCAL=1(Landsat-7数据属于此类型)。如果卫星数据来自美国的 NLAPS(NationalLandsatArchiveProductionSystem)，贝UQCALmin=0(Landsat-5的TM数据属于此类型)。根据以上情况，对于Landsat-7来说，可以改写为(QCALmin=1):TOC\o"1-5"\h\zLmaLmin /oxL——(DN-1)Lmin (3)254对于Landsat-5来说，可以改写为(QCALmin=0):,Lmax一Lmin+丄, /八L——*DN-Lmin ⑷2552、遥感器的光谱辐射值转换成遥感器的相对反射值；Lhazel=LI,min-LI,1% (Chavez,1996) (5)其中：Lhazel――大气层光谱辐射值；LI,min――遥感器每一波段最小光谱辐射值；LI,1%――反射率为1%的黑体辐射值。遥感器的最小光谱辐射值的转换算式为：LI,min=LMINI+QCALX(LMAXL-LMINL)/QCALMAX其中：QCAL——每一个波段最小DN值；QCALMAX=255;LMAXL、LMINI为常数，指遥感器光谱辐射值的上限和下限，从遥感数据头文件或权威部门定期公布信息中获取。黑体辐射值LI,1%的转换算式：LI,1%=0.01*ESUNI*COS2(SZ)/(*D2) (7)LI,1% 假设黑体反射率为1%各波段的黑体辐射值。3、消除因大气吸收和散射造成的大气影响，即大气校正，同时计算地理表面像元相对反射率。p二u*疔浪(hatl-Uiozef)/ESUMxCOS2(SZ) (8)二、遥感影像基础数据1、本次作业选择遥感影像基本情况如下：卫星：LANDSAT5；条代号：118；行编号：32；中心纬度：40.33;中心经度：88.85;日期：20100907；平均云量：0%。LMAX_BAND1=193.000LMIN_BAND1=-1.520LMAX_BAND2=365.000LMIN_BAND2=-2.840LMAX_BAND3=264.000LMIN_BAND3=-1.170LMAX_BAND4=221.000LMIN_BAND4=-1.510LMAX_BAND5=30.200LMIN_BAND5=-0.370LMAX_BAND6=15.303LMIN_BAND6=1.238LMAX_BAND7=16.500LMIN_BAND7=-0.150QCALMAX_BAND1=255.0(其他波段同)QCALMIN_BAND1=1.0(其他波段同)SUN_ELEVATION=50.5353065ESUNI_BAND1=1957ESUNI_BAND2=1826ESUNI_BAND3=1554ESUNI_BAND4=1036

ESUNI_BAND5=215ESUNI_BAND7=80.67三、操作流程1、遥感图像下载本图像通过/list.lan?action=list&products=L45TM下Dnt13nDnt13n如上图所示，打开网页后，进行登陆，在中心经度一栏填写85,将选择中心经度在85度左右的遥感图，选择一景有2010年数据的图像下载。如右图所示。把图像下载到指定的文件夹下。2、图像数据处理txt文件，如下(1txt文件，如下L5JI1103Z_03ZZ010..，打开后找到该影像的基础数据。结果口Z系数+常数0,0021213740.0078786260.0042993420.0057006580.003641810.00&358190”004583S840.0054161160.0030345960.006965404井D工V/01#DIV/010,0044050010.005594999(2)通过COST模型,将基础数据进行运算，得到最后波段运算要输入的一元一次方程。得到结果如下：(3)打开ENVI软件(File-OpenImageFile)，通过得出的数据进行波段运算(BasicTools-BandMath)，输入并添加得出的一元一次方程， 定义使用该方程的g,U工f£cimTr波段，输出通过该模型校正得到的校正图具体流程如下兰CalculatingDataIin/lax弊,；肯?»+1凭弊,；肯?»+1凭*1 K<? I"t凭二11]口叵叵FIT*Opt.±on.E2*1LiscitF~1a!■〒||Cl<■aa"Fl01.G.S0.20.0■ L ■*0.0■ L ■*451"CliBciriclNumb1?rSeliectFi1enaLm@:C:XDoctittlbht-smendSettings^lJD±itks:Fti_L1Scene<58.399' 321juoints、^■Fi1enaLm@:C:XDoctittlbht-smendSettings^lJD±itks:Fti_L1Scene<58.399' 321juoints、^■1114□□□□□□B-aisic弓七at-sBanti工B-ancd1Bin=□.00212ilxnO.007879llaB：O.S4S329M曰 S□.184448 0.12DH0O7S7901O；0O□工卫丄卫丄014243016364□18485Nipts18629398丄口17520005161466335Tots±186293981863957318641573186467541864724018647575eloooooH3四、结果展示以下结果按照波段1-7的顺序依次排列，其中波段6缺失:書Sta.t3articKRHrnltx:I.匸叵宙ITPB1Fil«/Alej&d.vlEl.i▼『Cl・i/而"|Min/Mcs/Wean:2□.a—11 1j■-0.6—|£:_3 I1盘Q.4—+-n.Z-+.t..一・0.0 0.5閒聞Vi£rg『2.(■SLiIxjeIIchItmulla-:2P11KMUK：DS柞•业••••]■If區Sri♦实近加■耳；F-ullSew*律事.)卿.壮1paiDtsiJA.&&5icStat-s-kinHaMeeiiStdo®酝nci10E44H290.i氈■神D.1232?!lUstoen^MLNetsTotalA.oz血tE^>-nd1QE加袖1黏甜狎931.9DOOai.wstBUI-4.DD212Q0100001017S19b3*E?3ai.'ji?!Q012121SOODUHLET3山MJI31.920*Q01(243SlftlAM帥11.9001t364宓iati|?240AM帖彳1.师昶0D1«4»E山硕右31.9312„Z・rl呂Fi3«nmD、柞込、••】••》=亚交悴亮VPi»5：fullSceM150.35^-321pomtq：>Bule-Si&t5MajcEitd"Bsnd1□005701□B51E5g0Z197B9D.1501603；叩Ifp"i*t2：n?iTotf1山：生*Bud10DOS70131MQ731們即Biib-Q0Q37Q0.009(109311letaaaiz0血创3190^7001311^坤的袖抽0D023131JU0D1G8Z3679119b4?T7?D.Dili-31也E□412DS3B7091B&4U92DJ10123192^90D24247E£i4iet4£D4£aonio319MEFiliDjLiaiH£StatisticsResults:4HistogruBand1BiD^O60458FiLemhb:D:\ft业7、新建文祥売、4Diss；FullSccnr1.53.3??.321poiTit?)Man/Max/Meioin：41.0—■—1—>—一0.&Lr_10.6-一-0.4-4-+-0.2--.±1.-0„005 罠 L01J52.(BarrelHurrb亡「Select1Cle-n-Fid.SilictStetvMibHasHsaiiStifevQ.D054161.174307C264G75D.1A29%厢HptsTotalPareeritAeePetQ.D05416136334401863344D31.906931.9069D.D1QD0D36D419637044Q.DOSZ31.91310.01458457121864279^O.DCUfi31)230o.unus577186433730.001031.92400.02375252018643893O.DOO?31.9218D.D2B33&办1S64440BQ.DQQ931.925?BasicStatsBand1輕StatLiticsRjcsolts;7Bwid1Bin=D.D0U0Filetoue:D：\柞蛍新建玄曽刻FPitsFullScene(55.399.321rcintsjn：71』--0.&--j0.6_■n 1+0.4-+0.2--+-1 03 TO 131BandNumber書FlytFl.it*■LlrarHot3d«ctStii»MinMaxStdev00055951128B7O03072200.212515DHHptsTdUI胆rean石ccPct000&5951BG334S11963348131.9D7D319170O.OLDDDD29201363