环境小卫星CCD影像的精确大气校正

环境小卫星CCD影像的精确大气校正原文地址：环境小卫星CCD影像的精确大气校正作者：ENVIIDL国产卫星技术越来越成熟，使用范围也越来越广。包括环境小卫星和资源卫星都拥有多光谱传感器，常用于定量遥感。本专题介绍利用ENVIFLAASH工具完成环境小卫星（资源卫星类似）的大气校正.1数据定标环境小卫星的CCD相机，利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=DN/a+L0式中L为辐亮度,a为绝对定标系数增益,L为偏移量,转换后辐亮度单位为W・m-2・sr-1•卩m-1。0定标系数直接可以从元数据文件(.xm1)中找到如下列：vabsCalibType>(gainl,Fielddata,L=DN/g+L0,W*mA(-2)*srA(-l)*umA(-l))Bl:g0.5782,L03.4608,B2:g0.5087,L05.8769,B3:g0.6825,L08.0069,B4:g0.6468,L08.8583</absCa1ibType>也可以参照表1所示。表1HJ1A/B星CCD绝对辐射定标系数卫星传感器增益参数定标系数Band1Band2Band3Band4HJ1ACCD11a(DN/W・m-2・sr-1・ym-1)0.57630.54100.68240.7209L09.31839.17587.50724.1484(W・m-2・sr-1・ym-1)2a(DN/W・m-2・sr-1・ym-1)0.91600.92281.12771.0753L07.32506.07373.61231.9028

(W・m-2・sr-1・ym-1)CCD21a(DN/W-m-2-sr-1-^m-1)0.63600.59100.81420.8768L07.55757.09444.13191.2232(W・m-2・sr-1・ym-1)2a(DN/W・m-2・sr-1・ym-1)0.99971.00161.37771.3043L04.63444.09823.73600.7385(W-m-2-sr-1-^m-1)HJ1BCCD11a(DN/W.m-2・sr-1・ym-1)0.53290.528950.684950.72245L01.61464.00526.21932.8302(W・m-2・sr-1・ym-1)2a(DN/W・m-2・sr-1・ym-1)0.86850.93671.24331.3002L03.00894.44873.21442.5609(W-m-2-sr-1-^m-1)CCD21a(DN/W・m-2・sr-1・ym-1)0.57820.50870.68250.6468L03.46085.8769&0069&8583(W・m-2・sr-1・ym-1)2a(DN/W.m-2・sr-1・ym-1)0.90760.85021.16350.9800L02.22194.06835.25376.3497(W・m-2・sr-1・ym-1)注：增益1的定标系数是通过实验室定标系数得到的，增益2状态的定标系数为场地替代定标获取。（一） 有了绝对定标参数和定标公式，选择BasicTool-〉Bandmath工具很容易进行传感器定标。（二） 由于是单个波段文件的定标，选择BasicTool->LayerStacking将定标后的单波段文件组合成一个多波段文件。（三） 选择BasicTool->ConvertData（BSQ,BIL,BIP），将定标后的文件转换为BIL格式文件。(四)在波段列表中，右键打开Editheader->EditAttributes->Wavelength,将每个波段的中心波长输入 bl(475nm),b2(560nm),b3(660nm),b4(830nm)目前为止，影像数据准备工作完成了。2波谱响应函数波段响应函数，英文名为spectralresponsefunction(SRF)或者叫RelativeSpectralResponse(RSR),与宽波段传感器出现。我们知道每一个波段都有一个波段范围,比如HJ-b1(475nm)波段为520-430纳米，实际上传感器的感光元件在这个波段范围内的每一点所感应的强度都是不一样。在成像中,原则上讲应该根据波段响应函数来进行加权平均,但由于处理起来比较麻烦,而且一般的精度要求不太高,所以大多数图像都是直接取了波段范围内的中点值来运算。波段响应函数是描述一定波长范围内(超出波段范围)的量子效应,当需要精确计算像元响应时候,比如大气校正反演真实地表反射率,就需要使用波谱响应函数。任何传感器在设计时都会给出严格的波段响应函数,环境小卫星也不例外。如下图中为波谱响应函数数字表达的一部分,第一列表示波长,后面四列分别表示4个波段对应波长的波谱响应值。4719.94E-01O.OOE+OO0.QQE+Q00.00E+004729.97E-01O.OOE-FOOQ.Q0E+000.00E+004739.97E-01O.OOE+OO0.00E+000.00E+004749.97E-01O.OOE+OO0.00E+000.00E+004759.97E-01O.OOE+OO0.00E+000.00E+004761.00E+000.OOE+OO0.00E+000.00E+004771.00E+000.OOE+OO0.00E+000.00E+004781.00E+000.OOE+OO0.00E+000.00E+004791.00E+000.OOE+OO0.00E+000.00E+004309.97E-010.OOE+OO0.00E+000.00E+004819.97E-011.55E-030.00E+000.00E+004821.00E+003.10E-030.00E+000.00E+004831.00E+004.64E-030.00E+000.00E+004841.00E+006.20E-030.00E+000.00E+004851.00E+007.73E-030.QQE+Q00.00E+004869.97E-019.27E-03Q.Q0E+000.00E+004879.97E-011.08E-020.00E+000.00E+004889.97E-011.23E-020.00E+000.00E+004899.97E-011.39E-020.00E+000.00E+00图1波谱响应值在ENVI中，使用波谱曲线来描述波谱响应函数，也就是以波长作为x轴，波谱响应值作为y轴，存储格式为ENVI波谱库文件（.sli）。下面介绍ENVI中的波谱响应函数的制作。（一）选择Window->StartNewPlotWindow，ENVIPlotWindow窗口中，选择File->InputData->ASCII,如图2所示，自动将第一列作为X轴，后面4列作为Y轴。单击OK。（二）如图3所示，生成了4条曲线。选择Edit->DataParameters，更改每一条曲线的名称：bl,b2,b3,b4,便于区分。（三）选择File->SavePlotAs->SpectralLibrary，将波谱曲线保存为波谱库文件。InputA5CIIFileIn5utFile：BAjf感专题资料'贵源卫星相关'亠ColuiTirLE:£Flows:6u14000.00E+O0O.OOE+OOc4010.00E+O0O.OOE+OOc4020.00E+O0O.OOE+OO[4030.OOE+OOO.OOE+OOc4040.00E+O0O.OOE+OOc*|一nilKCqLwdxi1 =SelectTJt:<LzColuiTirLECuliiiTirL1ColiUTiTL£CoLibtitl3ColiirriTL4ColiuTirL5llujTibercifitemsselectid/°SelectAllHt|Cle：=Lt_AllItnims*avelengthUni七三N:王匚gmeters ▼TScalpF：ictof1-UIJUIJUUOKC：=ltlcel

图2导入ASCII文件◎ENVIPlotWindow ,1=1回IFileEdit0閃。砧Plet_FunctionHelpLO0,8。用0,4Q20,040D50D 600 700SOO90D10C图3波谱响应函数的曲线表达3FLAASH大气校正启动FLAASH模块，将准备好的数据输入，注意定标后的单位是W・m-2・sr-i•卩m-i,与FLAASH要求的单位(“W)/(cm2*nm*sr)相差10倍关系，因此在RadianceScaleFactors中输入10缩放系数。其他特殊参数设置主要如下：一般参数设置传感器高