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环境小卫星多光谱数据 FLAASH 精确大气校正方法
环境与灾害监测预报小卫星星座 A、B 星(简称环境小卫星,简写 HJ-1A /1B)于 2009
年 3 月 30 日开始正式交付使用,HJ-1-A 星搭载了 CCD 相机和超光谱成像仪(HSI),HJ-1-B
星搭载了 CCD 相机和红外相机(IRS)。HJ-1A /1B 卫星是继我国继气象、海洋、国土资源
卫星之后一个全新的民用卫星。卫星投入使用后,对自然灾害、生态破坏、环境污染进行大
范围、全天候、全天时的动态监测,对灾害和环境质量进行快速和科学评估,提高灾害和环
境信息的观测、采集、传送和处理能力,为紧急救援、灾后救助及恢复重建和环境保护工作
提高科学依据。
HJ-1 数据应用于自然灾害、生态环境之前,需要进行几何及光谱方面的预处理。ENVI
在数据读取、图像配准、精确大气校正等方面提供了非常好的工具。
1、数据读取
目前,网上免费获取的 HJ-1A /1B 卫星 CCD 和 HSI 影像的分发的格式主要有两种:
CCD 为 Geotiff,每一个波段为一个 Geotiff 文件,并提供一个元数据说明(.XML);HSI为
HDF5 格式,也提供一个元数据说明(.XML)。
CCD 相机的 Geotiff 格式直接可以在 ENVI 软件下打开,利用 ENVI->Basic
Tools->Layer Stacking 工具将各个波段组合成一个文件输出。HIS 高光谱数据是以 HDF5 格
式提供,安装 ENVI 的 HDF5 读取补丁后直接在 ENVI 中打开。
更为方便的方法是直接使用 HJ-1 数据读取补丁,下载网址为:
http://bbs.esrichina-bj.cn/ESRI/thread-83044-1-3.html 。直接双击运行 .sav 或拷贝 sav 文件到
ENVI 安装目录的 save_add 目录下,
1)启动 ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools 工具(下图)。直接读取
CCD、HIS、IRS 数据,输出结果为一个多波段的 ENVI 标准栅格文件,并带有中心波长等
信息,其中 CCD 数据可以直接输出定标结果(辐射亮度)。
图 1.1 HJ-1A /1B Tools
注意此步骤中 Calibration 和 Layer Stacking 选项应勾上。如果数据是 BSQ 格式的,要转换
成 BIL 或者 BIP 格式的。转换方法
2) 构建波谱响应函数
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。在中国资源卫星
应用中心可下载:http://www.cresda.com/n16/n1 115/n1522/n2118/index.html 。以四列数字形式
提供,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。
选择 W indow->Start New Plot Window , ENVI Plot Window 窗口中,选择 File->Input
Data->ASCII,如图 2 所示,选择相应的波普响应函数
3) 选择 File- >Save Plot As->Spectral Library,将波谱曲线保存为波谱库文件。
注意此处的 Wavelength Units 应选 Nanometers.
4)如 下 图 3.2 所示,生成了 4 条曲线。选择 Edit->Data Parameters,更改每一条曲线的名称:
b1,b2,b3,b4,便于区分。
2 、FLAASH 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/(m2*um*sr)与 FLAASH
要求的单位(μW)/(cm2*nm*sr)相差 10 倍关系,因此在 Radiance Scale Factors 中输入
10 缩放系数。
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风_筝
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