脑洞太大补不起来

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【转】TM数据预处理(DN转表观反射率)(转)

一般我们拿到的TM数据都是灰度值(DN值),必须转换为反射率才能进行运算(比如NDVI运算),否则是不严密的。

由灰度值转换为反射率的过程为:

具体过程:

1、DN转辐射能量值

公式为: =DN*gain +bias

其中L为地物在大气顶部的辐射能量值,单位为 ;DN为样本的灰度值,gain和bias分别为图像的增益与偏置,可从图像的头文件中读取(需要经过转换),头文件一般与原始数据一起提供。

在ENVI中可以这么做:

打开原始影像,用basic tools->preprocessing ->general purpose utilities->apply gain and offset ,

并选中要进行转换的波段,弹出如下对话框:

从头文件中读取该波段的gain和biases值:

也可查看固定值,如下表:

 Landsat5和Landsat7各波段光谱通道的增益和偏置 单位:W/m2. ster.μm

Table4 the Gains and Biases of L5 and L7 unit: W/m2. ster.μm

1750波段号

Band Number

L5 TM1990/1991

L7 ETM+2001/2002

增益GAINS

偏置BIASES

增益GAINS

偏置BIASES

B1

0.99992

-0.01000

1.18070871

-7.38070852

B2

2.42430

-0.02320

1.20984250

-7.60984259

B3

1.36344

-0.00780

0.94251966

-5.94251966

B4

2.62901

-0.01930

0.96929136

-6.06929127

B5

0.58771

-0.00800

0.19122047

-1.19122047

B6

3.20107

0.25994

B7

0.38674

-0.00400

0.06649607

-0.41649606

详见《基于TM/ETM+遥感数据的地面相对反射率反演》

在头文件中.虽然指明是“GAINS/BIASES”,但是.数值的含义与实际并不相同。通过对比计算可以发现.A 中的增益实际上是Lmax/255的值,B和C中的增益实际上是Lmax值。从量纲来看,头文件中的“增益、偏置”的量纲是mW·cm-2·sr-1 ,不是当前所使用的标准单位W·m 2·sr-1·um-1。

头文件中的增益和偏置的值和换算后真实的增益和偏置的值见下表:

TM数据预处理(DN转表观反射率)(转) - 白云雪飘 - 地理博弈

TM数据预处理(DN转表观反射率)(转) - 白云雪飘 - 地理博弈

例如第1波段:

填写存储路径点‘OK’

(也可以用band math 工具,其公式(参数按具体值修改):

b7*0.0568-0.1481

b5*0.1168-0.4000

b4*0.7418-1.3786

b3*0.8962-1.3

b2*1.1998-2.9

b1*0.5658-1.4286)

2、计算相对反射率

ρ=π×D2×L/(ESUNI×COS(SZ))    (1)

其中:ρ——地面相对反射率;D——日地天文单位距离;LsatI——传感器光谱辐射值,即大气顶层的辐射能量; ESUNl——大气顶层的太阳平均光谱辐射,即大气顶层太阳辐照度;SZ——太阳天顶角(单位为弧度)。

相关参数可以通过不同途径获得。其中:日地天文单位距离D=1 - 0.01674 cos(0.9856× (JD-4)×π/180);JD为遥感成像的儒略日(Julian Day),可以通过儒略日算法模块获得;太阳天顶角=90°-太阳高度角;太阳高度角可以从遥感数据的头文件中获得;大气顶层太阳辐照度(ESUNI)从遥感权威单位定期测定并公布的信息中获取。实验区上述遥感数据参数见遥感数据技术参数表。

具体计算方式:

①日地天文单位距离D:

获得参数后可以用ENVI的band Math 工具写程序做。

例如2004年5月21日第五波段:

公式:

!PI*1.01250756^2*b7/(219.3*(COS(0.436332306))) (需要查证)

其中,各参数随具体值而改变.

(2004年5月21日公式:

!PI*(1.01250756^2)*b4/(1047*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*b3/(1557*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*b2/(1829*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*b1/(1957*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*b7/(74.52*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*b5/(219.3*(COS(0.436332306))))

当然也可以将上述步骤写成一个整体:

(2004年5月21日公式:

!PI*(1.01250756^2)*( b7*0.0568-0.1481)/(74.52*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*( b5*0.1168-0.4000)/(219.3*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*( b4*0.7418-1.3786)/(1047*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*( b3*0.8962-1.3)/(1557*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*( b2*1.1998-2.9)/(1829*(COS(0.436332306)))

!PI*(1.01250756^2)*( b1*0.5658-1.4286)/(1957*(COS(0.436332306)))

对于ETM数据可以使用ERDAS,提供了很方便的处理接口。

(在不知道增益等参数的情况下,ENVI也有默认值,不过默认值存在较大偏差使用的是1986年的参数,最好用自己数据的参数做,envi中 basic tools->preprocess-> calibration utilities ->landsat TM 3、大气纠正(略)

可用ENVI的FLAASH,或参考<基于TM/ETM+遥感数据的地面相对反射率反演>

原文在此

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