FLAASH大氣校正模塊

1、FLAASH 大氣校正模塊（ 1）FLAASH 模塊簡(jiǎn)介FLAASH 是由世界一流的光學(xué)成像研究所波譜科學(xué)研究 所（ Spectral Sciences ）在美國(guó)空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室支持下開發(fā) 的大氣校正模塊。波譜科學(xué)研究所在 1989 年大氣輻射傳輸 模型開發(fā)初期就廣泛從事 MODTRAN 的研究工作，已成為 大氣輻射傳輸模型開發(fā)過程中不可缺少的一員。 FLAASH 適 用于高光譜遙感數(shù)據(jù)（如 HyMap ，AVIRIS ， HYIDCE ， HYPERION ， Probe-1 ，CASI 和 AISA ）和多光譜遙感數(shù)據(jù) （如陸地資源衛(wèi)星， SPOT ， IRS 和 ASTER ）的大氣校正。

2、 當(dāng)遙感數(shù)據(jù)中包含合適的波段時(shí)， 用 FLAASH 還可以反演水 氣、氣溶膠等參數(shù)。ENVI 中大氣校正模型 FLAASH ，是高光譜輻射能量影像反 射率反演的首選大氣校正模型。 FLAASH 能夠精確補(bǔ)償大氣 影響，其適用的波長(zhǎng)范圍包括可見光至近紅外及短波紅外， 最大波長(zhǎng)為3卩m。其它的大氣校正模型是計(jì)算方法基于查找 表（Look -up Table ）、利用插值方法計(jì)算，而FLAASH是直接移植了 modtran4 中的輻射傳輸計(jì)算方法。我們可以選取 代表研究區(qū)的大氣模型和氣溶膠類型。FLAASH 模型中輸入的圖像必須是經(jīng)過輻射定標(biāo)后的輻射 亮度圖像，格式為 BIL 或 BIP, 數(shù)據(jù)類型

3、為 floating-point ，4-byte signed integers ，2-byte signed integers ，或 2-byte unsigned integers ，為了能進(jìn)行大氣反演，圖像至少包括下 面三個(gè)范圍區(qū)間內(nèi)的 15nm 分辨率甚至更高的波段，即 1050-1210nm ， 770-870 nm ，870-1020nm 。對(duì)于已有傳感 器類型的高光譜遙感圖像來說，圖像頭文件中必須包含波長(zhǎng) 和波譜帶寬( FWHM )。對(duì)于已知的多光譜傳感器來說，僅 僅需要波長(zhǎng)，而未知的多光譜傳感器類型，則要求知道波譜 響應(yīng)函數(shù)，如論文中 ALI 數(shù)據(jù)校正就需要輸入波譜響應(yīng)函數(shù)。(

4、2) FLAASH 模塊參數(shù)設(shè)置 尺度轉(zhuǎn)換因子的計(jì)算FLAASH 模塊中，在輸入輻射能量數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)要求輸入尺 度轉(zhuǎn)換因子。 尺度因子有兩種輸入方式A: 當(dāng)各波段尺度轉(zhuǎn)換因子不同時(shí)，選擇每一種的輸入方式，可事先把尺度因子輸 入到記事本文件中，然后，從記事本文件中直接讀取；B：當(dāng)尺度轉(zhuǎn)換因子相同時(shí)，選擇第二種輸入方式。由于模塊中要求輻射能量的量綱是 卩W/ (cm2 - nm- sr,而經(jīng)輻射定標(biāo)AVIRIS數(shù)據(jù)的量綱為 卩W/(cm2 - nm- sr)，所以后者還需通過 換算關(guān)系式 1 卩 W/ (cm2 - nm- sr) =0.001mW/(cm2 - nm- sr)進(jìn) 行量綱轉(zhuǎn)換。因此

5、，利用 FLAASH 模塊校正 AVIRIS 數(shù)據(jù)時(shí)， 其尺度轉(zhuǎn)換因子為 0.001 。對(duì)其它類型遙感數(shù)據(jù)大氣校正時(shí)， 可以參照上述方法計(jì)算相應(yīng)的尺度轉(zhuǎn)換因子。判斷尺度因子 設(shè)置正確與否的方法是依據(jù)圖像的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征，即當(dāng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)沒有負(fù)值和大于1X放大系數(shù)的數(shù)值，則可以認(rèn)為尺度轉(zhuǎn) 換因子設(shè)置正確。FLAASH其它參數(shù)的設(shè)置A :圖像中心點(diǎn)坐標(biāo)：可以從相應(yīng)的HDF文件中找到，也可 以從屏幕上直接讀取影像的中心坐標(biāo)，對(duì)反演結(jié)果影響不大。 當(dāng)影像位于西半球時(shí)，經(jīng)度為負(fù)值。B :傳感器類型：當(dāng)選擇傳感器類型時(shí)，模塊會(huì)選擇相應(yīng)類型 的傳感器波段響應(yīng)函數(shù)，同時(shí)系統(tǒng)一般會(huì)自動(dòng)設(shè)置傳感器的 高度和圖像的空間分

6、辨率。若沒有相應(yīng)類型的傳感器，則一 些參數(shù)需要額外設(shè)置，如下文中 ALI 數(shù)據(jù)的校正。C :海拔高度：海拔高度為研究區(qū)的平均海拔。D :數(shù)據(jù)獲取日期和衛(wèi)星過境時(shí)間：衛(wèi)星過境時(shí)間為格林尼治 時(shí)間，可以從相應(yīng)的 HDF 文件中找到。E:大氣模型：為了獲取校正的最佳質(zhì)量，選擇一個(gè)合適的大氣校正模型至關(guān)重要。模塊提供熱帶、中緯度夏季、中緯度 冬季、極地夏季、極地冬季和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大氣模型，每個(gè)模塊 的大氣水汽含量標(biāo)準(zhǔn)如表 1 ，如果沒有獲取大氣水汽含量， 也可以通過地表大氣溫度來確定相應(yīng)的模型，因?yàn)橐欢ǖ臏?度和一定的大氣水汽含量相關(guān)。如果地表大氣溫度也不知道， 那么可以通過數(shù)據(jù)獲取時(shí)間和地點(diǎn)選擇相應(yīng)的大氣模型（表 2）。表 1 MODTRAN 模型中的水汽含量與地面大氣溫度(引自ENVI 幫助)大氣模型水汽含量(std atm-cm)水汽含量(g/cm2)地表大氣溫度極地冬季 (SAW)5180.42-16 C or 3。中緯度冬季（MLW）10600.85-1 C or 30