ENVI遙感圖像的輻射定標(biāo)

1、實驗：遙感圖像的輻射定標(biāo)1.實驗?zāi)康呐c任務(wù)：（1）了解輻射定標(biāo)的原理；（2）使用ENVI軟件自帶的定標(biāo)工具定標(biāo)（3）學(xué)習(xí)使用波段運(yùn)算進(jìn)行輻射定標(biāo)。2.實驗設(shè)備與數(shù)據(jù)：設(shè)備：遙感圖像處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)：焦作2004年3-7和4-8數(shù)據(jù)【備注：當(dāng) ENVI 第一次打開一個文件，它需要關(guān)于文件特征的特定信息。通常，這些信息存儲在與圖像文件同名的一個獨(dú)立的文本頭文件，但是文件擴(kuò)展名為.hdr 。若文件打開時沒有找到 ENVI頭文件，你必須在 Header Information 對話框中輸入一些基本的參數(shù).另外一些數(shù)據(jù)格式?jīng)]有 .hdr 文件也能自動打開。這些格式包括：TIFF、 GeoTIFF、 GIF、

2、 JPEG、 BMP、 SRF、 HDF、 PDS、 MAS-50、 NLAPS、RADARSAT 和 AVHRR 。關(guān)于ENVI的一些基本知識,我們就介紹到這里,如果想了解更多的,請參考用戶手冊和ENVI中的HELP.】。下面是關(guān)于ENVI的一些具體應(yīng)用.3 輻射定標(biāo)的過程拿到一幅原始圖像,我們先要進(jìn)行輻射定標(biāo),目的是把圖像上的DN值轉(zhuǎn)為輻亮度或者是反射率（即輻射定標(biāo)）.另外通過大氣糾正,我們可以消除一些大氣的干擾（即大氣校正）.本實驗主要學(xué)習(xí)輻射定標(biāo)。輻射定標(biāo)的結(jié)果可以是表觀輻亮度（L），也可以是表觀反射率()。大氣校正部分，感興趣的同學(xué)可以自己去關(guān)注6S或者其它大氣校正的軟件。一般有兩種

3、方式：第一種：利用計算公式，在ENVI中利用band math（波段運(yùn)算）計算輻亮度或者反射率；第二種：利用ENVI自帶的對TM的定標(biāo)工具，進(jìn)行定標(biāo)，獲取輻亮度或者反射率。第一種方法：利用計算公式，通過ENVI的波段運(yùn)算進(jìn)行定標(biāo)：1）計算表觀輻亮度的公式：radiance=（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin其中：radiance 表觀輻亮度qcal-DN（也就是影像數(shù)據(jù)本身）；lmax 和lmin是從參數(shù)表中查詢；qcalmax 是DN值的最大值，對于TM是8bit來說，qcalmax=255；Qcalmin 是DN值的最小值，一

4、般為0。所以上面的公式針對TM數(shù)據(jù)可以簡寫成：radiance=（lmax-lmin）/qcalmax）*qcal + lmin 即：上面的這個公式還可以進(jìn)一步簡化為： 兩個公式比較，可以看出，公式的中字母的對應(yīng)關(guān)系。注意：公式中需要的數(shù)據(jù)，可以通過后面的表格中查詢獲取！2） 表觀反射率的計算 =*L*d2/（ESUN*cos（） 其中為表觀反射率；L為上一步計算出來的表觀輻亮度；d為日地距離，這個數(shù)據(jù)通過下面的表格中獲??；ESUN為大氣層外的太陽輻射,也可以說是傳感器接收處的太陽輻射; 為太陽天頂角。（這個可以通過影像的元數(shù)據(jù)獲?。╆P(guān)于輻亮度和反射率的計算，舉例說明如下：例如: 我們把200

5、4年四月份的TM圖像第3波段的DN值轉(zhuǎn)化為表觀輻亮度。運(yùn)用公式：1）表觀輻亮度的計算：radiance=（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin qcal-DNhigh gain：b3-lmax=264，lmin=-1.17（這些數(shù)值都是從下面給出的表中獲得） 把這些數(shù)據(jù)都帶入上面的公式之后變成，計算獲得：L3=1.039880*b3-1.17注意：這里面的B3就是波段3的每個像元的數(shù)值，也就是DN值。只要在波段運(yùn)算的公式中輸入上面這個公式，然后b3選擇波段三就可以記得得到表觀輻亮度的一副影像數(shù)據(jù)。2）表觀反射率的計算：=*L*d2/（

6、ESUN*cos（）L-radiance =42.43。 d=0.9909 =3.1415ESUN：1554 （b3的ESUN是1554，查表獲?。?把數(shù)據(jù)帶入上面公式就可以計算得到表觀反射率數(shù)據(jù)。當(dāng)然計算表觀反射率的時候，可以把1）和2）的這兩個公式可以合并成為一個，如下的計算：3=*L3*d2/（ESUN*cos（） =3.1415* (1.039880*b3-1.17)* 0.99092/(1554*(cos42.43)= 3.1415* (1.039880*b3-1.17)* 0.99092/(1554*0.7381)以上是公式的推導(dǎo)，下面是對結(jié)果的計算，以3= 3.1415* (1.

7、039880*b3-1.17)* 0.99092/(1554*0.7381)為例，說明波段運(yùn)算：可以看出，要想獲得表觀反射率數(shù)據(jù)3，只需要帶入b3的數(shù)據(jù)就可以，b3就是波段3的DN值；實施運(yùn)算：Basic tools > band math，輸入運(yùn)算式：然后指定B3是指哪個波段的數(shù)據(jù)，如下圖：對于其它波段只要知道相關(guān)的參數(shù),可以用同樣的方法作簡單的定標(biāo).其中關(guān)于TM圖像的一些參數(shù)如下:下面是對于ETM+的參數(shù)：Table 11.2 ETM+ Spectral Radiance Rangewatts/(meter squared * ster * µm)Band NumberBe

8、fore July 1, 2000After July 1, 2000Low GainHigh GainLow GainHigh GainLMINLMAXLMINLMAXLMINLMAXLMINLMAX1-6.2297.5-6.2194.3-6.2293.7-6.2191.62-6.0303.4-6.0202.4-6.4300.9-6.4196.53-4.5235.5-4.5158.6-5.0234.4-5.0152.94-4.5235.0-4.5157.5-5.1241.1-5.1157.45-1.047.70-1.031.76-1.047.57-1.031.0660.017.043.212

9、.650.017.043.212.657-0.3516.60-0.3510.932-0.3516.54-0.3510.808-5.0244.00-5.0158.40-4.7243.1-4.7158.3Table 11.3   ETM+ Solar Spectral IrradiancesBandwatts/(meter squared * µm)11969.00021840.00031551.00041044.0005225.700782.0781368.000Table 11.4 Earth-Sun Distance in Astronomical UnitsJulian DayDistanceJulian DayDistanceJulian DayDistanceJulian DayDistanceJulian DayDistance1.983274.99451521.01402271.0128305.992515.983691.99931661.01582421.0092319.989232.98531061.00331821.01672581.0057335.986046.98781211.00