利用MODIS的L1B數(shù)據(jù)反演氣溶膠的流程如下

...wd......wd......wd...利用MODIS的L1B數(shù)據(jù)反演氣溶膠的流程如下：該方案中的數(shù)據(jù)和算法介紹：1、MODIS數(shù)據(jù)是采用的MODISL1B1KM數(shù)據(jù)。應(yīng)嚴(yán)格按照說明進(jìn)展操作，例如數(shù)據(jù)是1km的，數(shù)據(jù)的合成是反射率在上，發(fā)射率在下等，下面將詳細(xì)介紹各個步驟。2、這是在ENVI5.0下做的北京市氣溶膠反演，具體包括MODIS影像〔HDF〕的輻射校正、幾何校正、云檢測、氣溶膠反演。3、氣溶膠反演算法采用經(jīng)典的暗像元法〔DDV〕也叫濃密植被法，因此對于冬季反演的氣溶膠效果不好。4、氣溶膠反演的查找表是利用IDL調(diào)用6S輻射模型得到的，采用的是一般的參數(shù)，因此3-9月期間都可以用這一個查找表進(jìn)展氣溶膠反演，也可以自己制定查找表。5、七緯查找表，從左向右，依次為太陽天頂角，衛(wèi)星天頂角，相對方位角，P0、T、

S〔輻射傳輸方程參數(shù)〕，最后一列為氣溶膠光學(xué)厚度〔AOD〕6.感興趣的可以提供用到的modis云檢測工具和氣溶膠反演工具以及詳細(xì)的pdf文檔。MODIS數(shù)據(jù)下載地址：:///data/search.html一、MODIS影像的輻射校正在ENVI5.0中翻開MODIS影像的HDF文件就已經(jīng)做了輻射校正，翻開HDF文件的方法是File->OpenAs->EOS->MODIS,翻開后在數(shù)據(jù)列表中可以看到三個文件，第一個是發(fā)射率Emissive〔band20-band36〕，第二個是輻射率Radiance〔band1-band26〕,第三個是反射率Reflectance〔band1-band26〕，如圖1所示。圖1ENVI5.0翻開HDF文件二、幾何校正2.1發(fā)射率文件的幾何校正〔1〕GeoreferenceMODIS工具ENVI5.0下有對特定傳感器進(jìn)展幾何校正的工具，其中就有專門針對MODIS數(shù)據(jù)的幾何校正，如圖2GeoreferenceMODIS工具的位置。圖2GeoreferenceMODIS工具的位置〔2〕選擇發(fā)射率文件雙擊GeoreferenceMODIS工具，翻開輸入MODIS數(shù)據(jù)對話框，選中發(fā)射率文件，點(diǎn)擊OK，如圖3所示。圖3輸入發(fā)射率文件〔3〕GeoreferenceMODIS參數(shù)設(shè)置GeoreferenceMODISParameters對話框中，選擇投影信息見圖4，其中要注意保持GCP控制點(diǎn)以及對MODIS影像做雙眼皮去除，然后點(diǎn)擊OK。圖4MODIS幾何校正參數(shù)設(shè)置〔4〕發(fā)射率幾何校正參數(shù)設(shè)置RegistrationParameters對話框中，注意分辨率是1000〔默認(rèn)〕選擇保持路徑點(diǎn)擊OK即可。圖5保存幾何校正文件〔5〕幾何校正方法建設(shè)GCP控制點(diǎn)圖6，最后開場進(jìn)展幾何校正和雙眼皮去除注意幾何校正方法為Triangulation見圖7。圖6建設(shè)GCP控制點(diǎn)

圖7進(jìn)展幾何校正〔6〕發(fā)射率幾何校正結(jié)果圖8發(fā)射率幾何校正結(jié)果2.2反射率文件的幾何校正〔1〕WrapfromGCPs：ImagetoMapRegistration工具發(fā)射率文件幾何校正之后，可以利用導(dǎo)出的GCP控制點(diǎn)來校正其他文件。在工具箱中找到WrapfromGCPs：ImagetoMapRegistration工具，如圖9所示該工具的位置。圖9WrapfromGCPs：ImagetoMapRegistration工具〔2〕選擇GCP控制點(diǎn)文件雙擊WrapfromGCPs：ImagetoMapRegistration工具后翻開選擇GCP控制點(diǎn)對話框，選擇之前保持的GCP控制點(diǎn)文件，如圖10。圖10選擇GCP控制點(diǎn)文件〔3〕ImagetoMap投影設(shè)置接著翻開ImagetoMapRegistration對話框，調(diào)整參數(shù)如圖，注意更改分辨率為1000，然后點(diǎn)擊OK，如圖11。圖11參數(shù)調(diào)整〔4〕選擇待校正影像，調(diào)整幾何校正方法選擇待校正的反射率文件圖12。翻開RegistrationParameters對話框參數(shù)設(shè)置如圖，注意更改幾何校正方法為Triangulation和重采樣方法Bilinear，這樣才能與之前的發(fā)射率校正結(jié)果相匹配，如圖13。圖12選擇反射率文件圖13調(diào)整幾何校正參數(shù)〔5〕反射率幾何校正進(jìn)度和結(jié)果然后進(jìn)展幾何校正如圖14，反射率幾何校正結(jié)果如圖15.圖14進(jìn)展幾何校正圖15反射率幾何校正結(jié)果〔6〕反射率校正結(jié)果與發(fā)射率校正結(jié)果比照ENVI5.0中提供了更多的圖像間的比照查看，可以點(diǎn)擊Views菜單項(xiàng)選擇擇創(chuàng)立多個視圖，然后進(jìn)展link查看，也可以將兩個圖像添加進(jìn)一個視圖利用影像查看功能查看，改功能包括四個，一般在工具條上

。下面我們就以Portal來查看幾何校正效果。將反射率和發(fā)射率的第一波段添加進(jìn)內(nèi)容列表，然后點(diǎn)擊工具條上的Portal按鈕即可建設(shè)一個新圖層。效果圖如圖16，從圖上可以看出兩個圖像幾何校正之后完全重合。說明該方法可行。圖16Portal兩個幾何校正圖像2.3角度數(shù)據(jù)集的幾何校正該教程數(shù)據(jù)采用的是MODISL1B1KM數(shù)據(jù)，其中包括了角度信息，但是角度數(shù)據(jù)集的行列號與科學(xué)數(shù)據(jù)集的行列號不同，因此如果想用校正發(fā)射率的GCP控制點(diǎn)來校正角度數(shù)據(jù)集必須在校正角度數(shù)據(jù)集之前進(jìn)展重采樣到行列號為1354,2030?！?〕翻開角度數(shù)據(jù)集角度數(shù)據(jù)集的翻開不能和科學(xué)數(shù)據(jù)集一樣直接翻開，翻開路徑為File

->OpenAs->GenericFormats->HDF,點(diǎn)擊后選擇HDF文件，接著彈出HDF數(shù)據(jù)集選擇對話框。選擇四個角度數(shù)據(jù)集，這四個角度數(shù)據(jù)集分別為：衛(wèi)星天頂角，衛(wèi)星方位角，太陽天頂角，太陽方位角，如圖17。圖17選擇角度數(shù)據(jù)集〔2〕查看角度數(shù)據(jù)集選擇之后可以再DataManager窗口中看到翻開的數(shù)據(jù)集圖18,如果翻開的角度數(shù)據(jù)集顯示的是科學(xué)數(shù)據(jù)集，這是由于ENVI5.0下建設(shè)金字塔之后產(chǎn)生.ecp文件，刪除和HDF同名的.ecp文件即可?？梢杂覔舨榭丛獢?shù)據(jù)中的auxiliaryURL。圖18翻開的角度數(shù)據(jù)集〔3〕重采樣工具從圖18中可以看到，角度數(shù)據(jù)集的行列數(shù)是271*406的，而發(fā)射率的行列數(shù)是1354*2030的，因此要用之前的GCP文件來校正角度數(shù)據(jù)集必須重采樣。重采樣工具ResizeData的位置如圖19所示。圖19ResizeData工具〔4〕選擇重采樣的角度數(shù)據(jù)雙擊ResizeData工具，翻開輸入重采樣數(shù)據(jù)的對話框，選擇其中一個角度數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊OK，如圖20所示。圖20選擇重采樣角度數(shù)據(jù)〔5〕重采樣參數(shù)設(shè)置在重采樣參數(shù)設(shè)置窗口中，設(shè)置XY的采樣比例：X=4.9963Y=5點(diǎn)擊Enter，即可采樣到1354*2030，選擇重采樣方法為Blinear，將采樣結(jié)果暫時保存到內(nèi)存即可，如圖21所示。依次將四個角度數(shù)據(jù)進(jìn)展重采樣之后就可以進(jìn)展幾何校正了。圖21重采樣參數(shù)設(shè)〔6〕角度數(shù)據(jù)集幾何校正角度數(shù)據(jù)的幾何校正和發(fā)射率的幾何校正是一樣的，根據(jù)校正發(fā)射率產(chǎn)生的GCP控制點(diǎn)，利用WrapfromGCPs：ImagetoMapRegistration工具進(jìn)展校正。三、波段合成和裁剪波段合成工具的位置如圖22.圖22LayerSatacking工具3.1反射率和發(fā)射率的合成〔1〕LayerSatacking工具在ENVI5.0下翻開之前校正好的反射率文件和發(fā)射率文件，利用LayerStacking工具進(jìn)展合成，雙擊LayerSatacking工具，翻開參數(shù)設(shè)置窗口。如圖23所示。圖23合成窗口參數(shù)設(shè)置〔2〕空間裁剪點(diǎn)擊ImportFile…選擇幾何校正后的反射率文件和發(fā)射率文件，然后利用北京市的行政范圍來裁剪，如圖24所示。圖24選擇反射率和發(fā)射率文件并選擇裁剪文件〔3〕調(diào)整合成文件的順序點(diǎn)擊RecorderFile調(diào)整順序，必須是反射率在上，發(fā)射率在下，如圖25.圖25調(diào)整文件順序〔4〕合成點(diǎn)擊OK進(jìn)展合成，合成進(jìn)度見圖26。圖26合成進(jìn)度3.2角度數(shù)據(jù)的合成角度數(shù)據(jù)的合成和反射率發(fā)射率的合成是一樣的，只是要注意角度數(shù)據(jù)的合成時的順序是衛(wèi)星天頂角〔SensorZenith〕、衛(wèi)星方位角〔SensorAzimuth〕、太陽天頂角〔SolarZenith〕、太陽方位角〔SolarZenith〕，順序如圖27所示，合成結(jié)果如圖28所示。圖27角度數(shù)據(jù)的順序

圖28角度合成結(jié)果四、合成后處理4.1云檢測云檢測工具是擴(kuò)展工具，該工具實(shí)現(xiàn)對反射率和發(fā)射率的合成文件進(jìn)展去云處理，將modis_cloud.sav文件放在ENVI5.0安裝目錄下的Extensions文件夾下，重啟ENVI即可看到modis_cloud工具?！?〕modis_cloud工具雙擊modis_cloud工具，選擇幾何校正結(jié)果，就是反射率和發(fā)射率合成裁剪后的結(jié)果，如圖29所示。圖29選擇數(shù)據(jù)合成結(jié)果〔2〕保存云檢測結(jié)果選擇保存路徑，保存云檢測結(jié)果，如圖30所示。圖30云檢測結(jié)果保存4.2角度數(shù)據(jù)HDF中的角度數(shù)據(jù)時擴(kuò)大了100倍的，所以在進(jìn)展氣溶膠反演之前要將角度合成數(shù)據(jù)乘以0.01?！?〕bandmath工具在工具箱中找到bandmath工具，如圖31所示。圖31bandmath工具〔2〕角度數(shù)據(jù)波段運(yùn)算雙擊翻開bandmath工具后，寫入公式b1*0.01,如圖32所示。圖32寫入公式〔3〕選擇角度合成文件圖33選擇角度合成文件〔4〕保存角度數(shù)據(jù)處理結(jié)果五、氣溶膠反演氣溶膠反演工具〔modis_a