實驗一-海洋表面溫度

海洋遙感應(yīng)用技術(shù)實驗名稱：海洋表面溫度遙感專業(yè)班級：海洋101姓名：管明雷學(xué)號：141003105實驗地點：實驗室307實驗時間：測繪工程學(xué)院海洋技術(shù)系2013-3一、實驗數(shù)據(jù)MOD021KM.A2010258.0320.005.2010258142300.hdfMOD03.A2010258.0320.005.2010258105903.hdf二、目的和要求1．熟悉MODIS數(shù)據(jù)的用途、特點；2．了解其它用于SST反演的遙感數(shù)據(jù)。3、請多了解每一個步驟所涉及的知識和信息，在網(wǎng)上查找相關(guān)信息加以解釋。三、實驗步驟一、MOD02數(shù)據(jù)的BOW-TIE校正1、打開數(shù)據(jù)AvailableBandsList菜單File→CloseAllFiles進入InputMODISFile，Open→NewFile找到要打開的文件2、進行幾何校正和bow-tie校正2.1在主菜單，Map->GeoreferenceGIS，進入InputMODISFile(圖1InputMODISFile界面)2.2在InputMODISFile，點擊下面的Open->NewFile選擇要處理的文件，回5、在此窗口，我們需要在EnterOutputFilename處點擊Choose按鈕，選擇將校正好的文件存放的文件夾。到目前為止，我們已經(jīng)將一個文件進行幾何校正和Bow-Tie校正的參數(shù)設(shè)置好了，只需要點擊OK按鈕就進行處理了。進入處理窗口，會連續(xù)出現(xiàn)以下兩個窗口（第一個是進行幾何校正，第二個是進行bowtie校正）：（圖7bowtie校正窗口）經(jīng)過以上步驟，我們已經(jīng)將MOD02數(shù)據(jù)的BOW-TIE校正和幾何校正完成。請大家弄清楚什么是BOW-TIE校正。二、計算SST的MODIS數(shù)據(jù)處理下面進行1km分辨率的數(shù)據(jù)的校正，MOD021KM.A2010258.0320.005.2010258142300.hdf1、進行bowtie校正和幾何校正注意：①實驗數(shù)據(jù)MOD021KM.A2010258.0320.005.2010258142300.hdf，從名字中可以看出來起分辨率是1km，因此包含有36個波段。打開MODIS02級1km數(shù)據(jù)，其中250米和500米的波段經(jīng)過重采樣為1km加入這個數(shù)據(jù)集中。ENVI根據(jù)各個波段的中心波長信息定標為三個類型數(shù)據(jù)：反射率數(shù)據(jù)（Reflectance）、輻射亮度值數(shù)據(jù)（Radiance）和發(fā)射率數(shù)據(jù)（Emissive）。其中反射率和發(fā)射率為0~1無單位值，輻射亮度值單位是：W/m2/μm/sr。在打開的波段列表中，有三組波段表示，分別是Reflectance、Radiance和Emissive。其中1-19.26為反射率和輻亮度，20-25、27-36波段為反射率數(shù)據(jù)。（圖8選擇波段窗口）②請選擇EmissiveRadiance校正，因為下面需要用到的輻亮度進行SST的計算。2、切圖選擇經(jīng)過校正的影像，選擇研究區(qū)域，我們這里選擇黃海和渤海部分。利用ROI工具進行區(qū)域提取。主菜單：BasicTools→RegionOfInterest→ROIToolROITool菜單：ROI_Type→Rectangle主菜單：BasicTools→SubsetDataviaROIs，選擇校正后的發(fā)射率數(shù)據(jù)，進入下左圖窗口，點擊SpectralSubset按鈕進入右圖窗口，選擇31、31波段進行切圖。（圖9切圖窗口）點擊OK回到左圖，單擊OK后進入以下界面，輸入相應(yīng)參數(shù)。3、衛(wèi)星天頂角的計算依次打開File－>OpenImageFile－>EnterDataFilename選擇所需的文件，文件名為MOD03.A2010258.0320.005.2010258105903.hdf。對SensorZenith波段的數(shù)據(jù)進行地理校正。問題：請對衛(wèi)星天頂角的圖像進行解釋，由于MODIS的掃描范圍很多，所以需要考慮如何計算天頂角才算合理。有兩種方法，一種是把衛(wèi)星天頂角作為一個常量（例如作為35°），一個是把每個像元的衛(wèi)星天頂角作為一個變量。4、SST計算選擇菜單欄中的BasicTools→Bandmath，在彈出對話框的Enteranexpression處輸入計算SST的公式，單擊OK。通過對普朗克公式求逆得到公式：T31為31波段的海表亮溫，B31代表31波段的輻射亮度值。同樣方法對普朗克公式求逆得到32波段的海表溫度計算公式：T32為32波段的海表亮溫，B32代表32波段的輻射亮度值。如圖20最后將運算過的T31、T32和衛(wèi)星天頂角的數(shù)據(jù)代入公式（sec在波段運算中寫成acos，角度要換算成弧度35*π/180）：計算得到最后的結(jié)果圖如圖。（圖10利用math工具進行波段運算）（圖11計算得到的SST灰度圖）10）生成海表面溫度的彩色圖像。打開SST圖像，在窗口菜單欄里選擇Tool－>ColorMapping－>ENVIColorTables，選擇合適的顏色生成圖像。并在ROIResize窗口的菜單里選擇Overlay－>GridLine，生成經(jīng)緯柵格線。最后得到生成的圖片如圖12。四、實驗心得這是海洋遙感第一次實驗，用的是上學(xué)期實習(xí)學(xué)的ENVI軟件，所以上手很快。彭老師把實驗指導(dǎo)書寫的也非常詳細，所以操作也不存在什么問題。我們這節(jié)課做的是“渤海、黃海海洋表面溫度遙感”。海洋表面溫度(SST)是重要的海洋環(huán)境參數(shù)之一,是定量探測其他海洋環(huán)境參數(shù)的重要輔助參數(shù),也是探測諸如上升流等海洋現(xiàn)象的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的船測或站點測量不能反映海洋溫度場的整體狀況,