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Experimento 19 Corrección de radiación de imágenes de teledetección

1. Propósito del experimento

Utilizando la función FLASH de ENVI, puede dominar las operaciones técnicas de calibración radiométrica y corrección atmosférica FLASH de imágenes de teledetección por satélite Landsat y profundizar su comprensión de los principios de calibración radiométrica y atmosférica. corrección.

2. Contenido experimental

① Calibración de radiación de imágenes de teledetección de Guilin TM; ② Procesamiento de corrección atmosférica de FLAASH de imágenes de teledetección de Guilin TM.

3. Requisitos experimentales

(1) Aclarar el significado y la función de cada parámetro de la calibración de radiación ENVI Lndsat (2) Definir la función de cada paso del procesamiento de corrección atmosférica ENVI FLAASH; ③ Análisis comparativo de las diferencias en las curvas espectrales de la vegetación en el mismo punto antes y después de la corrección atmosférica FLAASH. Escribe un informe de laboratorio.

IV.Condiciones técnicas

①Microcomputadora; ②Enmarcado internacional de imágenes 127-43 TM; ③Software ENVI (versión 6.0 o superior) y software ACDSee (versión 4.0 o superior).

Pasos experimentales del verbo (abreviatura de verbo)

La corrección de radiación incluye calibración de radiación y corrección atmosférica. La calibración radiométrica convierte el voltaje o el valor de cuantificación digital (DN) registrado por el sensor en un valor de radiancia absoluta (emisividad). La corrección atmosférica es un cálculo físico y matemático que elimina la influencia de la atmósfera y la luz en el reflejo de los objetos terrestres y obtiene los valores reales de parámetros físicos como la reflectividad, la emisividad y la temperatura de la superficie.

1. Calibración de radiación

ENVI proporciona herramientas de utilidad de calibración que se pueden utilizar para completar la calibración de radiación de ASTER, MSS, TM, ETM++, QuickBird y otros sensores. Este experimento presenta el proceso de operación específico de la calibración del sensor Landsat:

(1) En el menú principal de ENVI, seleccione "Archivo y gtAbrir archivo externo y gtIandsat y gtGeoTIFF con metadatos" para abrir Landsat5 TM datal 5127043_04320051009 mtl. TXT.

(2) En el menú principal de ENVI, seleccione "Herramientas básicas>Utilidad de calibración de remojo previo y gt>Calibración Landsat", en el cuadro de diálogo abierto "Archivo de entrada de calibración Landsat", seleccione el archivo Land ast5 TM y haga clic Haga clic en el botón Aceptar para abrir el cuadro de diálogo "Calibración ENVI Landsat" (Figura 19-1).

(3) En el cuadro de diálogo "Calibración de ENVI Landsat", ENVI obtendrá automáticamente los siguientes parámetros de los metadatos: tiempo de imagen del sensor del satélite Landsat (mes/día/año de recopilación de datos); .

(4) El tipo de calibración incluye "Emisividad" y "Reflectancia", seleccione "Emisividad".

(5) Haga clic en el botón "Editar parámetros de calibración" para abrir el cuadro de diálogo "Parámetros de calibración". Puede modificar los parámetros de calibración usted mismo.

Si el formato de los datos de calibración es el estándar ENVI o el formato TIF, debe ingresar manualmente los parámetros (tipo de satélite Landsat, tiempo de imagen y ángulo de altitud solar) en el cuadro de diálogo "Calibración ENVI Landsat", uno a la vez. Capaz de calibrar una banda.

Figura 19-1 Cuadro de diálogo de calibración de ENVI Landsat

(6) Seleccione la ruta de salida y el nombre del archivo y haga clic en el botón Aceptar para ejecutar el proceso de calibración.

2. Corrección atmosférica

El objetivo es eliminar el impacto del vapor de agua, oxígeno, dióxido de carbono, metano y ozono de la atmósfera sobre el reflejo de los objetos terrestres, y eliminar el impacto de la dispersión por moléculas atmosféricas y aerosoles. Actualmente, existen muchos métodos para la corrección atmosférica de imágenes de teledetección. Este experimento utiliza la herramienta de corrección atmosférica FLAASH para la corrección atmosférica. FLAASH presenta algunos requisitos para las imágenes de entrada para la corrección atmosférica, de la siguiente manera:

◎El rango de banda de las imágenes satelitales es de 400 ~ 2500 nm; 860 ~ 1135 nm.

◎El tipo de archivo es el formato de cuadrícula estándar ENVI y el formato de almacenamiento BIP o BIL.

◎El archivo de encabezado de edición contiene el valor de la longitud de onda central (Tabla 19-1). Si es hiperespectral, se requiere el ancho de banda (FWHM). Estos dos parámetros se pueden ingresar editando la información del archivo de encabezado.

Tabla 19-1 Longitud de onda del centro de Radest

Continuación

Figura 19-2 Configuración de parámetros del archivo de conversión

Atmósfera FLAASH Los pasos específicos para Las correcciones son las siguientes:

(1) Ajustar el orden de almacenamiento de datos. Debido a que la herramienta de corrección atmosférica FLAASH requiere que la secuencia de almacenamiento de datos esté en formato BIP o BIL, y el formato de almacenamiento de datos predeterminado de ENVI es el formato BSQ, debemos ajustar el formato de almacenamiento de datos. En el menú principal de ENVI, seleccione "Herramientas básicas > Datos de conversión (BSQ, BIP, BIL)", seleccione los resultados de la calibración de radiación anterior en el cuadro de diálogo "Entrada del archivo de conversión" y haga clic en el botón "Aceptar" para abrir el " Cuadro de diálogo "Parámetros del archivo de conversión" (Figura 19-2).

◎Seleccione "Intercalado de salida": BIL,

◎Conversión in situ: Sí

Haga clic en el botón Aceptar para realizar el procesamiento.

(2) Información de entrada y salida de archivos. En el menú principal del entorno, seleccione Espectro y gtFLAASH " para abrir la función " FLAASH ", como se muestra en la Figura 19-3.

Haga clic en el botón de entrada de imagen de radiancia y seleccione los datos de radiancia preparados. Debido a la Radiación La unidad de radiancia obtenida durante la calibración es W/(m2·micrón·Sr), por lo que la unidad de radiancia requerida por FLA ASH es μW/(cm2·nm·Sr). Por lo tanto, la diferencia entre las dos es 10 veces. ingrese el resplandor. El botón Imagen abrirá el cuadro de diálogo "Factor de escala de resplandor" (Figura 19-4). Seleccione "Factor de escala de EE. UU. para todas las bandas", ingrese el valor de "Factor de escala única" como 10 y haga clic en el botón. Botón Aceptar para obtener el resultado que cumpla con los requisitos de FLAASH

Figura 19-3 Cuadro de diálogo de parámetros del módulo Flash

Figura 19-4 Configuración del factor de escala de radiancia

Haga clic en Figura 19-3 Haga clic en el botón Archivo de reflexión de salida y seleccione el nombre y la ruta del archivo de salida

(3) Información del sensor y del objetivo de la imagen

Posición central de la escena: tomada desde. el archivo de metadatos; cuando la imagen está ubicada en el hemisferio occidental. Cuando, la longitud es negativa; en el hemisferio sur, la latitud es negativa.

Tipo de sensor: seleccione el tipo de sensor correspondiente a la imagen de radiación. Los datos utilizados en este experimento son Landsat TM5.

Elevación (km): El valor promedio se puede obtener del DEM de la zona correspondiente.

Fecha de vuelo: La fecha en la que se muestra la imagen.

Hora de vuelo GMT: el GMT de la imagen se puede obtener del archivo de metadatos.

(4) El modelo atmosférico proporciona seis modelos atmosféricos: invierno subpolar, medio. -Latitud de invierno, estándar americano, verano subpolar y latitud media de verano y trópicos. Los modelos atmosféricos se pueden seleccionar en función de la información de latitud estacional.

(5) La recuperación de vapor de agua no se realiza debido a. la falta de bandas correspondientes y la baja resolución espectral. No

(6)El modelo de aerosol ENVI proporciona cinco modelos de aerosol: sin aerosol, rural, urbano, oceánico y troposférico. )Inversión de aerosoles: Se seleccionaron métodos de recuperación de aerosoles de doble banda (k-t)

(8) Visibilidad inicial) (km): consulte la Tabla 19-2. 19-2. Condiciones climáticas y visibilidad esperada

(9) Configuración multiespectral Cuando se selecciona un sensor multiespectral en la opción "Tipo de sensor", aparece el botón Configuración multiespectral. cuadro de diálogo (Fig. 19-5). Hay dos modos de configuración: modo de archivo y modo gráfico (GUI). Generalmente, se selecciona el modo gráfico, ya que los datos multiespectrales no se usan generalmente para el vapor de agua, los parámetros principales en el multiespectral. El cuadro de diálogo de configuración se muestra en el gas Kaufman Taner. En el cuadro de diálogo de búsqueda de sol, seleccione el cuadro desplegable "Predeterminado": Estándar de búsqueda terrestre (660: 2100), es decir, el canal de enlace ascendente es de 660 nm y el canal de enlace descendente es. 2100 nm. Haga clic en el botón Aceptar para completar la configuración.

Figura 19-5 Cuadro de diálogo de configuración multiespectral

(10) Configuración avanzada. Según la configuración predeterminada.

Después de completar la configuración anterior, haga clic en el botón Aplicar para realizar la corrección atmosférica FLAASH.

3. Comparación de curvas espectrales de vegetación en un mismo punto antes y después de la corrección atmosférica.

(1) Muestre la imagen de datos original y la imagen de reflexión corregida con FLAASH en la ventana "Pantalla" respectivamente.

(2) Seleccione "Enlace>Enlace geográfico", que vincula geográficamente las dos ventanas de "Pantalla".

(3) Mueva la ventana de imagen antes y después de la corrección atmosférica al área de vegetación, haga clic con el botón derecho del mouse en las dos ventanas "Pantalla" respectivamente, seleccione "Z Pro-file (spectra mu)", y obtenga dos La curva espectral de la vegetación en la imagen (Figura 19-6). Se puede observar que la curva del espectro de la vegetación después de la corrección atmosférica está más cerca de la curva del espectro de la vegetación real.

Figura 19-6 Comparación de las curvas espectrales de la vegetación antes y después de la corrección atmosférica (izquierda)

Informe experimental del verbo intransitivo

(1) Describe brevemente el proceso experimental .

(2) Responda las preguntas: ①¿Qué es la calibración de radiación? ¿Qué comandos de función utiliza el software ENVl para la calibración de radiación? ②¿Qué es la corrección atmosférica? ¿Qué comando de función utiliza el software ENVI para realizar la corrección atmosférica? ③ Análisis comparativo de las características espectrales de los objetos terrestres antes y después de la corrección de radiación: se extrajeron las curvas espectrales de seis objetos terrestres típicos antes y después de la corrección de radiación. Compara y analiza sus diferencias. ¿Por qué es diferente?

Consulte el Apéndice 1 para conocer el formato del informe experimental.