实验二 遥感图像的辐射定标
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遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标【实用版】目录1.遥感影像辐射定标的概念和原理2.遥感影像辐射定标的方法和步骤3.遥感影像辐射定标的应用和意义4.我国在遥感影像辐射定标方面的发展与成就正文一、遥感影像辐射定标的概念和原理遥感影像辐射定标，是指通过一定的方法和技术，确定遥感传感器所接收到的辐射值与实际地表反射辐射值之间的关系，从而实现遥感数据的准确定量化。
在遥感技术中，辐射定标是至关重要的一个环节，它关乎到遥感数据的质量，直接影响遥感应用的效果。
二、遥感影像辐射定标的方法和步骤遥感影像辐射定标的方法主要有以下几种：1.实验室定标：通过在实验室内模拟地表反射辐射，获取遥感传感器的响应，从而确定辐射定标系数。
2.野外定标：在野外选择具有代表性的地物，测量其反射辐射值，同时获取遥感影像，通过一定的算法，确定辐射定标系数。
3.数学模型定标：通过建立数学模型，模拟遥感传感器的响应，从而确定辐射定标系数。
具体的定标步骤包括：1.准备定标数据：包括实验室定标的标准数据，野外定标的地物反射辐射数据，以及数学模型定标的模拟数据。
2.获取遥感影像：通过遥感卫星或飞机等平台，获取需要定标的遥感影像。
3.辐射定标：利用定标数据和遥感影像，通过一定的算法，确定遥感传感器的辐射定标系数。
4.应用和验证：将定标后的遥感影像应用到实际的遥感应用中，通过与实际数据的比对，验证遥感影像的定标效果。
三、遥感影像辐射定标的应用和意义遥感影像辐射定标应用广泛，主要包括以下几个方面：1.遥感数据质量控制：通过辐射定标，可以有效地消除遥感数据中的噪声和误差，提高遥感数据的质量。
2.遥感应用效果提升：定标后的遥感影像，可以更准确地反映地表的真实情况，从而提升遥感应用的效果。
3.地表参数反演：通过辐射定标，可以获取地表的物理参数，如地表温度、植被覆盖度等，为地表参数反演提供数据支持。
四、我国在遥感影像辐射定标方面的发展与成就我国在遥感影像辐射定标方面，取得了一系列显著的成就，主要表现在以下几个方面：1.技术研究：我国在遥感影像辐射定标的原理和方法上，进行了深入的研究，取得了一系列重要的理论成果。
遥感图像的辐射校正实验报告
遥感图像的辐射校正实验报告1. 实验目的和内容实验目的：（1）复习巩固课堂上所学的对遥感图像的辐射校正，掌握这些校正方法的基本原理和方法，理解遥感图像辐射校正的意义;（2）实际学习对遥感图像进行绝对大气校正、相对大气校正的FLAASH和黑暗像元法;实验内容：（1）绝对大气校正将遥感图像的DN值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。
本次实验通过FLAASH法进行绝对大气纠正。
（2）相对大气校正校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。
本次实验通过黑暗像元法进行相对大气纠正。
2. 图像处理方法和流程A.绝对大气校正1、加载影像，打开ENVI，file>>open image file，打开L71120038_03820030128_MTL.txt2、辐射定标FLAASH模块需要输入的是经过辐射定标后的BIL/BIP文件，ENVI >> basic tools >>preprocessing > >calibration utilities >> Landsat calibration3、格式转换上述计算得到的存储方式为BSQ，FLAASH大气校正对于波段存储的要求为BIL/BIP格式，ENVI >> basic tools>> convert data (BSQ ,BIL ,BIP)4、FLAASH大气校正（1）ENVI>>basic tools>>preprocessing>>calibration utilities>> FLAASH，选择需要校正的数据。
选用第二种，设置Single scale factor：10。
（2）设置输入与输出文件①进入地理空间数据云，查询影像参数。
点击数据资源—LANDSAT系列数据—输入数据标识进行二次筛选—选择信息②查询图像的基本信息③设置Sensor类型为Landsat TM7，传感器参数被自动填写，影像和传感器参数查询数据相关信息后输入。
辐射定标及波段运算遥感实验二
测绘与海洋信息学院《遥感原理与应用技术A》实验报告实验名称：遥感图像的辐射定标姓名：学号：班级：指导教师：日期：2018-4-8地理信息系统实验室2017-2018学年第二学期一、实验目的与任务（1）了解辐射定标的原理；（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标（3）学习使用波段运算进行辐射定标。
二、试验设备与数据设备：遥感图像处理系统数据：焦作2004年3-7和4-8数据三、辐射定标原理及目的目的：消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。
原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值DN转化为绝对辐射亮度的过程，或者转化为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。
四、实验过程辐射定标的结果可以是表观辐亮度（L），也可以是表观反射率(ρ) 一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math（波段运算）计算辐亮度或者反射率；第二种：利用ENVI自带的对TM的定标工具，进行定标，获取辐亮度或者反射率。
第一种方法：利用计算公式，通过ENVI的波段运算进行定标：1）计算表观辐亮度的公式：radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin））*（qcal-qcalmin）+lmin其中：radiance –表观辐亮度qcal-----DN（也就是影像数据本身）；lmax 和lmin是从参数表中查询；qcalmax 是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255；Qcalmin 是DN值的最小值，一般为0。
所以上面的公式针对TM数据可以简写成：radiance=（（lmax-lmin）/qcalmax））*qcal + lmin 即：上面的这个公式还可以进一步简化为：两个公式比较，可以看出，公式的中字母的对应关系。
注意：公式中需要的数据，可以通过后面的表格中查询获取2）表观反射率的计算ρ =π*L*d2/（ESUN*cos（θ））其中ρ为表观反射率；L为上一步计算出来的表观辐亮度；d为日地距离，这个数据通过下面的表格中获取；ESUN为大气层外的太阳辐射,也可以说是传感器接收处的太阳辐射;θ为太阳天顶角。
envi辐射定标
envi辐射定标
Envi辐射定标是指使用ENVI软件对遥感图像进行辐射定标，即将数字计数转换为物理辐射量。
该过程是将原始遥感图像转换为具有物理单位的辐射数据，以便进行定量分析和研究。
辐射定标的目的是消除图像中的光照差异和仪器响应差异，确保图像中不同像元的辐射值可比较。
辐射定标主要包括以下步骤：
1. 辐射校正：
通过测量辐射标准物体的辐射值，校正仪器的响应差异，消除仪器传感器的非线性特性和响应偏差。
2. 大气校正：
针对大气对辐射的影响，根据大气模型和大气参数，将图像中的大气效应进行校正，以消除大气底片。
3. 角度校正：
对于斜面遥感图像，根据观测角度和太阳天顶角，进行角度校正，以消除地形和光照角度带来的影响。
4. 波段融合：
对于多光谱或高光谱遥感图像，将各个波段的辐射值进行融合，生成一个全谱范围内的辐射图像。
通过辐射定标，可以将遥感图像转换为具有物理意义的辐射数
据，提供可靠的信息用于地学、农业、环境等领域的分析和应用。
遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标摘要：一、引言二、遥感影像辐射定标的概念与意义三、遥感影像辐射定标的方法1.辐射定标的基本原理2.辐射定标的实现步骤3.辐射定标的关键技术四、遥感影像辐射定标的应用五、我国遥感影像辐射定标的发展现状与展望六、总结正文：一、引言遥感影像辐射定标是遥感技术中不可或缺的一个环节，它对遥感数据的准确性和可靠性起着决定性的作用。
本文将从遥感影像辐射定标的概念、方法、应用以及我国的发展现状等方面进行详细介绍。
二、遥感影像辐射定标的概念与意义遥感影像辐射定标是指将遥感传感器接收到的辐射能量转换为具有实际意义的光谱辐射强度或反射率的过程。
辐射定标的意义在于：使遥感数据具有统一、稳定的量纲和单位，便于不同传感器之间的数据对比和应用；消除传感器自身特性和大气影响等因素导致的辐射误差，提高数据精度。
三、遥感影像辐射定标的方法1.辐射定标的基本原理辐射定标的基本原理是根据传感器接收到的辐射能量与辐射源之间的关系，建立辐射强度与数字值之间的转换关系。
这一关系通常通过辐射传输模型和传感器响应函数的耦合来实现。
2.辐射定标的实现步骤（1）选择合适的辐射定标场地，进行实地测量。
（2）收集与定标场地同步的遥感影像，并对影像进行预处理。
（3）根据实地测量数据，构建辐射定标模型。
（4）利用辐射定标模型，对遥感影像进行辐射定标处理。
（5）检验辐射定标结果，评估定标精度。
3.辐射定标的关键技术（1）辐射定标场的选择与设计。
（2）辐射测量设备的选取与校准。
（3）辐射传输模型的建立与验证。
（4）传感器响应函数的获取与修正。
四、遥感影像辐射定标的应用遥感影像辐射定标在环境监测、资源调查、气候变化研究等领域具有广泛的应用。
通过辐射定标，可以获得准确的地表反射率、地表温度等遥感数据，为后续的数据分析与应用提供可靠的基础。
五、我国遥感影像辐射定标的发展现状与展望近年来，我国遥感影像辐射定标技术取得了显著的成果，不仅在理论研究方面有所突破，还成功应用于多个遥感项目中。
02遥感图像辐射校正
• 卫星发射之后，由于工作环境、状态发生变化，长期 运行元器件老化，都可能使发射前的定标系数改变， 因此需要进行在轨外定标，以确保遥感数据应用的可 靠性与准确度。
3、关键技术
• 遥感图像的质量由获取的图像数据质量与图像处理的质量 两方面决定，而图像数据的获取质量由成像系统的综合性 能决定。 • 对于理想成像系统，光学遥感器各像元的响应特性一致， 光学系统的均匀性一致，因此遥感器的像元输出DN值（即 数字量化值）与入射的辐亮度值成正比。 • 但实际上，由于成像链路中各个因素的影响，如探测器的 像元非一致性，光学系统的像差，处理电路的不稳定性等 ，各个像元的输出与输入的比例关系会存在较大的偏差， 在图像上会形成噪点、条带和固定图形噪声，严重影响图 形的视觉效果和进一步对目标的识别。 • 遥感器图像相对定标前和相对定标后效果对比如图6 所示。
• 发射前的定标是原始定标，随后各阶段的定标应 在此原始数据上对比、修正。
2、国内外发展现状
• 红外成像星上定标一般采用黑体作为标准辐射源。国外扫描 工作方式成像的红外相机，在相机内部都有控温黑体参考源 用于星上辐射定标。黑体辐射源大多放置在旋转扫描镜超出 扫描成像视场的两侧，通过对黑体精确控温，一个被控制在 地面观测目标温度的最低温度点，另一个被控制在地面观测 目标温度的最高温度点。 • 相机在对地扫描成像前，先对低温黑体成像，获取动态下限 的辐射温度，在对地扫描成像完成后再对高温黑体成像，获 取动态上限的辐射温度，定标点图像数据和温度数据都记录 下来并下传。 • 使用这些数据可以推算所有成像视场内目标的辐射温度，也 可以作为绝对辐射参考源与其它红外扫描成像仪输出图像数 据进行比对。红外扫描成像仪星上定标的原理及定标响应示 意图如图1、图2所示。
2、国内外发展现状
遥感图像的辐射校正实验报告
遥感图像的辐射校正实验报告1. 实验目的和内容实验目的：（1）复习巩固课堂上所学的对遥感图像的辐射校正，掌握这些校正方法的基本原理和方法，理解遥感图像辐射校正的意义;（2）实际学习对遥感图像进行绝对大气校正、相对大气校正的FLAASH和黑暗像元法;实验内容：（1）绝对大气校正将遥感图像的DN值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。
本次实验通过FLAASH法进行绝对大气纠正。
（2）相对大气校正校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。
本次实验通过黑暗像元法进行相对大气纠正。
2. 图像处理方法和流程A.绝对大气校正1、加载影像，打开ENVI，file>>open image file，打开L71120038_03820030128_MTL.txt2、辐射定标FLAASH模块需要输入的是经过辐射定标后的BIL/BIP文件，ENVI >> basic tools >>preprocessing > >calibration utilities >> Landsat calibration3、格式转换上述计算得到的存储方式为BSQ，FLAASH大气校正对于波段存储的要求为BIL/BIP格式，ENVI >> basic tools>> convert data (BSQ ,BIL ,BIP)4、FLAASH大气校正（1）ENVI>>basic tools>>preprocessing>>calibration utilities>> FLAASH，选择需要校正的数据。
选用第二种，设置Single scale factor：10。
（2）设置输入与输出文件①进入地理空间数据云，查询影像参数。
点击数据资源—LANDSAT系列数据—输入数据标识进行二次筛选—选择信息②查询图像的基本信息③设置Sensor类型为Landsat TM7，传感器参数被自动填写，影像和传感器参数查询数据相关信息后输入。
遥感数字图像处理辐射定标与大气校正实验报告
（3）实验结果
经过大气校正后，遥感图像的反射率信息更加准确，地物边缘更加清晰，能够提高遥感图像的精度和可信度。
三、实验结论
本实验通过ENVI遥感图像处理软件进行辐射定标和大气校正实验，掌握了遥感数字图像处理的基本原理和方法，学习了遥感数字图像处理的实验方法和技巧，提高了遥感图像处理的技术水平。经过实验处理后，遥感图像的质量和精度得到了提高，反映了辐射定标和大气校正的重要性和必要性。
（3）实验结果
经过辐射定标后，遥感图像的数字值被转化为反射率或辐射亮度温度值，具有物理意义。
2.大气校正实验
（1）实验原理
大气校正是指校正遥感图像中由大气介质造成的亮度扰动，以便获取更准确的地物反射率信息。大气校正方法可以分为模型法和基于图像的方法两种。
（2）实验步骤
①打开ENVI遥感图像处理软件，并加载所需的遥感图像；②进入“Atmospheric Correction”模块，选择大气校正方法；③根据遥感图像的波段信息和大气参数，设置大气校正的参数；④进行大气校正，并将结果保存为新的遥感图像。
这是一篇遥感数字图像处理实验报告，重点介绍了辐射定标与大气校正的实验过程和结果。本实验的主要目的是通过数字图像处理的方法对遥感图像进行辐射定标和大气校正，从而提高遥感图像的质量和精度。
一、实验目的
1.了解辐射定标和大气校正的基本原理和方法；
2.掌握遥感数字图像处理软件的使用方法；
3.学习遥感数字图像处理的实验方法和技巧；
4.提高遥感图像处理的技术水平。
二、实验内容
1.辐射定标实验
（1）实验原理
辐射定标是指通过对遥感图像的辐射值进行校正，将其转化为物理量。具体来说，就是将遥感图像中每个像元的数字值转化为反射率或辐射亮度温度值，从而使图像具有物理意义。
经过大气校正后，遥感图像的反射率信息更加准确，地物边缘更加清晰，能够提高遥感图像的精度和可信度。
三、实验结论
本实验通过ENVI遥感图像处理软件进行辐射定标和大气校正实验，掌握了遥感数字图像处理的基本原理和方法，学习了遥感数字图像处理的实验方法和技巧，提高了遥感图像处理的技术水平。经过实验处理后，遥感图像的质量和精度得到了提高，反映了辐射定标和大气校正的重要性和必要性。
（3）实验结果
经过辐射定标后，遥感图像的数字值被转化为反射率或辐射亮度温度值，具有物理意义。
2.大气校正实验
（1）实验原理
大气校正是指校正遥感图像中由大气介质造成的亮度扰动，以便获取更准确的地物反射率信息。大气校正方法可以分为模型法和基于图像的方法两种。
（2）实验步骤
①打开ENVI遥感图像处理软件，并加载所需的遥感图像；②进入“Atmospheric Correction”模块，选择大气校正方法；③根据遥感图像的波段信息和大气参数，设置大气校正的参数；④进行大气校正，并将结果保存为新的遥感图像。
这是一篇遥感数字图像处理实验报告，重点介绍了辐射定标与大气校正的实验过程和结果。本实验的主要目的是通过数字图像处理的方法对遥感图像进行辐射定标和大气校正，从而提高遥感图像的质量和精度。
一、实验目的
1.了解辐射定标和大气校正的基本原理和方法；
2.掌握遥感数字图像处理软件的使用方法；
3.学习遥感数字图像处理的实验方法和技巧；
4.提高遥感图像处理的技术水平。
二、实验内容
1.辐射定标实验
（1）实验原理
辐射定标是指通过对遥感图像的辐射值进行校正，将其转化为物理量。具体来说，就是将遥感图像中每个像元的数字值转化为反射率或辐射亮度温度值，从而使图像具有物理意义。
实验二遥感图像的辐射定标
实验二遥感图像的辐射定标1.实验目的与意义：（1）了解辐射定标原理（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标（3）学习波段运算进行辐射定标2.为什么要进行辐射定标，定标的原理是什么？目的：消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。
原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN）转换为绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。
3.辐射定标过程一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math计算福亮度和反射率。
第二种：利用ENVI自带的定标工具进行定标，获取福亮度或反射率。
第一种方法：用波段运算得到Radiance和Reflectance（1）表观辅亮度radiance的计算radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin其中：radiance –表观辐亮度qcal-----DN（也就是影像数据本身）；lmax 和lmin是从参数表中查询；qcalmax 是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255；Qcalmin 是DN值的最小值，一般为0即（2）表观反射率的计算ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））其中ρ为表观反射率；L为上一步计算出来的表观辐亮度；d为日地距离，这个数据通过下面的表格中获取；ESUN为大气层外的太阳辐射,也可以说是传感器接收处的太阳辐射；θ为太阳天顶角。
（这个可以通过影像的元数据获取）在本次实验的数据中radiance=（193+1.52）/255*b1-1.52Reflectance=3.14*（b1）*1.0128^2/（1957*0.7381）步骤如下：打开文件L5120036_03620100819_MTL.txt ，点击Band Math，输入(193+1.52)/255*b1-1.52，之后即可计算出辐射度，文件保存为radiance1。
辐射定标原理与方法
辐射定标原理与方法嗨，朋友！今天咱们来聊聊一个超酷的话题——辐射定标。
你可能会想，这是啥玩意儿？听我慢慢道来。
我有个朋友叫小李，他在一家做遥感图像的公司上班。
有一次，我去他公司玩，看到那些花花绿绿的遥感图像，觉得特别神奇。
我就问他：“小李啊，这些图像怎么这么准确呢？看起来就像真的从天上俯瞰大地一样。
”小李笑着跟我说：“这可多亏了辐射定标啊。
”我当时就懵了，辐射定标？这听起来就像是来自外太空的术语。
那到底什么是辐射定标呢？简单来说，辐射定标就像是给测量辐射的仪器做个精准的尺子。
你想啊，假如你要量东西，尺子不准，那量出来的结果肯定不对呀。
辐射定标就是要让测量辐射的仪器知道，多少辐射量对应的是多少数值。
这就好比我们要知道一杯水有多少毫升，得先有个标准的刻度杯一样。
辐射定标有它的原理呢。
想象一下，辐射就像一群调皮的小粒子在到处跑。
仪器要捕捉它们，就像我们用网去捞鱼一样。
但是每个网的大小、疏密不一样，捞到鱼的数量和种类可能就不一样。
仪器也一样，不同的仪器对辐射的感应是不同的。
所以我们得建立一个标准，让所有的仪器都按照这个标准来衡量辐射量。
这就像是让所有捞鱼的网都按照同样的标准制作，这样捞到鱼的数量才有可比性。
那怎么进行辐射定标呢？这里面的方法可不少。
有一种叫实验室定标。
这就像是运动员在训练基地进行特训一样。
在实验室里，我们可以控制各种条件，比如温度、湿度、光照等等。
把仪器放在这样一个稳定的环境里，然后用已知辐射量的光源去照射它。
就好比给运动员一个标准的训练环境和明确的训练目标一样。
仪器这个时候就会产生一个对应的响应值。
通过多次这样的实验，我们就能建立起辐射量和仪器响应值之间的关系。
这关系就像是一把钥匙，能让我们准确地解读仪器测量到的数值。
还有一种定标方法叫现场定标。
这有点像在实际比赛场地对运动员进行最后的调整。
现场定标就是把仪器带到实际测量的地方，比如说在一片田野或者一座山上。
在这个真实的环境里，利用一些已经被精确测量过辐射量的目标物来对仪器进行定标。
遥感图像辐射定标
遥感图像辐射定标时间:2010-02-19 17:10来源:未知作者:admin我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。
传感器定标就是要获得这些物理量的过程。
传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。
传感器定标就是要获得这些物理量的过程。
传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容。
以下是国内的定义，如赵英时等《遥感应用分析原理与方法》上描述：定标是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。
或者说，遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系；建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系（陈述彭）。
辐射亮度的典型的单位为：W/cm2.μm.sr（瓦特/平方厘米.微米.球面度）我们总结以上的定义，通俗的说法：传感器定标就是将图像的数字量化值（DN）转化为辐射亮度值或者反射率或者表面温度等物理量的处理过程。
其中反射率又分为大气外层表观反射率和地表实际反射率，后者又属于大气校正的范畴，有的时候也会将大气校正纳入传感器定标的一种途径。
传感器定标可分为绝对定标和相对定标。
绝对定标是获取图像上目标物的绝对辐射值等物理量；相对定标是将图像目标物辐射量归一化某个值范围内，比如以其他数据作为基准。
传感器定标可分为三个阶段或者说三个方面内容：①发射前的实验室定标；②基于星载定标器的星上定标；③发射后的定标（场地定标）。
ENVI支持很多数据的定标，包括ASTER、MODIS、AVHRR, MSS, TM ,QuickBird, WorldView-1,TIMS等。
遥感辐射定标
遥感辐射定标
遥感辐射定标是指将遥感影像中的数字值转化为物理量或表观反射率的过程。
遥感影像的数字值是由传感器测量的地物辐射能量转化而来的，不同地物具有不同的辐射能量反射和吸收特性。
因此，定标是为了准确地反映地物的辐射特性和提取地物信息而进行的处理步骤。
遥感辐射定标的步骤包括以下几个方面：
1. 辐射校正：根据传感器的辐射特性和校准数据，对遥感影像中的数字值进行校正，消除不同地物、大气和传感器等因素对辐射能量的影响。
2. 大气校正：由于大气对辐射能量的吸收和散射会对遥感影像的数字值产生影响，需要进行大气校正以消除大气效应，将数字值转化为地物表观反射率。
3. 几何校正：将遥感影像的数字值与实际地物进行对比，校正影像的几何形状和位置，使其与真实场景相符合。
4. 传感器响应校正：校正传感器的响应线性特性，使得数字值与地物辐射能量一致。
通过遥感辐射定标，可以得到准确的地物辐射能量信息，为后续的遥感应用分析提供基础数据。
同时，定标还可以消除因光照、大气和传感器因素产生的影响，提高遥感影像的质量和精度。
遥感实验-——辐射定标与大气校正
姓名：学号：日期：1．实验名称辐射定标与大气校正2、实验目的熟悉遥感软件，掌握ENVI中对图像辐射定标与大气校正的基本方法。
3、实验原理1、辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN灰度值）转换成绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换成与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程2、大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物反射率、辐射率、地表温度等真实物理模型参数，包括消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等对地物反射的影响；消除大气分子和气溶胶散射的影响。
4、数据来源（下载源、波段数、对应的波长、分辨率、投影、地区）Landsat5、TM图像、BAND_COMBINATION = "1234567"5、实验过程5、1辐射定标：实方法一：External with MetadataBasic Tools-Preprocessing-Calibration Utilitties-Landsat Calibration5.1.1.1打开Basic Tools-Preprocessing-Calibration Utilitties-Landsat TM，根据图像信息输入5.1.1.2 打开校正图像，关联两幅图像，比较数据值方法二：BandMath验结果与分析5.1.2.1打开图像，选择BandMath按照辐射定标公式输入5.1.2.2 选择待校正波段图像5.1.2.3 关联两幅图像，对比两幅图像数据5、2 去零5.2.1打开图像，选择BandMath输入公式（b1*b1/b1）5.2.2 选择辐射定标过的图像5.2.3 打开图像，但是得到的图像是数据负值5、3简化暗像元法大气校正5.3.1 打开basic tool->Preprocessing->General Purpose Utilities->Dark Subtract5.3.2 关联图像，对比信息6、心得、意见或建议。
遥感图像辐射处理.pptx
2.5 其它非线性变换
非线性变换对应着非线性映射函数，典型的映射包括平 方函数、对数函数、窗口函数、阈值函数、多值量化函 数等。
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密度分割后的伪彩色图
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2.6 图像灰度反转
灰度反转是指对图像灰度范围进行线性或非线性取反， 产生一幅与输入图像灰度相反的图像，其结果是原来亮 的地方变暗，原来暗的地方变亮。
(a)
(b)
(c)
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2 图像反差的调整
2.1线性变换 简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度
等级范围，一般为了充分利用显示设备的显示 范围，使输出直方图的两端达到饱和。
由于遥感图像的复杂性，线性变换往往 难以满足要求，因此在实际应用中更多地采用 分段线性变换，可以拉伸感兴趣目标与其他目 标之间的反差。
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（a） 经直方图均衡化后的Lena图像； （b） 均衡化后的Lena图像的直方图
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2.3 直方图匹配
直方图匹配是对图像查找表进行数学变换，使一 幅图像的直方图与另一幅图像类似。直方图匹配经常作 为相邻图像拼接或应用多时相遥感图像进行动态变化研 究的预处理工作，通过直方图匹配可以部分消除由于太 阳高度角或大气影响造成的相邻图像的效果差异，特别 是对于图像的镶嵌和变化检测
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2.2直方图均衡
直方图均衡是将随机分布的图像直方图修改成均匀分 布的直方图。其实质是对图像进行非线性拉伸，重新分配 图像像元值，使一定灰度范围内的像元的数量大致相等。 直方图均衡后每个灰度级的像元数，理论上应相等，实际 上为近似相等，直接从图像上看，直方图均衡效果是： 1 各灰度级所占图像的面积近似相等，因为某些灰度级出 现高的像素不可能被分割。 2 原图像上频率小的灰度级被合并，频率高的灰度级被保 留，因此可以增强图像上大面积地物与周围地物的反差。 3 如果输出数据分段级较少，则会产生一些大类地物的近 似轮廓。
非线性变换对应着非线性映射函数，典型的映射包括平 方函数、对数函数、窗口函数、阈值函数、多值量化函 数等。
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密度分割后的伪彩色图
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2.6 图像灰度反转
灰度反转是指对图像灰度范围进行线性或非线性取反， 产生一幅与输入图像灰度相反的图像，其结果是原来亮 的地方变暗，原来暗的地方变亮。
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2 图像反差的调整
2.1线性变换 简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度
等级范围，一般为了充分利用显示设备的显示 范围，使输出直方图的两端达到饱和。
由于遥感图像的复杂性，线性变换往往 难以满足要求，因此在实际应用中更多地采用 分段线性变换，可以拉伸感兴趣目标与其他目 标之间的反差。
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（a） 经直方图均衡化后的Lena图像； （b） 均衡化后的Lena图像的直方图
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2.3 直方图匹配
直方图匹配是对图像查找表进行数学变换，使一 幅图像的直方图与另一幅图像类似。直方图匹配经常作 为相邻图像拼接或应用多时相遥感图像进行动态变化研 究的预处理工作，通过直方图匹配可以部分消除由于太 阳高度角或大气影响造成的相邻图像的效果差异，特别 是对于图像的镶嵌和变化检测
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2.2直方图均衡
直方图均衡是将随机分布的图像直方图修改成均匀分 布的直方图。其实质是对图像进行非线性拉伸，重新分配 图像像元值，使一定灰度范围内的像元的数量大致相等。 直方图均衡后每个灰度级的像元数，理论上应相等，实际 上为近似相等，直接从图像上看，直方图均衡效果是： 1 各灰度级所占图像的面积近似相等，因为某些灰度级出 现高的像素不可能被分割。 2 原图像上频率小的灰度级被合并，频率高的灰度级被保 留，因此可以增强图像上大面积地物与周围地物的反差。 3 如果输出数据分段级较少，则会产生一些大类地物的近 似轮廓。
遥感图像的辐射定标与校正(四)
例FY-1C 定标
FY-1 2000年定标系数
例2 植被指数真实性检验
2 相对定标
为了校正传感器各个探测元件响应度 差异而对卫星传感器测量到的原始数字 计数值进行归一化的一种处理过程
TM1波段
例1 MSS辐射定标
利用MSS上的标准锲推算每个探测元 件的偏移与增益来进行定标
VS=K[Vr- a]/b
其它方法
(1)直方图均衡化TM (2)均匀场景图像法SPOT
SPOT辐射定标
相对定标 :每周一次 DNcali=(DNraw-Bij)/Gij
绝对定标:每月一次 Li= DNcal/Ai
Vr ‘ VS分别为校正前后的辐射值 a为滤波偏移, b为滤波增益,K为太阳校正系数(常数)
例2 TM辐射定标
对1,2,3,4,5,7波段定标通过星上定标光源系统定标
Li=(DNraw-Bij)/Gij
Li为第I个探测元入口处的辐射值 Dnraw为探测元件原始亮度值 Bij为第 j次扫描第I个探测元的偏置 Gij为第j次扫描第I个探测元的增益
第6章 遥感图像的辐射处理
§6－1 遥感图像的辐射定标与校正-4
对热红外波段(6)，可用下列公式计算地物的 传感器温度(K。)：
辐射其亮中度：，L6K是1和由K上2是式计给算出常的数地，物在大气顶部的 分别为K1 = 666.093 W/m2 . ster .μm，
K2 = 1282.7108 K。。
如何进行遥感图像的辐射定标与校正
如何进行遥感图像的辐射定标与校正遥感技术在现代科学和应用中起着重要作用，遥感图像的辐射定标与校正是遥感数据处理中的关键步骤。
本文将从辐射定标的意义、方法以及校正过程中的一些技巧等方面进行论述。
一、辐射定标的意义辐射定标是将遥感图像的数字值转化为物理量的过程。
只有进行了辐射定标，才能使遥感图像的数据具有可比性和可解释性，从而形成科学研究的基础。
二、辐射定标的方法1. 光谱辐射定标法：通过获取遥感仪器测量的光谱辐射数据，使用辐射定标模型将数字值转化为辐射亮度，进而计算出地物的反射率或辐射通量等物理量。
2. 绝对辐射定标法：利用地基大气观测站的测量数据，结合传感器的特性和物理模型，确定辐射定标系数，将遥感图像的数字值转化为绝对辐射率。
三、校正过程中的技巧1. 基于地物反射率的校正：地物反射率的不同可导致遥感图像的光谱反差。
通过对遥感图像的不同波段进行反射率校正，可以减少地物反射率的影响，提高图像质量。
2. 大气校正：大气中的气溶胶、水汽等成分会影响遥感图像的辐射亮度。
通过利用大气校正模型和大气参数的反演，可以减少大气效应带来的干扰，获得准确的地物信息。
3. 条带状影像校正：由于遥感卫星的飞行模式，获取的图像通常呈现出条带状影像。
通过运用特定的校正算法，可以消除条带状影像，获得均匀一致的遥感图像。
4. 地物光谱库的应用：地物光谱库是通过实地采样和光谱测量形成的，通过与遥感图像进行匹配，可以进行光谱校正和分类，提高遥感图像的精度和可靠性。
四、遥感图像辐射定标与校正的应用遥感图像辐射定标与校正的目的是为了提高图像的质量和可解释性，从而在各个领域获得更准确的数据。
例如在农业领域，通过遥感图像的辐射定标与校正，可以监测作物的生长状态和病虫害情况，为农业生产提供科学依据。
在环境监测中，遥感图像的辐射定标与校正可以用于水体悬浮物浓度的估算、气溶胶成分的监测等，为环境保护和管理提供数据支持。
此外，在城市规划、资源调查、自然灾害监测等方面，遥感图像的辐射定标与校正也发挥着重要作用。
遥感卫星影像辐射校正包括辐射定标和大气校正@揽宇方圆
北京揽宇方圆信息技术有限公司遥感卫星影像辐射校正包括辐射定标和大气校正指在光学遥感数据获取过程中，产生的一切与辐射有关的误差的校正（包括辐射定标和大气校正）。
三者关系如图：大气校正的准备过程为辐射定标辐射定标定义（Radiometric Calibration）是用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时，或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时，都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。
绝对定标：通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系相对定标：确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。
技术流程：获取空中、地面及大气环境数据，计算大气气溶胶光学厚度，计算大气中水和臭氧含量，分析和处理定标场地及训练区地物光谱等数据，获取定标场地数据时的几何参量和时间，将获取和计算的各种参数带入大气辐射传输模型，求取遥感器入瞳时的辐射亮度，计算定标系数，进行误差分析，讨论误差原因。
方法：反射率法：在卫星过顶时同步测量地面目标反射率因子和大气光学参量（如大气光学厚度、大气柱水汽含量等）然后利用大气辐射传输模型计算出遥感器入瞳处辐射亮度值，具有较高的精度。
辐亮度法：采用经过严格光谱与辐射标定的辐射计，通过航空平台实现与卫星遥感器观测几何相似的同步测量，把机载辐射计测量的辐射度作为已知量，去标定飞行中遥感器的辐射量，从而实现卫星的标定，最后辐射校正系数的误差以辐射计的定标误差为主，仅仅需要对飞行高度以上的大气进行校正，回避了底层大气的校正误差，有利于提高精度。
辐照度法：又称改进的反射率法，利用地面测量的向下漫射与总辐射度值来确定卫星遥感器高度的表观反射率，进而确定出遥感器入瞳处辐射亮度。
这种方法是使用解析近似方法来计算反射率，从而可大大缩减计算时间和计算复杂性。
大气校正定义：大气校正是指传感器最终测得的地面目标的总辐射亮度并不是地表真实反射率的反映，其中包含了由大气吸收，尤其是散射作用造成的辐射量误差。
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其中：radiance–表观辐亮度
qcal-----DN（也就是影像数据本身）；
lmax和lmin是从参数表中查询；
qcalmax是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255；
Qcalmin是DN值的最小值，一般为0
即
（2）表观反射率的计算
ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））
其中ρ为表观反射率；
L为上一步计算出来的表观辐亮度；
d为日地距离，这个数据通过下面的表格中获取；
ESUN为大气层外的太阳辐射,也可以说是传感器接收处的太阳辐射；
θ为太阳天顶角。（这个可以通过影像的元数据获取）
在本次实验的数据中radiance=（193+1.52）/255*b1-1.52
Reflectance=3.14*（b1）*1.0128^2/（1957*0.7381）
下面进行反射度的计算，同样的，点击Preprocessing>Calibration Utilites>Landsat Calibration选择所要校正的波段，点击OK，之后选择输出为reflence文件，命名reflence2。
在Band Math输入3.14*(b1)*1.0092*1.0092/(1957*sin(58.8459801)*3.14计算出辐射度，之后保存为reflence1。
实验二遥感图像的辐射定标
1.实验目的与意义：
（1）了解辐射定标原理
（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标
（3）学习波段运算进行辐射定标
2.为什么要进行辐射定标，定标的原理是什么？
目的：消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。
原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN）转换为绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。
3.辐射定标过程
一般有两种方式：
第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math计算福亮度和反射率。
第二种：利用ENVI自带的定标工具进行定标，获取福亮度或反射率。
第一种方法：用波段运算得到Radiance和Reflectance
（1）表观辅亮度radiance的计算
radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin
打开reflence1和reflence2，将其连接起来，通过Cursor Location可以看到两者的对比。
4.实验体会
通过这次辐射定标实验，了解到两种方法可以实现辐射定标的方法。虽然操作步骤简单，但是对其中的知识点不是很了解，知其然，而不知其所以然。另Байду номын сангаас，我明白到数据也是在不断更新换代的，而辐射定标还是用公式计算来求得的准确性更高一点。
\
点击OK，之后选择输出为radiance文件，命名为radiance2。打开radiance1和radiance2，右击选择link，将两个图像连接起来，然后右击鼠标，选择Cursor Location，出现窗口的内可以看到两种方法得到的辐射度的数值对比。我们可以看到两者有差距，但是很小，这是因为ENVI软件内的数据不是最新的，计算出来会有一定的误差。
步骤如下：打开文件L5120036_03620100819_MTL.txt，点击Band Math，输入(193+1.52)/255*b1-1.52，之后即可计算出辐射度，文件保存为radiance1。
、
第二种方法：
点击Preprocessing>Calibration Utilites>Landsat Calibration选择所要校正的波段，如下图：
qcal-----DN（也就是影像数据本身）；
lmax和lmin是从参数表中查询；
qcalmax是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255；
Qcalmin是DN值的最小值，一般为0
即
（2）表观反射率的计算
ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））
其中ρ为表观反射率；
L为上一步计算出来的表观辐亮度；
d为日地距离，这个数据通过下面的表格中获取；
ESUN为大气层外的太阳辐射,也可以说是传感器接收处的太阳辐射；
θ为太阳天顶角。（这个可以通过影像的元数据获取）
在本次实验的数据中radiance=（193+1.52）/255*b1-1.52
Reflectance=3.14*（b1）*1.0128^2/（1957*0.7381）
下面进行反射度的计算，同样的，点击Preprocessing>Calibration Utilites>Landsat Calibration选择所要校正的波段，点击OK，之后选择输出为reflence文件，命名reflence2。
在Band Math输入3.14*(b1)*1.0092*1.0092/(1957*sin(58.8459801)*3.14计算出辐射度，之后保存为reflence1。
实验二遥感图像的辐射定标
1.实验目的与意义：
（1）了解辐射定标原理
（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标
（3）学习波段运算进行辐射定标
2.为什么要进行辐射定标，定标的原理是什么？
目的：消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。
原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN）转换为绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。
3.辐射定标过程
一般有两种方式：
第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math计算福亮度和反射率。
第二种：利用ENVI自带的定标工具进行定标，获取福亮度或反射率。
第一种方法：用波段运算得到Radiance和Reflectance
（1）表观辅亮度radiance的计算
radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin
打开reflence1和reflence2，将其连接起来，通过Cursor Location可以看到两者的对比。
4.实验体会
通过这次辐射定标实验，了解到两种方法可以实现辐射定标的方法。虽然操作步骤简单，但是对其中的知识点不是很了解，知其然，而不知其所以然。另Байду номын сангаас，我明白到数据也是在不断更新换代的，而辐射定标还是用公式计算来求得的准确性更高一点。
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点击OK，之后选择输出为radiance文件，命名为radiance2。打开radiance1和radiance2，右击选择link，将两个图像连接起来，然后右击鼠标，选择Cursor Location，出现窗口的内可以看到两种方法得到的辐射度的数值对比。我们可以看到两者有差距，但是很小，这是因为ENVI软件内的数据不是最新的，计算出来会有一定的误差。
步骤如下：打开文件L5120036_03620100819_MTL.txt，点击Band Math，输入(193+1.52)/255*b1-1.52，之后即可计算出辐射度，文件保存为radiance1。
、
第二种方法：
点击Preprocessing>Calibration Utilites>Landsat Calibration选择所要校正的波段，如下图：