遥感反演课程_第四节_反照率
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操作方法及过程1、使用ENVI对landsat 7 ETM+原始数据进行辐射定标:①对1、2、3、4、5、7波段进行辐射定标。
利用ENVI中的File |Open External File |Landsat Geo TIFF with MetaData加载威武市Landsat ETM+原始影像数据中的_MTL文件,再利用Basic Tools |Preprocessing |Calibration Utilities |Landsat Calibration 在弹出的对话对话框中选择包含1、2、3、4、5、7波段的_MTL文件,将Calibration Type选为Radiance,然后选择输出路径保存为radiance。
②对61和62波段进行辐射定标。
步骤和上面的一样,只是选择输入文件时为包含61和62波段的_MTL文件,将结果保存为radiance_band6。
2、将BSQ格式的影像数据转化为BIL:利用Basic Tools |Convert Data,弹出对话框中选择Radiance,Output Interleave中选择BIL,选择输出路径保存为radiance_BIL。
3、使用FLAASH大气辐射校正模型进行地表反射率的计算:①利用Spectral |FLASSH弹出大气校正模型参数设置窗口如下:分别按照以上所示的内容进行参数设置,将输入文件设为radiance_BIL,输出文件设为flassh,设置Scene Center Location时,打开原始影像在头文件中找到行和列,算出中心行和列,利用Pixel Locator工具找到中心点的经纬度。
将Sensor Type设为Landsat TM7。
设置Ground Elevation时,利用裁剪工具在亚洲幅SRTM DEM影像数据中裁剪该地区的DEM数据,再用统计功能算出高程的平均值为2058m。
在头文件中找到Flight Data:1999年8月10日,Flight Time GTM:3时36分39秒。
操作方法及过程1、使用ENVI对landsat 7 ETM+原始数据进行辐射定标:①对1、2、3、4、5、7波段进行辐射定标。
利用ENVI中的File |Open External File |Landsat Geo TIFF with MetaData加载威武市Landsat ETM+原始影像数据中的_MTL文件,再利用Basic Tools |Preprocessing |Calibration Utilities |Landsat Calibration 在弹出的对话对话框中选择包含1、2、3、4、5、7波段的_MTL文件,将Calibration Type选为Radiance,然后选择输出路径保存为radiance。
②对61和62波段进行辐射定标。
步骤和上面的一样,只是选择输入文件时为包含61和62波段的_MTL文件,将结果保存为radiance_band6。
2、将BSQ格式的影像数据转化为BIL:利用Basic Tools |Convert Data,弹出对话框中选择Radiance,Output Interleave中选择BIL,选择输出路径保存为radiance_BIL。
3、使用FLAASH大气辐射校正模型进行地表反射率的计算:①利用Spectral |FLASSH弹出大气校正模型参数设置窗口如下:分别按照以上所示的内容进行参数设置,将输入文件设为radiance_BIL,输出文件设为flassh,设置Scene Center Location时,打开原始影像在头文件中找到行和列,算出中心行和列,利用Pixel Locator工具找到中心点的经纬度。
将Sensor Type设为Landsat TM7。
设置Ground Elevation时,利用裁剪工具在亚洲幅SRTM DEM影像数据中裁剪该地区的DEM数据,再用统计功能算出高程的平均值为2058m。
在头文件中找到Flight Data:1999年8月10日,Flight Time GTM:3时36分39秒。
从车载遥感观测数据中提取太阳辐射下的地表反照率地表反照率是表征地表反射特性的重要量化指标之一,它表示地表反射辐射能力的大小,通常用反照率值来表示。
反照率主要受到地表覆盖类型、覆盖度、地物结构、季节、天气以及观测时间等多方面因素的影响,因此准确测算地表反照率的方法对于研究气候变化、地表模拟模型等方面具有重要意义。
近年来,遥感技术的迅速发展使得通过遥感观测的手段来获取地表反照率数据变得越来越简单和方便。
在车载遥感技术方面,由于车载观测系统具有高精度、高分辨率、高效率等特点,因此在进行大面积、高分辨率地表反照率观测方面具有天然的优势。
而在车载遥感观测数据中,太阳辐射是非常重要的一种测量指标。
通过太阳辐射数据,我们可以得知遥感系统捕捉地表反射辐射的评估标准,从而为后续地表反照率数据处理提供准确的基础数据。
因此,在车载遥感观测数据中提取太阳辐射下的地表反照率也成为了当前遥感数据处理中极具研究价值的一个领域。
具体来说,车载遥感数据中提取太阳辐射下的地表反照率可以通过基于物理原理和统计学方法两种方式实现,下面简要介绍一下这两种方法的特点。
基于物理原理的方法是运用遥感物理学原理,利用遥感卫星在不同波段的反射率变化规律和地表特征之间的关系来推算地表反照率。
这种方法需要对目标地表进行反射率特性的测量和野外光谱数据的红外波段分析,具有可靠性高、准确性高、信息量丰富等优点。
统计学方法则是在物理原理方法的基础上,运用随机变量理论中的统计分布函数、参数估计、假设检验等数学知识,对遥感数据进行处理和分析,直接从遥感数据中估算地表反照率。
这种方法不需要对地物进行详细的反射率特性测量,但准确性相对物理原理方法略有下降。
不过需要注意的是,任何提取地表反照率的方法都要考虑遥感系统的特点和遥感数据的特征,否则会影响到提取结果的准确性。
因此,在提取太阳辐射下的地表反照率时,需要考虑对比分析不同遥感系统、不同遥感数据来源的数据特征和提取方法,以选择最适合的方法,确保提取结果的准确性。
地表反射率、表观反射率和反照率遥感反射率的定义:地物表⾯反射能量与到达地物表⾯的⼊射能量的⽐值。
遥感表观反射率的定义:地物表⾯反射能量与近地表太阳⼊射能量的⽐值。
⼤⽓校正就是将辐射亮度或者表观反射率转换为地表实际反射率,⽬的是消除⼤⽓散射、吸收、反射引起的误差。
1、反射率(Reflectance):是指任何物体表⾯反射阳光的能⼒。
这种反射能⼒通常⽤百分数来表⽰。
⽐如说某物体的反射率是45%,这意思是说,此物体表⾯所接受到的太阳辐射中,有45%被反射了出去。
2、地表反射率(surface albedo):地⾯反射辐射量与⼊射辐射量之⽐,表征地⾯对太阳辐射的吸收和反射能⼒。
反射率越⼤,地⾯吸收太阳辐射越少;反射率越⼩,地⾯吸收太阳辐射越多。
3、表观反射率(apparent reflectance ):表观反射率就是指⼤⽓层顶的反射率,辐射定标的结果之⼀,⼤⽓层顶表观反射率,简称表观反射率,⼜称视反射率(=地表反射率+⼤⽓反射率。
所以需要⼤⽓校正为地表反射率)。
“5S”和“6S”模型输⼊的是表观反射率⽽MODTRAN模型要求输⼊的是辐射亮度。
4、⾏星反射率(planetary albedo):从⽂献“⼀种实⽤⼤⽓校正⽅法及其在TM影像中的应⽤”中看到“卫星所观测的⾏星反射率(未经⼤⽓校正的反射率)”;在“基于地⾯耦合的TM影像的⼤⽓校正-以珠江⼝为例”⼀⽂有“该⽂应⽤1998年的LANDSAT5 TM影像,对原始数据进⾏定标、辐射校正,求得地物的⾏星反射率”。
因此⾏星反射率就是表观反射率。
5、反照率(albedo):反照率是指地表在太阳辐射的影响下,反射辐射通量与⼊射辐射通量的⽐值。
它是反演很多地表参数的重要变量,反映了地表对太阳辐射的吸收能⼒。
它与反射率的概念是有区别的:反射率(reflectance)是指某⼀波段向⼀定⽅向的反射,因⽽反照率是反射率在所有⽅向上的积分;反射率是波长的函数,不同波长反射率不⼀样,反照率是对全波长⽽⾔的。
环境一号卫星光学数据绝对定标环境一号卫星光学数据的遥感器校正分为绝对定标和相对辐射定标。
对目标作定量的描述,得到目标的辐射绝对值。
要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系,即定标系数,在卫星发射前后都要进行。
卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场,用传感器观测辐射亮度值已知的标准辐射源以获得定标数据。
卫星发射后,定标数据主要采用敦煌外场测量数据,此值一般在图像头文件信息中可以读取。
以下两表为敦煌场地测定的绝对定标数据。
表HJ 1A/B星绝对辐射定标系数(DN/W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1)利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为:L=DN/coe式中coe为绝对定标系数,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
由于以上定标系数为敦煌场采用单点法对中等反射率目标(戈壁)测定的结果,因此对于太阳反射光谱波段,建议针对中等反射率地物采用上面提供的绝对辐射定标系数。
对于HJ1B的红外相机,近红外波段绝对定标系数为4.2857,短波红外波段绝对定标系数为18.5579。
定标公式同前。
HJ-1B红外相机热红外通道绝对辐射定标系数为:增益53.473,单位:DN/(W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1);截距26.965,单位:DN。
利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=(DN-b)/coe,式中coe为绝对定标系数的增益,b为截距,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重,不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息,即其内容是通过遥感手段获得的,通常是地物不同波段的电磁波谱信息。
其中的像素值称为亮度值(或称为灰度值、DN值)。
遥感概念DN值(Digital Number )是遥感影像像元亮度值,记录的地物的灰度值。
无单位,是一个整数值,值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。
遥感反演方法嘿,咱今儿个就来唠唠遥感反演方法。
遥感反演啊,就像是给地球做了一次全面的“体检”!你想啊,咱们没办法直接钻进地球里面去看看各种情况吧,那咋办呢?这时候遥感反演就派上大用场啦!它就好像是一双超级厉害的“眼睛”,能够透过层层云雾和距离,看到地球表面和大气层的各种信息。
比如说,通过遥感反演,我们能知道哪里的植被长得好,哪里的土地可能有点问题。
这就好比你远远地看一片树林,就能大概猜到这片树林是生机勃勃呢,还是有点蔫了吧唧的。
遥感反演方法有很多种呢,每种都有它独特的用处。
就好像我们有不同的工具来应对不同的任务一样。
有的方法擅长测量温度,有的擅长分析化学成分,还有的能把地形地貌给描绘得清清楚楚。
那这些方法是怎么做到的呢?其实啊,它们就像是一群聪明的小侦探,通过接收从地球反射回来的各种信号,然后经过一系列复杂的计算和分析,最终得出我们想要的结果。
这过程可不简单呐,就跟你解一道超级难的数学题似的。
比如说,我们想知道某个地方的土壤湿度。
遥感仪器就会发射出一些信号,这些信号碰到土壤后会反射回来,然后遥感反演方法就开始工作啦,根据反射回来的信号特征,就能推算出土壤的湿度啦!是不是很神奇?而且啊,遥感反演方法还在不断发展和进步呢!就跟我们人一样,要不断学习和成长。
随着科技的进步,它们能获取的信息越来越多,分析得也越来越准确。
想想看,以后我们对地球的了解能更加深入和全面,那该多好啊!我们可以更好地保护地球,更好地利用地球的资源。
这遥感反演方法,不就是我们探索地球的得力小助手嘛!总之呢,遥感反演方法是个非常重要且有趣的东西。
它就像一把神奇的钥匙,能打开我们了解地球的大门。
我们可不能小瞧了它呀,说不定未来它还会给我们带来更多的惊喜呢!你说是不是?。
基于landsatETM+数据的成都市地表温度反演1实验说明地表温度的区域分布在气候变化、植被生态、环境监测和城市热岛等研究领域都有着重要的应用价值。
地表温度乂是地表通最(包括显热、潜热和C02等通量)、土壤水分含最、作物估产和作物缺水状况监测等遥感模型中的重要输入参数。
卫星热红外传感器是目前能大范圉获取地表温度空间分布的途径之一,如何从热红外遥感数据反演地表温度一直是众多学者所关注的问题。
本实验是基于landsat ETM+卫星遥感数摒,利用单•窗算法进行成都市地表温度反演。
2数据说明(1)landsatETM+卫星介绍美国陆地卫星7号(Landsat-7)于1999年4月15 口由美国航空航天W(NASA)发射升空, 其携带的主要传感器为增强型主题成像仪(ETM+ ) o Landsat-7除了在空间分辨率和光谱特性等方面保持了与Landsat-5的基本一致外,又增加了许多新的待性,因而受到了各国用户的普遍重视和欢迎。
自发射升空至今,己为用户提供了大量髙质最的图像数据。
Landsat-7每16天扫瞄同一地区,即其16天覆盖全球一次。
Landsat ETM+具有下而的优点:(1)其成像宽度是185 km,只要是晴天,基本能保证16d 获取一景数据,时间分辨率明显优于ASTER: (2)其热红外通道空间分辨率是60m,在城市温度研究中虽然不如ASTER理想,但明显优于MODIS和AVHRR: (3)卫星历史悠久,积累了丰富的图像资料,有利于城市温度的时间动态演变分析研究。
(2)实验数据介绍Landsat7 ETM +的信号处理部分设置了两种状态,即低增益状态(B61闲高增益状态(B62)。
本文最终选择高增益状态來反演地表温度。
3数据处理流程4实验数据数据预处理働崖拯是将传感器记录的电压或数宁值转换成绝对辐射亮度的过程。
简单來说,辐射定标就是将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率,目的是消除传感器本身产生的课差。