辐射定标公式

辐射定标基本操作方法是
1.准备工作：首先确定需要进行辐射定标的仪器和标准源，并将它们放置在一个安全的环境中。

确保仪器和标准源的状态良好，并且没有损坏或污染。

2.测量基准源：使用已知辐射强度的基准源进行测量。

将基准源放置在仪器的探测器附近，并确保其与探测器之间没有任何干扰物。

启动仪器，进行测量，并记录仪器读数。

3.计算比例因子：根据测量结果计算比例因子，可以使用以下公式进行计算：
比例因子= 基准源的辐射强度/ 仪器的读数
4.调整仪器：使用计算得到的比例因子，对仪器进行调整，以使其读数与基准源的实际辐射强度相匹配。

根据仪器的说明书或使用手册，进行相应的调整操作。

5.验证定标：重新测量基准源的辐射强度，确保调整后的仪器读数与基准源的实际辐射强度一致。

如果有差异，可能需要重新调整仪器或检查测量条件是否正确。

6.记录和标记：将定标结果记录下来，包括基准源的辐射强度、仪器读数和计算得到的比例因子。

同时，将仪器标记为已定标，并在需要时标注定标日期和人员。

7.定期验证：定标的有效期通常是有限的，因此定期验证仪器的准确性和稳定性
非常重要。

按照仪器的说明书或使用手册的建议，进行定期验证，并重新定标以确保准确性。

以上是辐射定标的基本操作方法，具体操作流程可能会因不同的仪器和标准源而略有不同。

在进行辐射定标之前，建议参考仪器的说明书或使用手册，以获得更详细的操作指导。

辐射定标和大气校正过程参考实验数据来源：使用的数据为广东省汕头市的ETM+影像，成像时间为2001年11月22日，2:28:18.000（格林威治时间）。

数据处理一．辐射定标1.首先对图像进行辐射定标，将图像的DN值转化为辐亮度。

每个角标中含有 的参数表示波段不同则取值不同，具体参数可从卫星影像的头文件中得到。

L是某个波段光谱辐射亮度；gain为增量校正系数，offset为校正偏差量，DN 是图像灰度值，DNmax和DNmin为遥感器最大和最小灰度值，Lmax， Lmin分别为最大和最小灰度值所相应的辐射亮度。

Band3:定标公式：L=(152.9+5)/(255-1)*b1-52.在ENVI中操作如图：定标前： 定标后：二． 大气校正1.将图像的辐亮度转化为表现反射率))cos(*/(**2θπρESUN d L =其中ρ为表观反射率，L 为表观辐亮度，d 为日地距离，ESUN 为太阳平均辐射强度，θ为太阳天顶角。

ESUN 的值从表3中查得。

d 的值根据影像成像的儒略日（在一年中所在天数）从表4查得，如实习影像成像时间是2001年11月22日，儒略日为第326天，d=0.9860天文单位。

θ从头文件中读取为41.36°，cos θ=0.7506，表观反射率计算公式为： ρ=3.142*L*(0.9860)2/(1554*0.7506)。

参考表格：2.在ENVI中操作如图：结果图：1.输入文件：input32.通过cmd.exe执行下列操作得到output3.txt文件3.找到所需数据由output3.txt可知coefficients xa xb xa : 0.00543 0.02145 0.05637。

4. 利用公式计算校正后的反射率其中，ρ为校正后的反射率，L i是i波段的辐射量度得到计算公式为：y=0.00543*L i-0.021455.利用ENVI计算用6s得到模型进行的大气纠正四．对比大气纠正完得到的是地表真实反射率，而辐射定标完得到的是表观发射率，二者的区别就是表观反射率经过大气校正之后得到的才是真实反射率，所以两个的值有所差别。

国产陆地观测卫星2013年外场绝对辐射定标系数1、 资源三号（ZY-3）卫星绝对辐射定标系数见表2表2 ZY-3卫星在轨绝对辐射定标系数卫星载荷 波段 光谱范围（μm ） Gain资源三号多光谱相机 Band-1 0.45 ~ 0.52 0.2551 Band-20.52 ~ 0.590.2353Band-30.63 ~ 0.69 0.1944 Band-4 0.77 ~ 0.89 0.2107注：利用绝对定标系数将ZY-3卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为：()e e L Gain DN Bias λ=⋅+式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。

2、 资源一号02C （ZY-1 02C ）卫星绝对辐射定标系数见表3表3 ZY-1 02C 星CCD 相机的定标系数卫星载荷波段号GainBiasZY-1-02C-PMSBand1(P)0.6208 -13.826 Band2 0.7397 -22.246 Band3 0.6904 -15.438 Band40.6369-14.201注：利用绝对定标系数将ZY-1 02C 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为：()e e L Gain DN Bias λ=⋅+式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。

3、 环境减灾-AB （HJ-1A/B ）卫星绝对辐射定标系数见表4表4 HJ-1A/B 星CCD 相机（增益2）的定标系数卫星载荷波段号 Gain Bias HJ-1A-CCD1Band11.2944 13.4450 Band2 1.2878 6.7172 Band3 0.9875 -4.5131 Band4 0.9822 -1.7140 HJ-1A-CCD2Band11.1185 -9.9414 Band2 1.2049 -16.773 Band3 0.8384 -21.915 Band4 0.9257 -27.660 HJ-1B-CCD1Band10.9838 42.619 Band2 0.9983 35.264 Band3 0.7528 22.192 Band4 0.7538 11.214 HJ-1B-CCD2Band11.0649 4.417 Band2 1.1644 -5.503 Band3 0.8507 -6.7944 Band40.8436-2.9271注：利用绝对定标系数将HJ-1A/B 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为：()e e L Gain DN Bias λ=⋅+式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。

在新版本ENVI中（4.5版本以及更新），没有单独设立ASTER和MODIS定标的工具。

对于ASTER L1A/L1B和MODIS 02级数据，在打开数据时会自动完成对数据的定标。

如图1所示打开ASTER L1B的结果，在波段列表中，自动读取各个波段的中心波长信息，并按照波段范围信息（VNIR、SWIR、TIR）分组波段。

其中VNIR、SWIR自动定标为辐射亮度，单位是：W/m2/sr/μm；TIR数据定标为大气表观温度值，单位：开尔文。

打开其中一个数据，浏览像元值，可以看到已经定标为浮点型的辐射亮度值。

图1 ASTER L1B数据如图2为打开MODIS 02级1km数据，其中250米和500米的波段经过重采样为1km 加入这个数据集中。

ENVI根据各个波段的中心波长信息定标为三个类型数据：反射率数据（Reflectance）、辐射亮度值数据（Radiance）和发射率数据（Emissive）。

其中反射率和发射率为0~1无单位值，辐射亮度值单位是：W/m2/μm/sr。

图2 MODIS 02级数据如果打开原始的ASTER和MODIS的DN值数据，可以在ENVI主菜单中选择File->preferences，切换到Miscellaneous面板，将Auto-Correct ASTER/MODIS项设置为NO。

3.2 Landsat数据定标ENVI4.7版本改进了Landsat数据定标的功能，对于Landsat4/5数据可以手动选择以下两种定标公式：式中:•QCAL为原始量化的DN值•LMINλ为QCAL = 0时的辐射亮度值•LMAXλ为QCAL = QCALMAX时的辐射亮度值注：LMINλ和LMAXλ的值取自Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果。

•QCALMIN是最小量化定标像素值（与LMINλ类似）。

取值如下：1：LPGS产品1：04 April 2004之后的NLAPS产品0：04 April 2004之前的NLAPS产品注：如果没有元数据信息，QCALMIN取默认值1（TM和ETM+)）或者0 (MSS)。

一总述1 遥感图像处理的目的遥感的目的是为了获得地物的几何属性和物理属性.但是由于受到大气,目标,传感器等诸多因素的影响,原始的遥感影像中除了有目标地物的信息以外还包含有大气,传感器的运行状态等信息,如果我们只是利用原始的遥感影像,将不能提取出所感兴趣的有效信息, 所以为了实现遥感的最终目的,提取所需的信息,我们必须对遥感影像进行处理.2 ENVI简介目前已经开发了一些进行遥感图像处理的软件,例如ENVI,PCI,ERDAS等.现在就简单介绍一下ENVI.ENVI是由美国RSI公司开发的一套功能齐全的遥感图像处理系统，是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。

其完全是由IDL开发，方便灵活，可扩展性强,并可用IDL进行二次开发。

现在最高版是4.7版本的.我们来大概熟悉一下ENVI的主菜单:可以看出ENVI的主菜单中主要有以下一些工具: 基本工具,分类,空间变换,滤波,波谱工具,制图工具,矢量工具,地形分析,雷达工具来看一下主菜单中的FILE菜单, 通过选择Open Image File可以打开ENVI 图像文件或其它已知格式的二进制图像文件。

ENVI 自动地识别和读取下列类型的文件：TIFF、GeoTIFF、GIF、JPEG、BMP、SRF、HDF、PDS、MAS-50、NLAPS、RADARSAT 和A VHRR 。

数据仍保留它原有格式，必要的信息从数据头文件中读取。

ENVI也直接读取其它几种文件类型（参见“O pen External File”）。

注意:若你得到“File does not appear to be a valid Radarsat file” 这样一个错误消息，使用File > Open External File 来选择正确的数据类型。

当ENVI 第一次打开一个文件，它需要关于文件特征的特定信息。

通常，这些信息存储在与图像文件同名的一个独立的文本头文件，但是文件扩展名为.hdr 。

Envi 对Landsat进行辐射定标将DN值定标为辐亮度（Radiance）或表观反射率（Reflectance）1、定标为辐亮度（Radiance）1）由DN定标为辐亮度（Radiance）公式：•QCAL为原始量化的DN值•LMINλ为QCAL = 0时的辐射亮度值•LMAXλ为QCAL = QCALMAX时的辐射亮度值，2）各参数的取值：A、最小和最大量化定标参数QCALMIN和QCALMAX的取值：如果没有元数据信息：QCALMIN为最小量化定标像素值取默认值1（TM和ETM+)）或者0 (MSS)；QCALMAX为最大量化定标像素值取默认值255 (TM 和ETM+)或者127 (MSS)。

如果有元数据信息：QCALMIN是最小量化定标像素值取值如下：1：LPGS产品1：04 April 2004之后NLAPS产品0：04 April 2004之前NLAPS产品注：LPGS 和NLAPS分别是两种数据处理系统得到的产品：the Level 1 Product Generation System (LPGS) 和the National Land Archive Production System (NLAPS)，从2008年12月份开始，L7 ETM+ 和L5都是以LPGS系统处理，L4 TM和MSS以NLAPS系统处理。

QCALMAX根据元数据信息取值为127（MSS）, 254（ETM）, 255（TM）。

B、最小和最大量化定标参数QCALMIN和QCALMAX的取值：LMINλ和LMAXλ的值取自Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果。

注意：按照如上公式计算出来的作为结果的辐亮度（Radiance）单位为：u W/(cm2*sr*um)。

2）定标系数LPGS处理产品的ETM+数据定标参数2、定标为表观大气反射率（ρ）：3、Envy下实现图3 Fast格式的L7定标界面4、手动进行辐射定标当没有元数据时可以通过Band Math进行运算例如，我们把2002-5-22的一幅ETM图像第3波段的DN值转化为表观反射率。

辐射定标是进行遥感定量反演的一个前提，在遥感应用占有很重要的位置，下面部分内容主要摘自童庆禧先生的《高光谱遥感》辐射定标：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。

1.实验室定标：在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。

有的仪器内有内定定标系统。

但是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。

1光谱定标，其目的视确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数2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。

2.机上和星上定标机上定标用来经常性的检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上，在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。

3.场地定标（是最难的一个）场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，场地定标可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。

该定标方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。

但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射率。

原理：在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。