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ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法

(2019-07-12 10:01:41)
标签:

gf6

gf6wfv

大气校正

flaash

分类: ENVI

高分六号于2019321日正式投入使用,它是一颗低轨光学遥感卫星,具有高分辨率、宽覆盖、高质量和高效成像等特点,配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机(PMS)、16米多光谱中分辨率宽幅相机(WFV),2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里,16米多光谱相机观测幅宽800公里。

宽幅相机(WFV)除了常见的蓝/绿//近红外四个波段,还增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段,以及一个紫外波段,一共8个波段。

本文介绍利用ENVI FLAASH工具对高分六号WFV数据进行大气校正处理,主要包括以下处理步骤:

数据打开 > 辐射定标 > 大气校正

1.  数据打开

请使用Esri中国遥感事业部开发的“中国国产卫星支持工具”打开国产卫星数据。

建议使用ENVI App Store进行ENVI扩展工具的安装与管理。

ENVI App Store下载地址:www.enviidl.com/appstore

1)  App Store找到中国国产卫星支持工具,点击Install App进行安装。

2)  重启ENVI即可。

或手动安装扩展工具:www.enviidl.com/china

 

GF-6 WFV由三台相机拍摄的图像组成,打开时可以自动组合一张图,也可以分别打开三个图像进行处理。本文直接对一张图进行大气校正,单独三个图像的大气校正步骤类似。

(1)启动ENVI。选择主菜单 File > Open As > China Satellites > GF-6。选择*.til文件打开,自动会把三个图像文件进行虚拟镶嵌。

注:如果要单独打开三个图像文件,在文件过滤器中选择WFV/XML,选择打开XML文件。

(2)Layer Manager中,右键选择菜单View Metadata,打开Spectral选项可以看到自动读取的定标参数。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法
图:GF-6 WFV元数据文件

2.  辐射定标

(1)Toolbox中,打开/Radiometric Correction/Radiometric Calibration,选择GF6 WFV数据文件。

(2)Radiometric Calibration面板中,单击Apply FLAASH Settings按钮,参数自动设置为符合FLAASH大气校正的要求,包括定标类型(Calibration Type)、存储顺序(Interleave)和缩放系数(Scale Factor)。

(3)设置输出文件名,单击OK执行。

     注:由于数据较大,大约10分钟左右(ThinkPad P52,固态硬盘)。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法
图:GF6 WFV辐射定标面板

3.  FLAASH大气校正

(1)Toolbox中,打开/Radiometric Correction/Atmospheric Correction Module/FLAASH Atmospheric Correction

(2)点击Input Radiance Image,选择辐射定标结果数据,在Radiance Scale Factors面板中选择Use single scale factor for all bands,由于定标的辐射量数据与FLAASH的辐射亮度的单位一致,所以在此Single scale factor选择:1,单击OK

注:由于使用Radiometric Calibration时自动将定标后的辐射亮度单位调整为(μW/cm2*nm*sr),与FLAASH要求的一致,因此在Radiance Scale Factors中输入1.0

(3)设置输出文件名及临时输出路径;

注:建议设置Output Directory for FLAASH Files为非系统盘英文目录。

(4)传感器基本信息设置:

    成像中心点经纬度:FLAASH自动从影像中获取

    传感器类型(Sensor Type):UNKNOWN-MSI(未知多光谱传感器)

    传感器高度(Sensor Altitude):645km

    成像区域平均高度(Ground Elevation):0.358km(统计DEM获取)

    像元大小(Pixel Size):16m

    成像时间:自动获取

(5)大气模型(Atmospheric Model): Mid-Latitude Summer

注:根据经纬度和影像区域选择(单击Help,找到经纬度和成像时间的对照表)。

(6)气溶胶模型(Aerosol Model):Rural

(7)气溶反演方法(Aerosol Retrieval):None(缺少短波红外)

(8)初始能见度(Initial Visibility):40km  

注:单击Help,根据大气情况选择较为合适的能见度,由于缺少短波红外波段,不能反演气溶胶厚度,使用能见度作为气溶胶厚度,该参数对结果影响较大。

(9)多光谱设置面板中(Multispectral Settings),选择安装目录中的gf6_wfv.sli波谱响应函数(此文件需要安装中国国产卫星支持工具),其他默认。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法

(10)打开Advanced Settings面板,设置Use Tied PeocessingYesTile Size设置为100M~1024M,对应内存8GB~64GB

注:如果内存较大,且数倍于输入数据量,可不使用分块处理。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法

在参数设置完毕后,先不要运行,因为会报错。如果不小心开始运行,关闭错误提示窗口,继续操作即可。

下面是关键步骤:

(11)点击FLAASH面板右下角Save按钮,将参数保存到一个txt工程文件中。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法

(12)使用记事本打开txt文件,按照下图红框位置进行编辑,保证红绿蓝分别对应321波段,保存。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法

(13)点击FLAASH面板右下角Restore按钮,选择修改后的txt文件。

(14)Apply执行大气校正即可。

 

4.  查看结果

(1)将大气校正前后图像均显示在视图中。

(2)Layer Manager选中辐射定标结果图层,在工具栏中单击ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法,获取一个像素点的波谱曲线。

(3)Layer Manager选中大气校正结果图层,让这个图层为激活状态,在工具栏中单击ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法,获取一个像素点的波谱曲线。

(4)移动图像中的定位框,定位到植被、水体等地物上,同时获取一个像素点上辐射定标结果和大气校正结果的波谱曲线。

(5)如下图为同一个植被像素点大气校正前后的波谱曲线。可以看到大气校正去除了部分大气的影响,尤其在蓝色波段。

注:为了减小数据存储量,FLAASH大气校正结果扩大了10000倍。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法
 

注:ENVI5.3等较低版本在显示光谱曲线时有可能错乱,是由于GF6 WFV传感器波段设置没有按照波长顺序,只需要将X轴修改为Index,即可正常显示光谱曲线,如下图所示。

ENVI中高分六号WFV数据大气校正方法


之后便可以进行正射校正处理,使用工具为Toolbox/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow,设置输出分辨率16米即可。

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