MODISL1B数据FLAASH大气校正
关于MODIS数据产品级别和类型的介绍可参考博文:MODIS数据产品介绍。
本例中用到的MODIS数据覆盖范围大致如下图所示:
图1 实验数据所在位置
一、几何校正和定标处理
由于MODIS L1B数据本身自带几何定位信息(GLT),所以在进行大气校正之前,建议大家先做几何校正。几何校正建议采用ENVI扩展工具MCTK进行,因为该工具不仅可以在几何校正的同时对数据进行定标处理,而且校正完毕后其结果图像会自动添加中心波长信息,便于下一步的FLAASH大气校正处理。
如果之前没有安装过MCTK扩展工具,首先下载该工具,然后将其中的modis_conversion_toolkit.sav文件复制到ENVI安装路径下的extensions文件夹中(如ENVI5.3:…\Exelis\ENVI53\extensions,安装后需重启ENVI)。
启动ENVI。在Toolbox中,选择Extensions > modis_conversion_toolkit,弹出MODIS Conversion Toolkit面板。该面板大致可以分为左中右三部分,左侧部分用来设置输入输出信息,中间部分用来选择数据处理类型,右侧部分用来设置重采样方法和投影信息等。关于该工具的详细说明可以参考MCTK用户手册,本例中需要设置的参数项说明如下:
- Input HDF:选择需要处理的MODIS数据(HDF格式);
- Select Output Type:选择输出类型,选择第二项Projected:Triangulation-based georeferencing;
- Output Path:选择处理结果存储路径;
- Rootname for output:设置输出文件前缀;
- Processing Options:选择处理的数据类型,因为下面要进行FLAASH大气校正,所以这里我们选择Radiance/Emissivity;
- Select Resampling Method:选择重采样方法,Nearest Neighbor即可;
- Select Output Map Projection:选择输出投影类型,一般选择Geographic Lat/Lon经纬度投影;
- Perform Bow Tie Correction:是否进行蝴蝶结效应校正,选择Yes;
- Background Value to Use:背景值设置,设置为0,默认NaN;
- 其他参数默认。
具体参数设置如下图所示:
图2 MCTK工具参数设置面板
参数设置完毕后,点击Process进行处理。处理完毕后,数据自动加载到Data Manager中,但默认不会自动打开。如果我们想查看处理结果,可以在Data Manager中,加载数据进行查看。本例中处理结果如下图所示:
图3 经几何校正和定标处理后的MODIS数据
从上图可以看出,经几何校正后的图像具有投影坐标和中心波长信息,但其存储类型还是BSQ,而FLAASH大气校正工具对输入数据存储类型的要求是BIL或BIP。所以,在进行FLAASH大气校正之前,还需要进行存储类型的转换。
二、存储类型转换
在Toolbox中,选择Raster Management > Convert Interleave,弹出Convert File Input File对话框,选择上一步处理结果,点击OK;在弹出的Convert File Parameters参数设置面板中,Output Interleave选择BIL,Convert In Place选择Yes(若想保留BSQ类型数据,选择No),点击OK;弹出ENVI Question提示面板,点击"是"开始执行。执行完毕后,数据会自动关闭,需要重新打开。打开后可以通过View Metadata检查一下数据存储类型是否变为BIL。
三、FLAASH大气校正
ENVI中FLAASH大气校正工具对输入数据除了要求必须有中心波长信息(多光谱数据)、存储类型为BIL或BIP以及数据类型为整型(INT、UINT、LONG)或浮点型(FLOAT)之外,还要求输入数据是单位为μW/cm2*nm*sr的辐射亮度数据。但是,经过上述处理得到的辐射亮度数据单位为W/m2*μm*sr,二者相差10倍。所以,在下面选择输入数据时我们需要进行单位转换,这也就是下面Single scale factor需要输入10的原因。
数据准备无误后,就可以进行FLAASH大气校正。
在Toolbox中,选择Radiometric Correction > Atmospheric Correction Module > FLAASH Atmospheric Correction,弹出FLAASH Atmospheric Correction Model Input Parameters FLAASH大气校正参数设置面板。FLAASH大气校正参数设置面板可以大致分为基本参数设置、多光谱/高光谱参数设置以及高级参数设置三部分。
基本参数设置各项参数含义如下:
- Input Radiance Image:选择辐射亮度数据,在弹出的Radiance Scale Factors中,选择Use single scale factor for all bands,输入10,点击OK;
- Output Reflectance File:设置大气校正结果的输出路径和文件名,建议在原文件名的后面添加_flaash作为标识;
- Output Directory for FLAASH Files:大气校正过程中生成其他文件的存储路径,默认在C盘用户临时文件夹下,如果C盘空间不足或没有读写权限,可以选择其他盘,负则会出现常见的102错误,关于该错误详细说明可参考博文:FLAASH 大气校正出现102错误解决方法。
图4 FLAASH大气校正辐射亮度数据单位转换
- Sensor Type:传感器类型选取;
- Ground Elevation:地面平均高程(需要注意此处单位为km),可以通过Google Earth或对应区域DEM数据统计获得;
- Pixel Size:数据空间分辨率;
- Flight Date:数据获取时间,可以通过文件名或查看元数据信息获取;
- Atmospheric Model:大气模型。一般参考帮助文档选择,具体选取时根据数据纬度和时间信息取交集。
- Aerosol Model:气溶胶模型,根据实际情况选择;
- Aerosol Retrieval:气溶胶反演方法,默认为2Band(K-T);
- Water Retrieval:是否进行水汽反演;
- Water Column Multiplier:若Water Retrieval设置为Yes,则需要设置水汽反演波段,推荐选择1135nm;
- Initial Visibility:初始能见度设置,默认为40km,若选择了气溶胶反演方法,则这里的设置无效。
本例中基本参数设置面板具体参数设置如下图所示:
图5 FLAASH大气校正基本参数设置面板
在多光谱参数设置面板中,Water Retrieval水汽反演波段按下图进行设置;K-T气溶胶反演波段选择Default > Over-Land Retrieval alternate(460:2100nm),如果选择Over-Land Retrieval alternate(660:2100nm),则会提示图8所示错误;确保光谱响应函数文件正确。
图6 水汽反演波段设置面板
图7 K-T气溶胶反演参数设置面板
图8 MODIS数据FLAASH大气校正错误提示
在高级参数设置面板中,需要将邻域校正Use Adjacency Correction关闭,否则会出现图10所示错误提示;其他参数可能需要修改的地方包括:Use Tiled Processing分块处理大小,根据内存情况设置;Output Reflectance Scale Factor反射率数据扩大的系数,默认扩大10000倍,如需要获取真实地表反射率数据,可在校正完毕后通过波段运算获取。
图9 高级参数设置面板
图10 MODIS数据FLAASH大气校正错误提示
参数设置完毕后,点击Apply运行即可。运行完毕后,会弹出一个简单的报表,说明大气校正成功,如下图所示:
图11 FLAASH大气校正简单统计结果面板
大气校正结果图12所示,由于MODIS数据波段顺序不是按正常波谱排列的,所以不好通过查看波谱曲线来判断大气校正结果的正确性,大家有什么好的判断方法也可以积极回复。
图12 MODIS L1B数据FLAASH大气校正假彩色合成结果
转载网址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102wu29.html
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