遥感作业 -辐射校正.doc

作者：王璐
特别鸣谢：科技楼408的同学已经科技楼406的同学和学长们，没有你们我完不成作业···
希望对同学们有所帮助哦~做成这样我已经尽力了···自己做完，还得给大家解释一遍，有种审查作业的感觉~~大半夜的都不困了···
要是有什么问题 大家及时指出哦~~~ 一起讨论一下~
Part B:Landsat ETM+影像的大气层顶反射率的计算
1、 图像下载：国际科学数据服务平台，注册后下landsat ETM图像，注意下载2003年5月以前的，云量少的图像。
2、 从下载的图像中找到MTL文件，阅读头文件信息，提取有用信息，我以自己下的图为例：SPACECRAFT_ID = "Landsat7"
SENSOR_ID = "ETM+"
ACQUISITION_DATE = 2002-07-19
LMAX_BAND1 = 293.700 LMIN_BAND1 = -6.200
LMAX_BAND2 = 300.900 LMIN_BAND2 = -6.400
LMAX_BAND3 = 234.400 LMIN_BAND3 = -5.000
LMAX_BAND4 = 241.100 LMIN_BAND4 = -5.100
LMAX_BAND5 = 47.570 LMIN_BAND5 = -1.000
LMAX_BAND7 = 16.540 LMIN_BAND7 = -0.350
SUN_ELEVATION = 56.9390802
SUN_AZIMUTH = 139.9956405
3、 安装ERDAS软件，对图像进行格式转换：IMPORTàTYPE选TIFF,Media 选file,inputfile 选择一个你下载的波段，outputfile 选择你的存储位置，点OK 每个波段依次进行，则完成了波段的转换。
4、 建立模型计算TOA
点击ModeleràModeler makerà出现了一个New modelà在工具条中选择建立流程图，在作业中，先将波段的DN值转化为反射率，再转化为TOA值 所以流程大致如下：圆圈中填写函数 零形中填写波段。注意保存
4.1 DN à反射率àTOA
Radiance = (LMAX - LMIN)/255 * DN +LMIN
从头文件中找到LMAX LMIN DN带波段的灰度。以band1为例：第一个双击后存为：band1.img 第一个：双击后填写$n1_band1 * (293.700+6.200)/255 - 6.200
其中$n1_band1表示波段，293.700为LMAX，- 6.200为LMIN。第三个图形中存为R1 即Radiance1，第四个图形填写公式：($n3_a * 3.1415 )* (1.0128^2)/(1970*0.7978)，其中，ESUN 1970通过查下表得到，3.1415即PI,d由ACQUISITION_DATE = 2002-07-19得知，7月19日是一年中的231天，查表，231天最接近Julian day 227所以得到d=1.0128,0.7978由COS(90-56.9390802)得到，56.9390802是头文件中查到的。

点击processàrun 得到运行结果。
六个波段都是依次类推
4.2利用辐射传输模型建立TOA和表面反射率之间的关系

利用提供的5S模型程序
第一行填写200 单位METER（作业中有）
第二行由于使用LANDSITE7 ETM 所以填写705.3 单位KM
用的其他图像的自查下表：
卫星参数 LandSat1 LandSat2 LandSat3 LandSat4 LandSat5 LandSat6 LandSat7
卫星高度 920km 920km 920km 705km 705km
第三行填获取月与日。
第四行天天顶角90-SUN_ELEVATION
第五行倾角SUN_AZIMUTH = 139.9956405
第六行不填
第七行：轨道角度减经度
八九行不变，十和十一由选取的图像与月份决定
下面不变 VISIBILITY首先选择10计算 ，接下来选23和50分别计算。上图填了10
Sensor type中选择TM1-5，7，并在接下来的方框中打钩，分别填写0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5
上图以0.0为例。点击runàview output 则会出现band1至band7的TOA在0.0的值,依次算出，0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5的五组值，以7个波段在10KM时为例：
利用X,Y值做散点图，右键选点拟合，得出公式Y=ax+b的a,b的值
以10KM为例：

Y = aX + b
Bands
a
b
1
1.3248
-0.1085
2
1.3128
-0.0606
3
1.2321
-0.0378
4
1.2107
-0.0198
5
1.1713
-0.0045
7
1.1263
-0.002
5、 运用建立的TOA和表面反射率关系方程校正图像计算surface-refl
首先在流程图中分别添加一个，见下图（不全，少个最后的菱形）

双击圆形，编写公式 由Y=ax+b，运用刚才制作EXCEL表里的数据，得a=1.3248,b=-0.1085编写的公式如下图：
最后得出的radiance，TOA和surface-ref图：
（反射率）
（TOA）
(surface-ref)

通过ERDAS中view窗口的Attributes的点击，可以看到图像的灰度（图一）和反射率（图二），已经改正后的反射率（图三）