1、環(huán)境小衛(wèi)星高多光譜數(shù)據(jù) FLAASH精確大氣校正方法高光譜遙感數(shù)據(jù)的特點是光譜分辨率高、波段連續(xù)性強，能夠獲得地物在一定范圍內(nèi)連續(xù)的、精細(xì)的光譜曲線，具有非常好的應(yīng)用前景。第一個星載民用成像光譜儀是高光譜成像儀 Hyperion，其平均光譜分辨率為10 nm空間分辨 率達到30米。2008年9月6日我國HJ-1順利升空，其中A星搭載了我國自主研制 的空間調(diào)制型干涉高光譜成像儀(HSI)。HSI對地成像幅寬為50 km,星下點像元地面分辨率為100 m，115個波段， 工作譜段：459 956nm。具有30度側(cè)視能力和星上定標(biāo)功能。ENVI擴展工具一、HDF讀取補丁從HIS數(shù)據(jù)中獲取元數(shù)據(jù)信息。

2、下載地址：http:/bbs.esrichi na-D1。二、 HJ-1數(shù)據(jù)預(yù)處理補丁為HIS數(shù)據(jù)添加中心波長信息和波段寬度(FWHM.下載地址：http:/bbs.esrichi na-拷貝sav文件到ENVI安裝目錄的save_add目錄下。步驟：(1)選擇 ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools 工具。圖1 選擇HIS，單擊In put Files 選擇HIS文件(.xml )(3)選擇輸出路徑，單擊Apply執(zhí)行。在 ENVI主模塊中，選擇 Basic Tools->Convert Dat

3、a（BSQ,BIL,BIP），將 剛才生成的文件轉(zhuǎn)成BIP儲存順序的文件。按照FLAASHE具的要求，已經(jīng)將HSI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成BIP儲存順序、帶有中心波 長信息、波段寬度信息的ENVI格式文件。說明：如果不用HJ-1數(shù)據(jù)預(yù)處理補丁，可以在波段列表中手動輸入中心波長 和波段寬度信息。FLAASH參數(shù)設(shè)定HSI數(shù)據(jù)已經(jīng)經(jīng)過了定標(biāo)，單位是100W/（m2*um*sr ），啟動FLAASHE具，在 輸入輻射率數(shù)據(jù)時候，縮放系數(shù)填寫：1000 （即縮小1000咅），（符合FLAASH輻射亮度單位的要求 （卩W / （cm2*nm*sr）。圖2輻射亮度值縮放系數(shù)一、傳感器基本信息設(shè)置選擇傳感器類型，成像中心點

4、經(jīng)緯度，成像時間，高度信息（成像區(qū)域和傳 感器飛行高度）等都可以在 HDF文件中獲取。選擇 ENVI->File->Open External File->Generic Formats->HDF5,打開.h5 文件，如下是相應(yīng)參數(shù)填寫。J MDF5C3I血tMWl " 傘皿傘細(xì)I站比空kHo1| J iHMgfLbBlri_|補申電f 5f *ME 機 1 M>.AAAF"rtjM：ti hi Fr 砒 #>； i 詁 « Mdiari VbBTfdV* FiE«15«irij 血* 業(yè)ua«nk

5、*rLdfLJ*F、LavDiqrifltu-LiiduuhfA世訴妙也*：1>|1 -rrB b 3j(«4亦 4啊Jrf朋珂： Xkq 說4«rRjjrtLa* tai riLMwHhfklldrig F'E-iufeUM-lAE-iLAt l*t fefrcRlUpn'Laf FY&tvrlU'ItM b ttLkL Fre-H£Ui!pM-£j EthLx&f nr Mlw 吐曲 出 Lt Flit E Fk 4k L " dL? “ h? g hu>iMd.H>M£j

6、 (MLhL 滄土卄匸打押七fhi-Li»i(： Pi1*阿Di.lriito«rLitlTD和門rv.r階毎*TAri 414MD1,bvf-?r . ! » 1HKT圖3成像中心點經(jīng)緯度信息bdL* £««tp期t$疳林盛I «H T 2 edl*.I*|hart I* E刖I,HJIH£T-2 肥*2-2E lO&EEb 12X»5rrWT_ar i £prifink3_j-«f. ijfcc"=林=Ihdlh 知Mlf tii brU前幼 2Dfc< A

7、g： HDF5 Brow卩T如=AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAl»H0-L20«rr r!j dobiiULt tri ibnl«i;_J In-LEeAitr?«i«nbtel4WwtXIBudsSklFftth-ikdU*SiFithOffsttS«ll*wDffi4l:SzuFalk=S<«Ti«Piilb9ffi-ttScdmvStu-cTiq#占 <£iUlt yT 1 li 由vr-wirSridTi-«i«5»T1£醫(yī)人工

8、iivuim審*1 l込Fr+iwelLiBvSkDffJIftdhrVirr«rOffVtdirSt-tltFAetw-Iai-trunvR*94t_| gHtll.t.J 帕plaifiar創(chuàng) LZ4 Frqte-ir tr 和"i' Pr4JncLD>t：t«A焉弋""¥口弋 IilTtAitritult： * Sct5tSt4rtrn!t， fEtjria*;盟1Biitik2UE!l-0a-2O 03:03 47. 96light Il«< i3TT4牙S N.V1I!.J MDF5C3J MD

9、F5C3圖4成像時間（選擇開始掃描時間，開始和結(jié)束時間相差不大）傳感器信息是固定的：飛行高度一一650km,像元分辨率一一100米二、大氣參數(shù)設(shè)置大氣模型（Atmospheric Model ）根據(jù)經(jīng)緯度和日期來定。表1六種標(biāo)準(zhǔn)的大氣模型Latitude (°N)Ja n.MarchMayJulySept.Nov.80SAWSAWSAWMLWMLWSAW70SAWSAWMLWMLWMLWSAW60MLWMLWMLWSASSASMLW50MLWMLWSASSASSASSAS40SASSASSASMLSMLSSAS30MLSMLSMLSTTMLS20TTTTTT10TTTTTT0TTTT

10、TT-10TTTTTT-20TTTMLSMLST-30MLSMLSMLSMLSMLSMLS-40SASSASSASSASSASSAS-50SASSASSASMLWMLWSAS-60MLWMLWMLWMLWMLWMLW-70MLWMLWMLWMLWMLWMLW-80MLWMLWMLWSAWMLWMLW水氣反演設(shè)置Water Retrieval設(shè)置為yes。使用水氣去除模型，數(shù)據(jù)必須具有15nm以上波譜分辨率，且至少 覆蓋以下波譜范圍之一：1050-1210 nm （ 對應(yīng) 1135 nm）870-1020 nm （ 對應(yīng) 940 nm）770-870 nm （ 對應(yīng) 820 nm）HSI 選擇

11、820 nm。l氣溶膠模型根據(jù)影像所在地區(qū)的情況來設(shè)定，這里選擇Rural （鄉(xiāng)村）。提供兩種氣溶膠去除方法：2-Band（ K-T）方法（類似模糊減少法），如果沒有找到適應(yīng)的黑值（一般是陰影 區(qū)或者水體），系統(tǒng)將采用能見度值來計算；所以即使選擇了該選項也要給能見 度。HSI數(shù)據(jù)由于缺少短波紅外波段，這里選擇None,采用能見度值參與氣溶膠去除。能見度值大約參考值參見下表天氣條件 晴朗能見度40 to 100 km中等霧、陰 20 to 30 km 霾厚霧、陰霾15 km或者更少三、高光譜數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置1）自動選擇通道定義（推薦）管 Hyperspectrai SettingsSelect Ch

12、annel Definitions ly File 9 Autwatic SelectionOKCaxLcel圖5高光譜設(shè)置2）高級設(shè)置里注意將Title Size設(shè)置成合適的值，一般設(shè)置成100-800不等,如有發(fā)現(xiàn)此類問題相關(guān)報錯，請試著調(diào)試Title Size 大小和圖7中的ImageTitle Size 大小，一般 Cache Size設(shè)置成物理內(nèi)存的一半，Image Title Size 大小設(shè)置成Cache Size的一半。圖6 System PreferencesUser Defined KllegDefaultDirectoriesisplay DefaultsPlot Def

13、aultsGrid Line DefaultsPrevious Files ListKlscrllaneousConfiguration NameDefault EKVI ConfigurationMenu Orientation Horizontal M |100CoMmand Line ElockingExit IDL on Exit from ENVIYesMaxItens for MultilistStatus Windov for Input DataYesMaxHistogram Blns256Interactive Stretch Auto ApplyOffMaxIteiis i

14、n Pul 1 doirn20Auto Append ExtensionsYesAuto Load Default BandsYesMaxVertices for Jlenory10000PostScript OutputPageJni+s InchesPageSize 氐 50x 11+00PageOpen Applicable Files to Memory YesAuto-Correct ASTER/MODISHenoiy UsageCache Size (lb)Image Tile Size (Mb)Yes1042. 00 =10.00ri- _ inT- rnl圖7FLAASH大氣校

15、正常見錯誤及解決方法FLAASH寸輸入數(shù)據(jù)類型有以下幾個要求：1 、波段范圍：衛(wèi)星圖像：400 2500nm 航空圖像：860nm-1135nm如 果要執(zhí)行水汽反演，光譜分辨率=15nm(環(huán)境小衛(wèi)星的光譜分辨率平均為 5nm), 且至少包含以下波段范圍中的一個：11050-1210 nm1770-870 nm1870-1020 nm2、像元值類型：經(jīng)過定標(biāo)后的輻射亮度(輻射率)數(shù)據(jù)，單位是：(卩W / (cm2*nm*sr)。3 、數(shù)據(jù)類型：浮點型(Floating Point )、32位無符號整型(Long Integer )、16位無符號和有符號整型(In teger、Un sig ned

16、 Int)，但是最終會在導(dǎo)入數(shù)據(jù) 時通過Scale Factor 轉(zhuǎn)成浮點型的輻射亮度(卩W / (cm2*nm*sr)。4 、文件類型：ENVI標(biāo)準(zhǔn)柵格格式文件，BIP或者BIL儲存結(jié)構(gòu)。5 、中心波長：數(shù)據(jù)頭文件中(或者單獨的一個文本文件)包含中心波長(wavelenth )值，如果是高光譜還必須有波段寬度(FWHM這兩個參數(shù)都可以 通過編輯頭文件信息輸入(Edit Header)。運行錯誤1. U nableto write to this file.File or directory isinv alidorunavailable 。ENVI Error” Output Reflect

17、ance File： C:TempProblem: Unable to write to this ftle4 File or directory is invalid or unavaiFuble,沒有設(shè)置輸出反射率文件名。解決方法是單擊Output Reflectanee File按鈕，選擇反射率數(shù)據(jù)輸出目錄及文件名，或者直接手動輸入。2. ACC Error : convert7IDL Error : End of in put record encoun tered on file un it:0.平均海拔高程太大注意：填寫影像所在區(qū)域的平均海拔高程的單位是km Ground Elev

18、ation (Kn)3. ACC error : avrd:IDL error : Un able to allocate memory:to make arrayNot eno ugh spaceACC_AVRD為了能處理大數(shù)據(jù)，ENVI采用分塊計算的方式，這個提示是分塊（Tile ）太大 了。在高級設(shè)置里面（Advaneed Settings ）,tile size :它默認(rèn)是 File-> preferences ->miscella neous:cache 的大小，這個值正常是14Mb（ 0背景很少的情況下）； 如果0背景較多，這個值還是需要設(shè)置大一些，比如 100200m

19、4. ACC error:avrd:No non bla nk pixels foundIDL error:OPENR: Error opening file. Unit: 100,Problem： Th« FLAASH program carted with the following er roti：ACC error: avrdr No nonbhnk piKek found1DL trronOPENR: Error opening file. Unit 100, Filet C:PrcgramFJlesrT7l0LrDL30produ«ienYi48filt_Rjn

20、ctm,5li.hdr柔磁不瀰走険牛.ACCAVRDMX _HYPER5ACC_ACCENV1.ACC.EVENTENV1_FLAASH_PROCESS_MANAGER1DLRTMAINSMAiNS為了能處理大數(shù)據(jù)，ENVI采用分塊計算的方式，當(dāng)Tile設(shè)置太小，而且有 背景值(0),就會出現(xiàn)一個Tile中全部為0的情況，提示這個錯誤信息。在高級設(shè)置里面(Adva need Sett in gs )， tile size:設(shè)置稍微大一些，如100200M等。5. ACC error:lsmooth2:IDL error:ACC_LSMOOTH2:Ca nn ot co ntinue with

21、smoothi ng calculationENVI 的FLAASH提供領(lǐng)域糾正功能，但是 MODIS AVHRF等圖像分辨率 比較低，領(lǐng)域效應(yīng)區(qū)分不出來。解決方法是在在高級設(shè)置里面(Adva need Sett in gs )，將領(lǐng)域糾正(UseAdjacency Correction ）設(shè)置為 Nq6. ACC error:modrd5:Nonfinitenumbers in coefficientarraycoefv?xml: namespaceprefix=on s:"urn:schemas-microsoft-com:office:office" />IDL

22、 error:CDRIVER4V3R2:»>Wait for M0DTRAN4 calculation to<?xml: namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />提示傳入MODTRA模型參數(shù)有誤，常常是由于太陽高度角太小或者太大引起的。提示這個錯誤之前會出現(xiàn)以下提示框解決方法是確認(rèn)填寫的影像中心位置經(jīng)緯度信息（西經(jīng)為負(fù)數(shù)、南緯為負(fù) 數(shù)）、影像成像時間（格林威治時間）是否正確7.ACC error:autocha nHIS數(shù)據(jù)缺少K-T氣溶膠反演的所需的波段，因此不能使

23、用K-T方法反演氣溶膠。8、ACC error:亠. autocha nACC_AUTOCHAN:No water absorption cha nn els selected這種錯誤一直沒模擬出來，一般是由于水汽反演、大氣模型的選擇和飛行時間的 問題，如飛行時間使用的是北京時間等。9、ACC error:avrdIDL error:REBIN:Result dimensions must be integer factor of original dime n這個錯位一般出現(xiàn)在你多次執(zhí)行 FLAASH工程文件時，沒有重新設(shè)置輸出文件而 選擇替代的時候出現(xiàn)。好的方法就是重新啟動FLAASH和加

24、載一次工程文件。結(jié)果錯誤1. 結(jié)果中某一個波段或者多個波段全部為0或者負(fù)值主要產(chǎn)生的原因是輸入的輻射亮度數(shù)據(jù)值偏小?？赡苡幸韵聨追N情況： /(1) 在傳感器定標(biāo)的時候選擇的是表觀反射率(Reflectanee )而不是輻射率數(shù)據(jù)(Radianee)；(2) 沒有做傳感器定標(biāo)，即沒有將 DN值轉(zhuǎn)換為輻射率數(shù)據(jù)；選擇了錯誤的波譜響應(yīng)函數(shù)；(4) 用BandMath做了輻射亮度的單位換算，在 FLAASH中導(dǎo)入輻射亮度數(shù)據(jù) 時，Scale Factor 選擇的不是 1.0000。2. 結(jié)果中極大值、極小值非常多，也就是 010000之外的值。當(dāng)選擇RGB假彩色 顯示的時候，出現(xiàn)花花綠綠的情況。町彈FLAAEH仃制 d 如芒怕0&3品用4仔血航丁1丿恥|»倉眄=1十.三'回File Ov«Fln Enhance Tools Wind 乜釧輻射定標(biāo)得到的輻射率數(shù)據(jù)單位與 FLAASH要求的單位不一樣可能有以下幾種情況：用BandMath做了輻射亮度的單位換算，在 FLAASH中導(dǎo)入輻射亮度數(shù)據(jù) 時，Scale Factor 選擇的不是 1.0000。(2) 沒有做單位換算。3. 結(jié)果中部分像元為負(fù)值這個屬于正?，F(xiàn)象