(完整版)ENVI5对landsat8OLI数据辐射定标与大气校正

ENVI 5.1 FLAASH大气校正工具中新增了一些多光谱传感器类型，如：Landsat 8 OLI、Pleiades-1A、Pleiades-1B、Rasat、Spot6。支持多光谱传感器类型明细见下图1：

图1.1            ENVI 5.0与ENVI 5.1 FLAASH中支持传感器类型对比

1   打开Landsat 8数据

在这里以Landsat 8数据“LC81230322013132LGN02”为例进行介绍。

File -> Open，选择LC81230322013132LGN02_MTL.txt文件，点击OK打开。分为五个数据集：多光谱数据（1-7波段），全色波段数据（8波段），卷云波段数据（9波段），热红外数据（10，11波段）和质量波段数据（12波段）。

图2.1            Data Manager面板

2   辐射定标

ENVI 5.1 工具箱中查找工具：/Radiometric Correction/Radiometric Calibration；双击此工具，选择要校正的多光谱数据“LC81230322013132LGN02_MTL_MultiSpectral”进行辐射定标。

1)   选择定标的文件；

图2.2            打开需要定标的多光谱数据

2)   定标参数设置

FLAASH大气校正对于radiance数据的要求是：BIL存储格式，单位转换“Scale Factor”的设置，单击Apply FLAASH Settings得到相应的参数。具体的参数设置如下图2.3；

（定标类型：辐射亮度值或大气表观反射率，FLAASH大气校正需要输入BIL格式的辐射亮度值，故此出选择radiance，BIL）

图2.3            辐射定标参数设置

3)   查看定标结果

通过定标以后，查看影像的DN值是不是辐射定标后的结果，可以采用 查看定标后的DN值，查询结果见下图2.4； 

图2.4            辐射定标结果查看

3   FLAASH大气校正

ENVI 5.1 工具箱中查找工具：/Radiometric Correction/Atmospheric Correction Module/FLAASH Atmospheric Correction，双击此工具，打开辐射定标的数据，进行相关的参数设置进行大气校正。

1)   Input Radiance Image：打开辐射定标结果数据；

2)  设置输出反射率的路径；

3)  设置输出FLAASH校正文件的路径，最优状态：路径所在磁盘空间足够大；

4)  中心点经纬度Scene Center Location：自动获取；

5)   选择传感器类型：Landsat-8 OLI；其对应的传感器高度以及影像数据的分辨率自动读取；

6)  设置研究区域的地面高程数据，网上查询研究区域平均海拔；

7)   影像生成时的飞行过境时间：在layer manager中的Lc8数据图层右键选择View Metadata，浏览time字段获取成像时间；

注：也可以从元文件“LC81230322013132LGN02_MTL.txt”中找到，具体名称：DATE_ACQUIRED = 2013-05-12；SCENE_CENTER_TIME = 02:55:26.6336980Z；

8)  大气模型参数选择：Sub-Arctic Summer（根据成像时间和纬度信息选择）；

9)   气溶胶模型Aerosol Model：Urban，气溶胶反演方法Aerosol Retrieval：2-band（K-T）；

10)  其他参数按照默认设置即可。

图2.5            FLAASH校正主界面参数设置

11)  多光谱参数设置中，

K-T反演选择默认模式：Defaults->Over-Land Retrieval standard（600:2100）

波谱响应函数：默认指向..Program Files-〉Exelis-〉ENVI51-〉classic-〉filt_func-〉landsat8_oli.sli

该波谱相应函数包含了卷云波段和全色波段，且卷云波段位于全色7个波段的中间位置，如果利用该波谱相应函数，则会导致用错波段，SWIR1波段大气校正后的结果全为0。

因此，需要重新制作与大气校正输入的多光谱数据的7波段对应的波谱相应函数。

步骤如下：

（1）           启动ENVI classic，选择Window->Start New Plot Window。

（2）           在ENVI Plot Window窗口中，选择File->Input Data –>Spectral Library，打开ldcm_oli.sli波谱响应文件。

（3）           如下图所示选择7个波段的波谱响应函数，选择File->Save plot as-> Spectral Library，按照默认参数保存为.sli文件（文件名：landsat8_mul7band_spectrfun.sli）。

图1：选择7个波段的波谱响应文件

将波谱相应函数filter function file重新指向刚才导出的波谱相应函数。

见下图2.6；，点击OK；

图2.6            多光谱参数设置

12)     高级参数设置：根据内存大小设置Tile Size（Mb）：100(8g物理内存)，其他参数默认即可，详细见下图2.7；

图2.7            高级参数设置

13)  点击“Apply”运行FLAASH校正。

14)  运行完后能得到反演的能见度和水汽柱

图2.8            能见度和水汽柱反演结果

4   查看校正结果

图2.9            FLAASH校正后的光谱对比分析（左-大气校正前辐射率图像，右-大气校正后的反射率图像）

从上述的波谱对比曲线中可以看出，经过FLAASH校正的影像基本去除了空气中水汽颗粒等因子的影响，植被的波谱曲线趋于正常。