FLAASH模型

ENVI中大氣校正模型FLAASH,是高光譜輻射能量影像反射率反演的首選大氣校正模型。 m,870-1020n FLAASH模組中,在輸入輻射能量數據時,同時要求輸入尺度轉換因子。

FLAASH大氣校正模組
(1)FLAASH模組簡介
FLAASH是由世界一流的光學成像研究所-波譜科學研究所(Spectral Sciences)在美國空氣動力實驗室支持下開發的大氣校正模組。波譜科學研究所在1989年大氣輻射傳輸模型開發初期就廣泛從事MODTRAN的研究工作,已成為大氣輻射傳輸模型開發過程中不可缺少的一員。FLAASH適用於高光譜遙感數據(如HyMapAVIRIS,HYIDCE,HYPERION,Probe-1,CASI和AISA)和多光譜遙感數據(如陸地資源衛星,SPOT,IRS和ASTER)的大氣校正。當遙感數據中包含合適的波段時,用FLAASH還可以反演水氣、氣溶膠等參數。
ENVI中大氣校正模型FLAASH,是高光譜輻射能量影像反射率反演的首選大氣校正模型。FLAASH能夠精確補償大氣影響,其適用的波長範圍包括可見光至近紅外及短波紅外,最大波長為3μm。其它的大氣校正模型是計算方法基於查找表(Look-up Table)、利用插值方法計算,而FLAASH是直接移植了modtran4中的輻射傳輸計算方法。我們可以選取代表研究區的大氣模型和氣溶膠類型。
FLAASH模型中輸入的圖像必須是經過輻射定標後的輻射亮度圖像,格式為BIL或BIP,數據類型為floating-point,4-byte signed integers,2-byte signed integers,或2-byte unsigned integers,為了能進行大氣反演,圖像至少包括下面三個範圍區間內的15nm解析度甚至更高的波段,即1050-1210nm,770-870 nm,870-1020nm。對於已有感測器類型的高光譜遙感圖像來說,圖像頭檔案中必須包含波長和波譜頻寬(FWHM)。對於已知的多光譜感測器來說,僅僅需要波長,而未知的多光譜感測器類型,則要求知道波譜回響函式,如論文中ALI數據校正就需要輸入波譜回響函式。
(2)FLAASH模組參數設定
①尺度轉換因子的計算
FLAASH模組中,在輸入輻射能量數據時,同時要求輸入尺度轉換因子。尺度因子有兩種輸入方式A:當各波段尺度轉換因子不同時,選擇每一種的輸入方式,可事先把尺度因子輸入到記事本檔案中,然後,從記事本檔案中直接讀取;B:當尺度轉換因子相同時,選擇第二種輸入方式。由於模組中要求輻射能量的量綱是µW/(cm·nm·sr),而經輻射定標AVIRIS數據的量綱為µW/(cm·nm·sr),所以後者還需通過換算關係式1µW/(cm·nm·sr)=0.001mW/(cm·nm·sr)進行量綱轉換。因此,利用FLAASH模組校正AVIRIS數據時,其尺度轉換因子為0.001。對其它類型遙感數據大氣校正時,可以參照上述方法計算相應的尺度轉換因子。判斷尺度因子設定正確與否的方法是依據圖像的數據統計特徵,即當統計數據沒有負值和大於1×放大係數的數值,則可以認為尺度轉換因子設定正確。
②FLAASH其它參數的設定
A:圖像中心點坐標:可以從相應的hdf檔案中找到,也可以從螢幕上直接讀取影像的中心坐標,對反演結果影響不大。當影像位於西半球時,經度為負值。
B:感測器類型:當選擇感測器類型時,模組會選擇相應類型的感測器波段回響函式,同時系統一般會自動設定感測器的高度和圖像的空間解析度。若沒有相應類型的感測器,則一些參數需要額外設定,如下文中ALI數據的校正。
C:海拔高度:海拔高度為研究區的平均海拔。
D:數據獲取日期和衛星過境時間:衛星過境時間為格林尼治時間,可以從相應的HDF檔案中找到。
E:大氣模型:為了獲取校正的最佳質量,選擇一個合適的大氣校正模型至關重要。模組提供熱帶、中緯度夏季、中緯度冬季、極地夏季、極地冬季和美國標準大氣模型,每個模組的大氣水汽含量標準如表1,如果沒有獲取大氣水汽含量,也可以通過地表大氣溫度來確定相應的模型,因為一定的溫度和一定的大氣水汽含量相關。如果地表大氣溫度也不知道,那么可以通過數據獲取時間和地點選擇相應的大氣模型。
F:水氣反演
ENVI軟體提供了三個波段區間以供選擇,分別為1050-1210nm(選項1135nm)、870-1020nm(選項940nm)、770-870nm(選項820nm)。
G:氣溶膠模型
可供選擇的氣溶膠模型有無氣溶膠、城市氣溶膠、鄉村氣溶膠、海洋氣溶膠和對流層氣溶膠模型。當天氣晴朗時,能見度一般為40-100公里,輕微霧氣時能見度為20-30公里,霧氣嚴重時,能見度為15公里甚至更少。
在高級設定中,①Modtran解析度(Modtran resolution):一般設定成5cm;②反射率輸出時的尺度係數,默認尺度係數是10000,可以使用默認的尺度係數。若使用默認的尺度係數,大氣校正後得到反射率圖像的數值域為:0-10000。其餘參數使用默認值。

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