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实验一 海洋表面温度

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  • 卖家[上传人]:suns****4568
  • 文档编号:88920227
  • 上传时间:2019-05-13
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    • 1、海洋遥感应用技术实验名称:海洋表面温度遥感专业班级:海洋101姓 名:管明雷学 号:141003105实验地点:实验室307实验时间:测绘工程学院海洋技术系2013-3一、实验数据MOD021KM.A2010258.0320.005.2010258142300.hdfMOD03.A2010258.0320.005.2010258105903.hdf二、目的和要求1熟悉MODIS数据的用途、特点;2了解其它用于SST反演的遥感数据。3、请多了解每一个步骤所涉及的知识和信息,在网上查找相关信息加以解释。三、实验步骤一、MOD02数据的BOW-TIE校正1、打开数据Available Bands List菜单 FileClose All Files 进入Input MODIS File,OpenNew File找到要打开的文件2、进行几何校正和bow-tie校正2.1在主菜单,Map-Georeference GIS,进入Input MODIS File(图1 Input MODIS File界面 )2.2在Input MODIS File,点击下面的Open-New File选择要处理的文

      2、件,回到了Input MODIS File界面。这时在Select Input File框内,会出现两个相同的文件名字,二者的区别可以再File Information框内找到,在倒数第二行,一个是Reflectance Meta File Imported into,另一个是Radiance Meta File Imported into。在我们的校正中,需要用Reflectance Meta File Imported into数据。(图2 Input MODIS File).3选择Reflectance Meta File Imported into数据,点击Spatial Subset按钮,出现Select Spatial Subset窗口。在该窗口中,中间有五个按钮,其中Image、File、ROI/EVF三个按钮式激活的,这三个按钮分别是用图像、文件、ROI/EVF对原图像进行剪切的。点击Image按钮,进入Subset by Image窗口。在Subset by Image窗口,有一个红色的框线,用来通过鼠标对红色框线进行拖动来确定切图范围。下面还有Samples和Lin

      3、es是通过指定红色框线的右上角的行列号来制定范围,左下角则是本图像的最右下角,即0,0的位置。在这里,我们采用红色框线来进行选择范围。框线的四个角是用来调整范围大小的,各条边用来通过整个框线,而 所点之处用来指定框线的中心位置,大家可以多体验一下。注意:由于这时的MODIS数据还没有进行几何校正,没有坐标信息,而且在这个窗口显示的是黑白图像,需要大家认真辨认所裁剪的区域。(图4 Subset by Image窗口 )范围选择好以后,点击OK按钮,回到Select Spatial Subset窗口,点击OK按钮,回到Input MODISFile窗口,点击OK按钮。4、进入Georeference MODIS Parameters窗口。在Georeference MODIS Parameters窗口,默认的投影方式是UTM,我们采用Geographic Latest/Lon,也就是经纬度。(图5 Georeference MODIS Parameters窗口 )Enter Output GCP Filename .pts:点击Choose选择存放.pts文件的文件夹。Performanc

      4、e Bow Tie Correction:Yes 这里选择Yes表示需要做Bow-Tie校正。以上这些设置好以后,点击OK按钮,进入Registration Parameters窗口。(图6 Registration Parameters窗口 )5、在此窗口,我们需要在Enter Output Filename处点击Choose按钮,选择将校正好的文件存放的文件夹。到目前为止,我们已经将一个文件进行几何校正和Bow-Tie校正的参数设置好了,只需要点击OK按钮就进行处理了。进入处理窗口,会连续出现以下两个窗口(第一个是进行几何校正,第二个是进行bowtie校正):(图7 bowtie校正窗口)经过以上步骤,我们已经将MOD02数据的BOW-TIE校正和几何校正完成。请大家弄清楚什么是BOW-TIE校正。二 、 计算SST的MODIS数据处理下面进行1km分辨率的数据的校正,MOD021KM.A2010258.0320.005.2010258142300.hdf1、进行bowtie校正和几何校正注意:实验数据MOD021KM.A2010258.0320.005.2010258142300

      5、.hdf,从名字中可以看出来起分辨率是1km,因此包含有36个波段。打开MODIS 02级1km数据,其中250米和500米的波段经过重采样为1km加入这个数据集中。ENVI根据各个波段的中心波长信息定标为三个类型数据:反射率数据(Reflectance)、辐射亮度值数据(Radiance)和发射率数据(Emissive)。其中反射率和发射率为01无单位值,辐射亮度值单位是:W/m2/m/sr。在打开的波段列表中,有三组波段表示,分别是Reflectance、Radiance和Emissive。其中1-19.26为反射率和辐亮度,20-25、27-36波段为反射率数据。(图8 选择波段窗口)请选择Emissive Radiance校正,因为下面需要用到的辐亮度进行SST的计算。2、切图选择经过校正的影像,选择研究区域,我们这里选择黄海和渤海部分。利用ROI工具进行区域提取。主菜单:Basic ToolsRegion Of InterestROI Tool ROI Tool菜单:ROI_TypeRectangle主菜单:Basic ToolsSubset Data via ROIs,选择

      6、校正后的发射率数据,进入下左图窗口,点击Spectral Subset按钮进入右图窗口,选择31、31波段进行切图。(图9 切图窗口)点击OK回到左图,单击OK后进入以下界面,输入相应参数。3、卫星天顶角的计算依次打开FileOpen Image File Enter Data Filename选择所需的文件,文件名为MOD03.A2010258.0320.005.2010258105903.hdf。对SensorZenith波段的数据进行地理校正。问题:请对卫星天顶角的图像进行解释,由于MODIS的扫描范围很多,所以需要考虑如何计算天顶角才算合理。有两种方法,一种是把卫星天顶角作为一个常量(例如作为35),一个是把每个像元的卫星天顶角作为一个变量。4、SST计算选择菜单栏中的Basic ToolsBand math,在弹出对话框的Enter an expression 处输入计算SST的公式,单击OK。通过对普朗克公式求逆得到公式:T31为31波段的海表亮温,B31代表31波段的辐射亮度值。同样方法对普朗克公式求逆得到32波段的海表温度计算公式:T32为32波段的海表亮温,B32代表

      7、32波段的辐射亮度值。如图20最后将运算过的T31、T32和卫星天顶角的数据代入公式(sec在波段运算中写成acos,角度要换算成弧度35*/180):计算得到最后的结果图如图。(图10利用math工具进行波段运算) (图11 计算得到的SST灰度图)10)生成海表面温度的彩色图像。打开SST图像,在窗口菜单栏里选择ToolColor MappingENVI Color Tables,选择合适的颜色生成图像。并在ROI Resize窗口的菜单里选择OverlayGrid Line,生成经纬栅格线。最后得到生成的图片如图12。四、实验心得这是海洋遥感第一次实验,用的是上学期实习学的ENVI软件,所以上手很快。彭老师把实验指导书写的也非常详细,所以操作也不存在什么问题。我们这节课做的是“渤海、黄海海洋表面温度遥感”。 海洋表面温度(SST)是重要的海洋环境参数之一,是定量探测其他海洋环境参数的重要辅助参数,也是探测诸如上升流等海洋现象的重要依据。传统的船测或站点测量不能反映海洋温度场的整体状况,因此航天遥感已成为探测全球海洋表面温度场的最佳手段。研究用MODIS数据提取我国海域海洋表面温度的方法,建立了适合于我国海域的MODIS海洋表面温度遥感实用模式。研究表明,此算法的反演精度比较高,用这种模式计算的海面温度可较真实地反映海洋表面温度分布状况。11

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