ASTER数据处理.docx

ASTER 数据ASTER 数据有 14 个波段组成，1、2、3 波段为可见光 /近红外波段，3B 波段为后视成像波段，是卫星飞过去了几十秒后对先前垂直成像区域的重新成像，3N 波段 3B 波段是一样的波段范围成像，只不过 3N 是垂直成像 3B 为后视成像，3N 波段与 3B 波段组成立体像对用于 ASTER 立体测图生成 DEM用于制作调绘片我们采用 1、2、3 波段1、2、3 波段的空间分辨率为 15m，4-9 波段为短波红外波段空间分辨率为 30m，10-14 波段为热红外波段空间分辨率为 90m 在 ENVI 里处理相对比较方便，可以直接读取，然后选择自己想要的波段另存文件利用 ENVI 的 ASTER 数据处理1.用 ENVI 打开 ASTER 数据，观察数据取值，如果是整形则进入下一步；否则，若数据出现浮点型，那么在 ENVI 主菜单 File->Preferences->Miscellaneous 当中把 Auto-Correct ASTER/MODIS 选项改为 No，然后重新打开，ASTER 数据就变成了整形ENVI 自动对这两种数据进行辐射转换，但是参数获得来源不明，还是自己手动设置放心一些。

如果在浮点型数据基础上再做一次辐射转换，后果可想而知（本人阵亡于此）2.利用 CrossTalk 3.0 做串扰纠正；3.将红外波段 30 米分辨率的数据向可见光- 近红外配准，重采样4.为每个波段输入波长、增益、偏差；5.应用增益偏差参数进行辐射转换；6.大气纠正（FLAASH）7.裁剪FLAASH 模块的大气校正1.1　FLAASH 模块简介FLAASH 是由世界一流的光学成像研究所－波谱科学研究所（Spectral Sciences）在美国空气动力实验室支持下开发的大气校正模块波谱科学研究所在 1989 年大气辐射传输模型开发初期就广泛从事 MODTRAN 的研究工作，已成为大气辐射传输模型开发过程中不可缺少的一员FLAASH 适用于高光谱遥感数据（如HyMap，AVIRIS ，HYIDCE，HYPERION，Probe-1，CASI 和 AISA）和多光谱遥感数据（如陆地资源卫星，SPOT，IRS 和 ASTER）的大气校正当遥感数据中包含合适的波段时，用 FLAASH 还可以反演水气、气溶胶等参数ENVI 中大气校正模型 FLAASH，是高光谱辐射能量影像反射率反演的首选大气校正模型。

FLAASH 能够精确补偿大气影响，其适用的波长范围包括可见光至近红外及短波红外，最大波长范围为 3μm其他的大气校正模型是计算方法基于查找表（Look-up Table） 、利用插值方法计算，而 FLAASH 是直接移植了 modtran4中的辐射传输计算方法用户可以选取代表研究区的大气模型和气溶胶类型，并且对每景影像，Modtran 都有独特的解决方案1.2　ASTER 数据预处理ASTER　L1B 数据是记录是 DN（Digital Number）值，而基于 FLAASH 大气校正过程中，需要的是辐射能量值因此，需要对 ASTER　L1B 数据辐射定标，即把无量纲的 DN 值转换成有量纲的分辐辐射亮度值的过程（式 1） ，Radiance=gain*DN+offset　 　　　　　　　　　　 　　（式 1）其中，gain 是增益,offset 是偏差经辐射定标后，得到天顶辐射能量值，其量纲为 W/(m2.sr.um)ASTER 数据多以 HDF 格式储存，利用 ENVI 软件中 Baisc Tools->Preprocessing->Data-Specific Utilities->View HDF Global Attribute 功能，读取相应 ASTER　HDF文件中的增益、偏差、成像时间和中心点坐标信息，增益和偏差信息见表 1。

根据 ASTER 数据特点［6］ ，需要对短波红外波段数据重采样，以使其与可见光－近红外波段影像的像元数相同然后，把可见光－近红外波段与短波红外段按波段顺序合并成新的文件利用 ENVI 软件，编辑新文件的头文件主要输入波长值见文献 6、波长单位、增益、偏差和中心波长半极值宽度（FWHM，Full Width Half Maximum） 中心波长半极值宽度可以近似用每个波段的带宽代替，如果波长单位为微米，应该转成纳米单位然后，利用 ENVI 软件中 Baisc Tools-Preprocessing->General->Purpose Utilities->Apply Gain and Offset 功能下，生成辐射能量数据由于 ENVI 软件保存的数据格式通常为波段顺序格式（BSQ ） ，而FLAASH 大气校正模块使用的是波段逐行交叉顺序（BIL）或波段逐像元交叉顺序（BIP）格式的文件，因此，ASTER 数据预处理的最后一步是把 BSQ 格式的文件转换成 BIL 或 BIP 格式的文件 .FLAASH 模块参数设置1.3.1　尺度转换因子的计算FLAASH 模块中，在输入辐射能量数据时，同时要求输入尺度转换因子。

尺度因子有两种输入方式①当各波段尺度转换因子不同时，选择每一种的输入方式，即事先把尺度因子输入到记事本文件中，然后，从记事本文件中直接读取；②当尺度转换因子相同时，选择第二种输入方式图 2由于模块中要求辐射能量的量纲是 μW/（cm2·nm·sr）,而经辐射定标 ASTER 数据的量纲为 W/(m2·um·sr)，所以后者还需通过换算关系式 1μW/（cm2·nm·sr ） =10 W/(m2·um·sr)进行量纲转换因此，利用 FLAASH 模块校正 ASTER 数据时，其尺度转换因子为 10对其它类型遥感数据大气校正时，可以参照上述方法计算相应的尺度转换因子判断尺度因子设置正确与否可的方法是依据图像的数据统计特征，即当统计数据没有负值和大于 1×放大系数的数值，则可以认为尺度转换因子设置正确1.3.2　FLAASH 其它参数的设置（1）图像中心点坐标可以从相应的 HDF 文件中找到，也可以从屏幕上直接读取影像的中心坐标，对反演结果影响不大当影像位于西半球时，经度为负值；（2）传感器类型当选择传感器类型时，模块会选择相应的类型的传感器波段响应函数，同时系统一般会自动设置传感器的高度和图像的空间分辨率；（3）海拔高度海拔高度为研究区的平均海拔；（4）数据获取日期和卫星过境时间卫星过境时间为格林尼治时间，可以从相应的 HDF 文件中找到；（5）大气模型模块提供热带、中纬度夏季、中纬度冬季、极地夏季、极地冬季和美国标准大气模型，研究者根据数据获取时间选择相应的大气模型；（6）水气反演大多数多光谱数据不推荐反演水汽含量；（7）气溶胶模型可供选择的气溶胶模型有无气溶胶、城市气溶胶、乡村气溶胶、海洋气溶和对流层气溶胶模型。

当能见度大于 40Km 时，气溶胶类型选择对反演没有太多影响，一般情况下利用 ASTER 数据不做气胶反演；在高级设置中，①Modtran 分辨率（Modtran resolution）：一般设置成 5cm-1；②反射率输出的时尺度系数，默认尺度系数是 10000，可以使用默认的尺度系数若使用默认的尺度系数，大气校正后得到反射率图像的数值域为：0-10000其余参数使用默认值。