環境小衛星多光譜數據FLAASH精確大氣校正方法環境與災害監測預報小衛星星座A、B星（簡稱環境小衛星，簡寫HJ-1A/1B）于2009年3月30日開始正式交付使用，HJ-1-A星搭載了CCD相機和超光譜成像儀（HSI），HJ-1-B星搭載了CCD相機和紅外相機（IRS）。HJ-1A/1B衛星是繼我國繼氣象、海洋、國土資源衛星之后一個全新的民用衛星。衛星投入使用后，對自然災害、生態破壞、環境污染進行大范圍、全天候、全天時的動態監測，對災害和環境質量進行快速和科學評估，提高災害和環境信息的觀測、采集、傳送和處理能力，為緊急救援、災后救助及恢復重建和環境保護工作提高科學依據。HJ-1數據應用于自然災害、生態環境之前，需要進行幾何及光譜方面的預處理。ENVI在數據讀取、圖像配準、精確大氣校正等方面提供了非常好的工具。1、數據讀取目前，網上免費獲取的HJ-1A/1B衛星CCD和HSI影像的分發的格式主要有兩種：CCD為Geotiff，每一個波段為一個Geotiff文件，并提供一個元數據說明（.XML）;HSI為HDF5格式，也提供一個元數據說明（.XML）。CCD相機的Geotiff格式直接可以在ENVI軟件下打開，利用ENVI->BasicTools->LayerStacking工具將各個波段組合成一個文件輸出。HIS高光譜數據是以HDF5格式提供，安裝ENVI的HDF5讀取補丁后直接在ENVI中打開。更為方便的方法是直接使用HJ-1數據讀取補丁，下載網址為：/ESRI/thread-83044-1-3.html0直接雙擊運行.sav或拷貝sav文件到ENVI安裝目錄的save_add目錄下，1）啟動ENVI->File->OpenExternalFile->HJ-1->HJ-1A/1BTools工具（下圖）。直接讀取CCD、HIS、IRS數據，輸出結果為一個多波段的ENVI標準柵格文件，并帶有中心波長等信息，其中CCD數據可以直接輸出定標結果（輻射亮度）。1.1HJ-1A1.1HJ-1A/1BTools注意此步驟中Calibration和LayerStacking選項應勾上。如果數據是BSQ格式的，要轉換3)JVI4.8BasicTcolsClassificationTransfcnnFiResizeData(Spatial/Spectral)SubsetDataviaROIsRotate/FlipDataLayerStackingConvertData(BSQfBIL,BIP)StretchDataStatisticsSpatialStatisticsChangeDetectionMeasurementToolBandMathSpectralMathSegmentationImageRegionOfInterest3)成BIL或者BIP格式的。轉換方法Mcsaickinq2)構建波譜響應函數任何傳感器在設計時都會給出嚴格的波段響應函數，環境小衛星也不例外。在中國資源衛星應用中心可下載：/n16/n1115/n1522/n2118/index.htmlo以四列數字形式提供，第一列表示波長，后面四列分別表示4成BIL或者BIP格式的。轉換方法選擇Window->StartNewPlotWindow,ENVIPlotWindow窗口中，選擇File->InputData->ASCII,如圖2所示，選擇相應的波普響應函數選擇File->SavePlotAs->SpectralLibrary，將波譜曲線保存為波譜庫文件。

注意此處的WavelengthUnits應選Nanometers.4)如下圖3.2所示，生成了4條曲線。選擇Edit->DataParameters,更改每一條曲線的名稱:b1,b2,b3,b4，便于區分。2、FLAASH大氣校正啟動FLAASH模塊，將準備好的數據輸入，注意定標后的單位是W/(m2*um*sr)與FLAASH要求的單位(以W)/(cm2*nm*sr)相差10倍關系，因此在RadianceScaleFactors中輸入10縮放系數。

其他特殊參數設置主要如下:l一般參數設置傳感器高度(SensorAltitude):650km像元大小(pixelSize):30m地面高程()：0.05kmFLAASHAtmosphericCorrectionModelInputParameters多光譜數據參數設置FileterFunctionFile：選擇前面生成的波譜響應文件。大氣模型(AtmosphericModel)根據經緯度和日期來定。表1六種標準的大氣模型Latitude(°N)Jan.MarchMayJulySept.Nov.80SAWSAWSAWMLWMLWSAW70SAWSAWMLWMLWMLWSAW60MLWMLWMLWSASSASMLW50MLWMLWSASSASSASSAS40SASSASSASMLSMLSSAS30MLSMLSMLSTTMLS20TTTTTT

10TTTTTT0TTTTTT-10TTTTTT-20TTTMLSMLST-30MLSMLSMLSMLSMLSMLS-40SASSASSASSASSASSAS-50SASSASSASMLWMLWSAS-60MLWMLWMLWMLWMLWMLW-70MLWMLWMLWMLWMLWMLW-80MLWMLWMLWSAWMLWMLW高級設置其它參數參考FLAASH大氣校正的參數說明。高級設置里注意將TitleSize設置成合適的值，一般設置成100-800不等，如有發現此類問題相關報錯，請試著調試TitleSize大小和圖7中的ImageTitleSize大小，一般CacheSize設置成物理內存的一半，ImageTitleSize大小設置成CacheSize的一半。。SystemPreferencesUserDefinedFilesDefaultDirectoriesDisplayDefaultsPlotDefaultsGridLineDefaultsPreviousFilesListMiscellaneousConfigurationNameDefaultENVIConfigurationMenuOrientationUserDefinedFilesDefaultDirectoriesDisplayDefaultsPlotDefaultsGridLineDefaultsPreviousFilesListMiscellaneousConfigurationNameDefaultENVIConfigurationMenuOrientationHorizontalPostScriptOutputCommandLineBlockingNoExitIDLonExitfromENVIYesStatusWindowforInputDataYesInteractiveStretchAutoApplyOffAutoAppendExtensionsYesAutoLoadDefaultBandsYesOpenApplicableFilestoMemoryYesAuto-CorrectASTER/MODISYesPageUnitsInchesPageSize8-5011.00PageOffset0.250MemoryUsageCacheSize(Mb)ImageTileSize(Mb)1042.00=10.00=FLAASH大氣校正常見錯誤及解決方法II,,IFLAASH對輸入數據類型有以下幾個要求：1、波段范圍：衛星圖像：400—2500nm，航空圖像:860nm-1135nmo如果要執行水汽反演，光譜分辨率<=15nm(環境小衛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：11050-1210nm1770-870nm1870-1020nm2、像元值類型：經過定標后的輻射亮度(輻射率)數據，單位是：(pW)/(cm2*nm*sr)。3、數據類型：浮點型(FloatingPoint)、32位無符號整型(LongInteger)>16位無符號和有符號整型(Integer、UnsignedInt),但是最終會在導入數據時通過ScaleFactor轉成浮點型的輻射亮度(pW)/(cm2*nm*sr)。4、文件類型：ENVI標準柵格格式文件，BIP或者BIL儲存結構。5、中心波長：數據頭文件中(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)，這兩個參數都可以通過編輯頭文件信息輸入(EditHeader)o運行錯誤

Unabletowritetothisfile.Fileordirectoryisinvalidorunavailable。沒有設置輸出反射率文件名。解決方法是單擊OutputReflectanceFile按鈕，選擇反射率數據輸出目錄及文件名，或者直接手動輸入。ACCError：convert?IDLError：Endofinputrecordencounteredonfileunit:0.平均海拔高程太大。注意：填寫影像所在區域的平均海拔高程的單位是km：GroundElevation(Km)oACCerror：avrd:IDLerror：Unabletoallocatememory:tomakearrayNotenoughspaceACC_AVRD

為了能處理大數據，ENVI采用分塊計算的方式，這個提示是分塊（Tile）太大了。在高級設置里面（AdvancedSettings），tilesize：它默認是File->preferences->miscellaneous:cache的大小，這個值正常是1~4Mb（0背景很少的情況下）；如果0背景較多，這個值還是需要設置大一些，比如100?200m。ACCerror:avrd:NononblankpixelsfoundIDLerror:OPENR:Erroropeningfile.Unit:100,Problem:TheFLAASHprogramexitedwiththefollowingerrors：ACCerror:jvrdiNoncnbiankpixekfound1DLerrorOPENR;Erroropenrrigfile.Unit:100,File:CL\ProgramFiles\m\!DL\1DL80\produrts\envi48\filt_func\tmf5H.hdr敦找木到指定的文件.ACC^AVRDACC.HVPGR2ACC_ACCENVI_ACCJVENTENVI_FLAASH_PROCE5S_MANAGERIDLRTMA1N￡MAIN$為了能處理大數據，ENVI采用分塊計算的方式，當Tile設置太小，而且有背景值(0)，就會出現一個Tile中全部為0的情況，提示這個錯誤信息。在高級設置里面(AdvancedSettings)，tilesize：設置稍微大一些，如100~200M等。ACCerror:lsmooth2:IDLerror:ACC_LSMOOTH2:CannotcontinuewithsmoothingcalculationENVIErrorProbterriiTheFLAASHprogramexXed^iththefol]owingerrors：ACCerror;Ismooth2;1DLerror:ACCttLSMOOTH2:Cannotcontinuewit和smoothingcakuidtion.ACC_LSMOOTH2ACC^HYPER2ACC_ACCENV1^ACC_EVENTENVI_FLAASH_PROCESS_MANAGERIDLRTMAINENVI的FLAASH提供領域糾正功能，但是MODIS、AVHRR等圖像分辨率比較低，領域效應區分不出來。解決方法是在在高級設置里面(AdvancedSettings)，將領域糾正(UseAdjacencyCorrection）設置為No。6.ACCerror:modrd5:Nonfinitenumbersincoefficient6.ACCerror:modrd5:Nonfinitenumbersincoefficientarraycoef<?xml:namespaceprefixns〃urn:schemas-microsoft-com:office:office〃/>IDLerror:CDRIVER4V3R2:>>>WaitforMODTRAN4calculationtofinish…finish…<?xml:namespaceprefix=vns=〃urn:schemas-microsoft-com:vml〃/>提示傳入MODTRAN模型參數有誤，常常是由于太陽高度角太小或者太大引起提示這個錯誤之前會出現以下提示框的提示這個錯誤之前會出現以下提示框的解決方法是確認填寫的影像中心位置經緯度信息（西經為負數、南緯為負數）、影像成像時間（格林威治時間）是否正確。7.ACCerror:autochanHIS數據缺少K-T氣溶膠反演的所需的波段，因此不能使用K-T方法反演氣溶膠。8、ACCerror:autochanACC_AUTOCHAN:Nowaterabsorptionchannelsselected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、ACCerror:avrdIDLerror:REBIN:ResultdimensionsmustbeintegerfactoroforiginaldimenENVIErrorProblem:TheFLAASHprogramexitedwiththefollowingerrors:ENVIErrorACCerror:avrd:IDLerror:REBIN:ResultdimensionsmustbeintegerfactoroforiginaldimensionsACCJkVRDACC_HYPER2ACCJ^CCENVI_ACC_EVENTENVI_FLAASH_PROCESS_MANAGERIDLRTMAIN這個錯位一般出現在你多次執行FLAASH工程文件時，沒有重新設置輸出文件而選擇替代的時候出現。好的方法就是重新啟動FLAASH和加載一次工程文件。結果錯誤結果中某一個波段或者多個波段全部為0或者負值主要產生的原因是輸入的輻射亮度數據值偏小?？赡苡幸韵聨追N情況：在傳感器定標的時候選擇的是表觀反射率(Reflectance)而不是輻射率數據(Radiance)；沒有做傳感器定標，即沒有將DN值轉換為輻射率數據；選擇了錯誤的波譜響應函數；用BandMath做了輻射亮度的單位換算，在FLAASH中導入輻射亮度數據時，ScaleFactor選擇的不是1.0000。結果中極大值、極小值非常多，也就是0?10000之外的值。當選擇RGB假彩色顯示的時候，出現花花綠綠的情況。訪會1(R;FLAASH(TMJl''Meta(Band4)-Land^atTJa^perRidge^hrf,,Ja」I回」FileOverlayEnhanceTqqI^Windows輻射定標得到的輻射率數據單位與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中導入輻射亮度數據時，ScaleFactor選擇的不是1.0000。沒有做單位換算。結果中部分像元為負值這個屬于正?，F象。FLAASH是采用MODTRAN輻射傳輸模型模擬成像中的大氣過程，而且很多大