基于TM影像的FLAASH模块大气纠正及评价
FLAASH大气校正和黑暗像元法
FLAASH大气校正和黑暗像元法操作指导FLAASH大气校正大气是介于卫星传感器与地球表层之间的一层由多种气体及气溶胶组成的介质层。
在太阳辐射到达地表再到达卫星传感器的过程中，两次经过大气，故大气对太阳辐射的作用影响比较大。
大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲是获得地物反射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数，狭义上是获取地物真实反射率数据。
大气校正可以用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，也可以消除大气分子和气溶胶散射的影响。
大多数情况下，大气校正也是反演地物真实反射率的过程。
目前应用广泛的大气辐射传输模型有30多种，常用的辐射传输模型主要有6S、MODTRAN和ATCOR等，各种模型的基本原理都是基本相同，其中MODTRAN模型的精度最高。
MODTRAN模型还可以计算热红外波段。
实验数据实习所用到的数据为TM影像和ETM+影像，其FLAASH大气校正的方法和操作步骤一致，这里以TM影像为例介绍。
对于各个影像所需要的具体参数，将在需要用到的时候说明。
本文采用的实验测试数据为，具体的数据内容列表见下图1：1991年1999年2010年图1该数据包含了7个波段，其中的B6为热红外波段，不在本次Flaash校正范围内，其他剩余波段为可见光波段，需要进行大气校正。
操作步骤1、打开tm原始影像数据ENVI > file > open image file > ‘LT51230321991168BJC00_MTLold.txt’ > 打开文件，如下：可见光波段为选择波段图3辐射定标参数设置对话框3、储存顺序调整Flassh大气校正对于波段存储的要求为：BIL，BIP格式，上述计算得到的存储方式为BSQ，在此进行波段存储顺序的转化，具体操作如下：ENVI > basic tools > convert data (BSQ ,BIL ,BIP)图 4 存放顺序转换4、Flaash校正参数设置大气校正的前期准备工作完毕，现在进行校正参数的设置：ENVI > basic tools > preprocessing > calibration utilities > FLAASH，弹出对话框：的BIL或BIP格式数据，然后会弹出下面对话框（图6），按照下图进行设置。
Flassh大气校正
[转载]大气校正（转）大气校正是定量遥感中重要的组成部分。
本专题包括以下内容：∙ ●大气校正概述∙∙●ENVI中的大气校正功能1大气校正概述大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据。
用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。
大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。
很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。
通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。
我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。
常见的绝对大气校正方法有：●基于辐射传输模型∙ ∙♦MORTRAN模型∙ ∙♦LOWTRAN模型∙ ∙♦ATCOR模型∙ ∙♦6S模型等●基于简化辐射传输模型的黑暗像元法●基于统计学模型的反射率反演；相对大气校正常见的是：●基于统计的不变目标法●直方图匹配法等。
既然有怎么多的方法，那么又存在方法选择问题。
这里有一个总结供参考：1、如果是精细定量研究，那么选择基于基于辐射传输模型的大气校正方法。
2、如果是做动态监测，那么可选择相对大气校正或者较简单的方法。
3、如果参数缺少，没办法了只能选择较简单的方法了。
2 ENVI大气校正功能在ENVI中包含了很多大气校正模型，包括基于辐射传输模型的MORTRAN模型、黑暗像元法、基于统计学模型的反射率反演。
基于统计的不变目标法可以利用ENVI一些功能实现。
其中MORTRAN 模型集成在ENVI大气校正扩展模块中。
还有直方图匹配等。
2.1 简化黑暗像元法大气校正黑暗像元法是一种古老、简单的经典大气校正方法。
操作-大气校正,辐射定标,气溶胶反演
基于RS\GIS监测洪灾变化上机操作实例基本原理：①大气校正遥感图像在获取过程中，受到大气吸收与散射、传感器定标、地形等因素的影响，且会随时间的不同而有所差异。
利用多时相遥感图像的光谱信息检测地物变化的重要前提是要消除不变地物的辐射值差异。
大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，大多数情况下，大气校正是反演地物真实反射率的过程。
目前可以进行大气校正的模块有很多种，如最早的MODTRAN 4+，6S (Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum)，ACORN，ATREM，在ERDAS IMAGINE 8.7上的模块ATCOR，以及ENVI上的模块FLAASH（基于MODTRAN）。
FLAASH可对LANDSAT，SPOT，A VHRR，ASTER，MODIS，MERIS，AATSR，IRS等多光谱、高光谱数据、航空影像及自定义格式的高光谱影像进行快速大气校正分析。
下面的大气纠正步骤，都是基于FLAASH进行的。
②辐射定标当我们拿到一幅原始影像，先要进行辐射定标，目的是把图像上的DN（Digital Number）值转为辐亮度或者是反射率。
辐射定标的结果可以是表观辐亮度（L），也可以是表观反射率（ρ）。
计算表观辐亮度（L）的公式为：Radiance=（（Lmax-Lmin）/（Qcalmax-Qcalmin）*（Qcal-Qcalmin）+Lmin ①其中：Radiance 是表观辐亮度，注意单位是W/m2·sr·μm；Qcal为像元DN 值（也就是影像数据本身）；Qcalmax为传感器处最大辐亮度值所对应的DN值，一般为255；Qcalmin 为传感器处最大辐亮度值所对应的DN值，一般为0；Lmax 和Lmin是从参数表中查询，Lmin为光谱辐亮度的最小值，单位同L；Lmax为光谱辐亮度的最大值，单位同L。
TM影像数据校正过程
Ⅰ、基于ENVI TM数据大气校正过程：1、首先点击File→Open Image File，选择需要大气校正的TM数据，加载1、2、3、4、5、7波段。
2、然后做数据校准（即传感器定标）：打开TM数据，单击“Basic Tools”->“Preprocessing”->“Calibration Utility”->“Landsat Calibration”,选择要校准的文件，然后会弹出下面的对话框：①第一个是传感器选项，选择Landsat 5 TM②接下来是影像获取时间、太阳高度角、波段等，这些在所下载影像的同一文件夹中可以找到，格式为_MTL.txt。
③校正类型“ Calibration Type”选择辐射：“Radiance”④选择输出文件夹及名称，点击OK即可。
⑤依次对六个波段进行辐射定标。
3、波段叠加（Layer Stackin）：单击”Map”->” Layer Stacking”,弹出对话框,单击“Import File…”，导入已校准的波段文件，导入文件后单击“Reorder Files…”，调整波段的排列顺序。
输入要保存的文件名，单击“OK”。
4、对叠加后的文件编辑新头文件。
单击”File”->”Edit ENVI Header”,选择要编辑的文件，然后弹出对话框：①单击“Edit Attributes”->”Wavelengths”,弹出如下对话：单位改为纳米（Nanometers），单击Import ASCII...加载已经编辑好的中心波长_txt,点击OK。
②单击“Edit Attributes”->”Gain”,加载编辑好的增益和偏置_txt，点击OK。
③单击“Basic Tools”->“Preprocessing”->“General Purpose Utilities”->“Apply Gain and offset”,应用增益和偏置，选择输出文件夹及名称，点击OK。
基于FLAASH模型输入参数的校正结果评价分析
基于FLAASH模型输入参数的校正结果评价分析吕思思;甘淑;刘国徽【摘要】以香格里拉地区的Landsat5 TM遥感图像为例,对FLAASH模型在使用不同范围、不同大气模式、不同气溶胶模式和不同二氧化碳浓度等输入条件情况下分别进行大气校正实验,将校正结果进行对比分析.结果表明:从校正后植被的反射光谱曲线来看,虽然FLAASH模型的这4个参数发生了变化,但其结果仍能在一定程度上减弱遥感影像所受到的大气的影响.这4个参数的变化对FLAASH模型的校正结果有一定的影响,但敏感性不强.无气溶胶模式的大气校正,虽然在结果的异常值像元个数方面比有气溶胶模式的表现要好,但是在进行FLAASH大气校正时,不建议选择无气溶胶模式.【期刊名称】《浙江农业科学》【年(卷),期】2017(058)008【总页数】6页(P1471-1476)【关键词】FLAASH;大气校正;敏感度【作者】吕思思;甘淑;刘国徽【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TP75太阳辐射传输过程中，大气中的气体和气溶胶与太阳辐射发生相互作用后，会造成太阳辐射的衰减。
因此，大气被认为是造成遥感图像辐射畸变的主要外部因素之一，在进行遥感定量应用时，需要考虑减弱或消除其对遥感图像造成的影响。
卫星遥感图像的大气校正，一直是遥感定量化研究的难点之一。
近些年来，随着定量遥感技术的迅速发展，以及利用多传感器、多时相遥感数据进行土地利用和土地覆盖变化监测、全球资源环境分析、气候变化监测等的需要，遥感图像大气校正研究越来越受到重视。
目前，遥感图像的大气校正方法很多，按照校正后的结果可以分为绝对大气校正和相对大气校正[1]，按照校正过程可分为间接大气校正和直接大气校正[2]。
常见的绝对大气校正的方法主要有辐射传输模型、黑暗像元法、不变目标法、参考值大气校正法和大气阻抗植被指数法等[3]，其中，以辐射传输模型法校正精度较高。
大气校正问题
ENVI FLAASH 大气校正常见错误及解决方法（2013年7月15号更新） (2011-03-07 16:55:57)转载▼标签： flaash大气校正 分类： ENVI本文汇总了ENVI FLAASH 大气校正模块中常见的错误，并给出解决方法，分为两部分：运行错误和结果错误。
前面是错误提示及说明，后面是错误解释及解决方法。
FLAASH 对输入数据类型有以下几个要求：1、波段范围：卫星图像：400－2500nm ，航空图像：860nm-1135nm 。
如果要执行水汽反演，光谱分辨率<=15nm ，且至少包含以下波段范围中的一个：∙∙●1050-1210 nm ∙∙●770-870 nm∙∙●870-1020 nm2、像元值类型：经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单位是：（μW ）/（cm2*nm*sr ）。
3、数据类型：浮点型（Floating Point ）、32位无符号整型（Long Integer ）、16位无符号和有符号整型（Integer 、Unsigned Int)，但是最终会在导入数据时通过Scale Factor 转成浮点型的辐射亮度（μW ）/（cm2*nm*sr ）。
4、文件类型：ENVI 标准栅格格式文件，BIP 或者BIL 储存结构。
5、中心波长：数据头文件中（或者单独的一个文本文件）包含中心波长（wavelenth ）值，如果是高光谱还必须有波段宽度（FWHM ），这两个参数都可以通过编辑头文件信息输入（Edit Header ）。
运行错误1.Unable to write to this file.File or directory is invalid or unavailable 。
没有设置输出反射率文件名。
解决方法是单击Output Reflectance File按钮，选择反射率数据输出目录及文件名，或者直接手动输入。
2.ACC Error：convert7IDL Error：End of input record encountered on file unit:0.平均海拔高程太大。
Flassh大气校正
[转载]大气校正（转）大气校正是定量遥感中重要的组成部分。
本专题包括以下内容：∙ ●大气校正概述∙∙●ENVI中的大气校正功能1大气校正概述大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据。
用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。
大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。
很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。
通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。
我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。
常见的绝对大气校正方法有：●基于辐射传输模型∙ ∙♦MORTRAN模型∙ ∙♦LOWTRAN模型∙ ∙♦ATCOR模型∙ ∙♦6S模型等●基于简化辐射传输模型的黑暗像元法●基于统计学模型的反射率反演；相对大气校正常见的是：●基于统计的不变目标法●直方图匹配法等。
既然有怎么多的方法，那么又存在方法选择问题。
这里有一个总结供参考：1、如果是精细定量研究，那么选择基于基于辐射传输模型的大气校正方法。
2、如果是做动态监测，那么可选择相对大气校正或者较简单的方法。
3、如果参数缺少，没办法了只能选择较简单的方法了。
2 ENVI大气校正功能在ENVI中包含了很多大气校正模型，包括基于辐射传输模型的MORTRAN模型、黑暗像元法、基于统计学模型的反射率反演。
基于统计的不变目标法可以利用ENVI一些功能实现。
其中MORTRAN 模型集成在ENVI大气校正扩展模块中。
还有直方图匹配等。
2.1 简化黑暗像元法大气校正黑暗像元法是一种古老、简单的经典大气校正方法。
Flaash大气校正
上机实习容：Flaash大气校正学生王玲学号201420771院系城市与环境学院专业地图学与地理信息系统年级2014级教务处制Flaash大气校正实验报告一、实验目的通过本次实验能够更深一步理解大气校正的原理、方法。
并且熟练掌握Landsat8 OLI 数据的大气校正的流程。
二、实验容1、辐射定标目的：将传感器记录的电压或数字量化值（DN值）转换为绝对辐射亮度值（辐射率）。
原理：L=Gain*DN + Bias步骤：（1）首先，在Envi5.1中打开辐射定标工具，Toolbox/Radiometric Correction/ Radiometric Calibration，并在File Selection对话框中选择数据，如下所示：（2）辐射定标参数设置当选择好辐射定标的数据时，接下来需选择定标参数。
其中，①Calibration Type：辐射定标类型，因Flaash校正要求输入的数据为辐亮度值，因此辐射定标类型选择辐亮度。
当数据的每个波段包含Gain和Offest参数时，Envi会自动从元数据文件中获取这些参数，并按照辐射定标公式进行定标，本实验所使用的Landsat8 OLI 数据的元数据中包含这两个参数。
另外，Envi默认Gain和Offest参数定标单位为W/（m2*sr*μm），因此，计算得到的辐亮度值为W/（m2*sr*μm）。
②Output Interleave：输出数据存储顺序，因Flaash校正要求输入的数据存储类型为BIL或BIP，但因BIL的处理速度快，故在此选择BIL。
③Output Data Type：输出数据类型，辐射定标中可以选择的输出数据类型为三种，分别是：浮点型（Float）、双精度浮点型(Double)和无符号位16整型(Uint)。
本实验中使用的OLI6 原始数据为无符号16位整型，在进行Flaash校正时计算缩放因子是无单位型与浮点型数据之间的缩放关系，因此，该处选择浮点型（Float）。
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可 以通过 原始 影像 的基 本参数 计算 得 出 。从 而 反 演 出影像 的真 实辐 射 率 。在 计 算 邻 近像 元 反 射 率 时 ， 传感 器 接收 到直 接来 自 目标 地物 的光 子 的信 号 被分 为 经 大气 散射后 进 入传感 器 和经邻 近像元 散射 后 进入 传
太 阳辐射 在 真 空 中传 播 时 几 乎不 受 大 气 的影 响 。 然 而 当太 阳辐射 到 达 地 面在 进 人 传 感 器 以前 ， 首先 经 过大 气层 ， 在 这个 过程 中会 受到 大气 中分子 、 气 溶胶 和
Ｌ＝
＋
式 中 Ｌ为传感器 接 收到 的某 个 像元 的辐 射 强度 ； ｐ 表示该像元 的地表反射率 ； ｐ 为该像元 及周边像 元 的混 合平均地表反 射率 ； ５为大气 的球 面反射率 ； Ａ， Ｂ是 由大 气条件及地表 下 垫面几 何 条件 所决 定 的系数 。Ｌ 为太 阳辐射经 大气 散 射后再 由地表 向上反 射通 过 大气 进入
接收传感器单 元 的一部分 辐照度 。大 气散射会 引起 “ 邻 近像元效应 ” ， 而大 多数 的 大气 辐射 纠正模 块 中一 般假 设 Ｐ＝ ｐ 。 ， 这样 的纠正方式忽 略 了“ 邻 近像元效 应 ” ， 这些
云粒子等大气吸收与散射 ， 这对 于定量研究和分类精
度造 成很 大 的影 响 … 。 目前 国 内外 使用 的大气 纠正模
摘
要： 在 高光谱 遥感数据处理 中， 由于受到 大气的影响 ， 传感器接收 到的辐射信 息不能真 实地反 映地表反射 光谱信
息， 因此对遥感影像进行大 气纠正去除其影 响 ， 是 高光谱 遥感数据 处理 中极为 重要 的环 节。文章介 绍 了 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ模
块 的基本原理和 Ｔ Ｍ 数据在进 行大气纠正时的参数设 置 ， 并用 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ模块 对豫 西北 区 Ｔ Ｍ 遥感影像进 行 大气校正
效应进行 了纠正 。在 ￡ 、 ｓ 、 Ａ、 Ｂ、 Ｐ 。已知 的前 提下 ， 可 以 使用式 （ ２ ） 计算 出像 元 的空 间平 均辐射率 Ｊ 。
（ ２ ）
２ Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ模 块大气纠正原理及算法
Ｆ Ｉ ＡＡ Ｓ Ｈ是基于 ＭＯ Ｄ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ ４模型 的大气 纠正模块 ，
收稿 日期 ： ２ Ｏ ｌ ２ 一ｌ ２ 一ｌ ３
ｐ Ｒ Ａ （ “ ） ｅ “ ＋ （ Ｐ ） Ｔ Ｒ Ａ （ “ ） ｄ （ Ｍ ） ， 、
物较为准确的信息 。本文对豫西北地区 Ｔ Ｍ高光谱数
据通 过 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ模 块进 行大 气 纠正 。
模型在地 物类 型 单一 而且 具有 较 高 能见度 的情况 下 是
可行的， 但在有薄云或地表反射对 比强烈的条件下会导
致在短 波 范 围 内大气 纠 正 结果 误 差 较大 。Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ 是 利用大气 点扩散 函数 进行 空 间均 衡化 处 理对 邻 近像 元
主要用于从高光谱遥感影像 中还原 出无大气影 响或受大
气影响 较 小 的地 物 地 表 反 射 ０ ． ４ ａ ｍ～ ３ ｕ ｍ。与其 他大气 纠 正模 型 的计 算 方法 不 同 ， Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ直接 与 Ｍ Ｏ Ｄ Ｔ Ｒ ＡＮ ４的大 气辐 射 传输 编 码 相结 合， 而不采用 模型数 据库 中加入 的辐 射参 数对 大气 进行
型主 要有 Ｃ Ｒ Ｏ Ｒ Ｎ、 Ａ Ｃ Ｔ Ｏ Ｒ、 ＭＯ Ｄ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ和 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ
等ｌ ２ ｊ 。Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ 大 气 纠正模 型在 国内应 用较 少， Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ是 目前 精 度 较 高 的 大 气 辐 射 纠 正 模 型 ， 能 有
效 消除 大气 和光 照 等 因 素对 地 物 反 射 的影 响 ， 获得 地
以及对 处理 结果进行 了薄云纠正程度 ， 光谱纠正情况和 归一化植被指 数等 的评 价 ， 并与 Ａ Ｔ Ｃ Ｏ Ｒ模型进行 了对 比。证
明Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ 模 块 大 气纠 正 效 果 良好 。
关键词 ： 遥 感 影像 ； 大气纠正； Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ； Ｔ Ｍ数据
１ 引 言
２ ０ １ ３年 １ ０月 第 ５期
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ８ ２ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ６ ３ — ０ ４
城
市
勘
测
０ｃ ｔ ． ２ ０１ ３
Ｕｒ ｂ ａ ｎ Ｇｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ
Ｎｏ ． ５
中 图分 类号 ： Ｔ Ｐ ７ ５
文 献标 识 码 ： Ａ
基于 Ｔ Ｍ影像 的 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ模 块 大 气 纠 正 及评 价
刘 华尧 ， 李 舟 ， 潘 真 ， 文 思
（ １ ．桂林理 工大学 测绘 地理信息学院 ， 广西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４； ２ ．广州南方测绘仪器有 限公 司， 广东 广 州 ３ ． 桂林理 工大学 土木与建筑工程学院 ， 广西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ） ５ １ ０ ６ ６ ５ ；
感 器两 部分 即 ：
ＰＴ Ｏ Ａ ＰＲ Ａ ＋— — — —
．
都可 以被直接选用 ， 并计算 处无大气 影响 的地 表反射 率。 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ能够生成薄云和卷云的分类影像 ， 对光谱进行平 滑， 消除噪声 Ｆ Ｌ Ａ Ａ Ｓ Ｈ 大气纠正基于太 阳波 谱范 围内（ 不 包括热辐射 ） 标 准 的平面 朗伯体 在传感 器处 接收 到 的单 个像元光谱辐射亮度按式 （ １ ） 进行计算 Ｊ ：