利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下
MODIS数据介绍
1、MODIS 1B数据下载L1B数据下载地址：中，MOD03数据是用于对1KM,QKM,HKM数据进行几何纠正所用。
别忘记下载。
其中，日期类型为：月/日/年时:分:秒其中，网页中显示的时间为UTC时间，换算为北京时间为：UTC时间=北京时间-8小时。
因此，要获得1月16日的数据则范围为：01/15/2003/16:00:00~01/16/2003/ 16:00:00 在‘spatial selection’ 选项中选择“latitude/longtitude”,按经纬度形式选择影像范围。
点击’search’查到需要的数据：勾选需要的数据，点击‘order files now’，输入你接收信息的邮箱，点’order’开始订购该数据。
(如果要搜索多天数据，可以选‘add files to shopping cart’继续搜索其他日期的数据。
所订购数据的存放位置信息：点击‘Data->Track Orders ’可以查看所有已订购的数据的状态。
如果’state’显示‘avalable’即可开始下载。
使用FTP 下载软件下载如FTPCUTE，首先新建站点：ftp:username: anonymous点击‘连接’。
则在右边的框中会显示所有数据，找到自己数据所在的文件夹，并拖到左边的框中，开始下载数据。
OK！知所下载文件名的modis09~17数据可以从FTP上下载：ftp:/ tarra的数如果遇到能查到数据但是下载不了的情况，也可以在FTP中直接查找来下载。
这样做的好处是能查看数据的覆盖区域。
假如：MOD11A1.A2008288.h28v06.005.2008290030125.hdfH26V05,就从里面的文件夹里选出来下载就可以了。
一般使用FTP下载工具下载。
3、常用的MODIS软件：常用的MODIS查看软件还有：a、MODIS explorer（推荐使用）其下载地以方便查看HDF格式的MODIS元数据或信息。
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。
暗像元法反演气溶胶原理
暗像元法反演气溶胶原理
暗像元法反演气溶胶原理
气溶胶是指微观粒子悬浮在大气中的细小液滴、固体粒子和它们的复合体。
这些微粒子对空气质量和天气的影响非常显著，因此对气溶胶的研究显得至关重要。
暗像元法（DARK）是一种用于实现气溶胶的光学探测的技术，其反演原理是基于独特的光学散射过程。
暗像元法反演气溶胶原理主要分为以下几个步骤：
1.制备样品
首先需要制备一个模拟真实大气环境的样品，以获得粒子分布情况。
样品制备的方法是根据实际大气中的分布数据来确定颗粒物的类型、大小和浓度，然后通过特定的技术手段将颗粒物分散到空气中。
2.测量样品的散射和透射特性
使用适当的仪器对样品进行测量，包括反射、散射、透射和吸收四个方向。
这些被测量的数据需要计算出本底散射信号，用于后续的暗像元法反演计算。
3.计算暗像元
暗像元法的独特之处在于它可以利用散射和透射信号的比值（R/T）来计算出暗像元。
暗像元指的是样品中一个离散物质的散射和透射的比值。
要计算暗像元，需要对样品中多个离散物质进行测量，并对信号
进行处理。
最终，计算出的暗像元将作为反演算法的输入参数。
4.反演大小和浓度
利用计算得到的暗像元和经验模型推算气溶胶的大小和浓度。
反演结果有两种形式：一种是把结果以图像的形式呈现出来，另一种是将结果以数值的形式输出。
反演的结果将有助于分析气溶胶的来源、成分和分布。
暗像元法反演气溶胶原理是基于光学散射计算的，并且具有高精度、非侵入性和实时性等优点，已逐渐成为研究气溶胶的主要手段之一。
中国区域MODIS陆上气溶胶光学厚度产品检验
摘 要
以我国 MODIS 共享网站积累的 MODIS L1B 数据和美国威斯康辛大学提供的 IMA PP 软件包气溶胶产品软 件为基础 ,经过产品运行本地化改进处理 ,在国家卫星气象中心建立了气溶胶产品业务化生成和发布机制 。为支 持气溶胶遥感产品算法改进以及潜在用户对产品的合理应用 ,给出对国家卫星气象中心运行的 MODIS 气溶胶遥 感产品质量检验分析结果 。利用 2005 年 1 月 —2007 年 5 月 A ERON ET 地基气溶胶监测网的 L2. 0 级气溶胶光学 厚度产品作为真值 ,用它匹配 MODIS 陆上气溶胶光学厚度产品开展检验 。检验结果表明 : 以卫星过境前后30 min 地基观测时间平均值匹配地基站点位置 10 km 半径范围内的卫星反演结果空间平均值开展检验 ,总体样本的气溶 胶光学厚度均方根误差约为 0. 25 ;满足产品误差要求 ( ±0. 05 ±0. 20τ) 的样本占总样本数的 44 % ;气溶胶光学厚度 反演结果精度具有季节和地域差异 ,干季 (秋 、冬 、春) 的气溶胶光学厚度误差较小 ,而雨季气溶胶光学厚度误差较 大 ,云是雨季气溶胶光学厚度反演结果误差较大的主要影响因素 。 关键词 : MODIS ; 气溶胶光学厚度 ; 误差检验 ; 数据共享
2 期 李晓静等 :中国区域 MODIS 陆上气溶胶光学厚度产品检验 1 49
0. 02 ,足以作为真值用于检验卫星反演的 AO T 值
(C4 版 MOD IS 产 品 不 确 定 性 要 求 是 ±0. 05 ±
0. 20τ) 。
本文分析选择的 A ERON E T 数据为完成云检
为了支持对气溶胶遥感产品算法的改进以及产 品潜在用户对本产品的合理应用 ,本文给出对国家 卫星气象中心运行的 MODIS 气溶胶遥感产品开展 质量检验的分析结果 。利用 2005 年 1 月 —2007 年 5 月 A ERON E T 地基气溶胶监测网的 L2. 0 级气溶 胶光学厚度产品匹配 MODIS 气溶胶光学厚度产品 开展检验 , 主要检验陆上气溶胶算法生成的 466 , 550 ,658 nm 陆上气溶胶光学厚度 。
利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下
利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下反演气溶胶的流程主要包括以下几个步骤：1.数据预处理在反演之前，需要对MODIS的L1B数据进行预处理。
预处理的主要目标是去除地表反射和大气效应，从而得到大气透过度（transmittance）的估计。
首先，需要获取MODIS的L1B数据，包括红外和可见光的辐射数据。
然后，根据MODIS的观测参数和大气传输模型，去除地表反射和大气效应，得到大气透过度的估计。
2.运用反演算法根据获取的大气透过度的估计，通过合适的反演算法来计算气溶胶的光学厚度（optical depth）。
常用的反演算法包括逐像元反演、多角度反演和辐射传输模型反演等。
逐像元反演主要利用可见光波段的数据，根据大气散射和吸收的光谱特征，计算气溶胶的光学厚度。
多角度反演利用不同方向的观测数据，根据气溶胶在不同观测角度下的散射特征，计算气溶胶的光学厚度。
辐射传输模型反演是模拟辐射传输过程，通过与实测数据的比较，调整模型参数，最终得到气溶胶的光学厚度。
3.雾化比例得到气溶胶的光学厚度后，还需要计算气溶胶的雾化比例（aerosol fraction）。
雾化比例描述了气溶胶的粒径和分布情况。
雾化比例可以通过计算不同波段的辐射比值来获得。
对于非球形粒子的气溶胶，雾化比例通常与气溶胶光学厚度呈负相关。
4.结果验证最后，需要对反演结果进行验证。
验证的方法包括与地面测量数据的比较、与其他遥感数据的对比以及利用气象模型进行验证等。
与地面测量数据的比较可以评估反演结果的准确性。
与其他遥感数据的对比可以验证反演结果与其他参数的关系。
利用气象模型进行验证可以评估反演结果的适用性和稳定性。
总结起来，利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程主要包括数据预处理、反演算法应用、雾化比例计算和结果验证。
这一流程可以提供气溶胶的空间分布、光学性质等重要信息，为气溶胶的研究和应用提供支持。
envi实习报告共3篇
envi实习报告共3篇（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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205-应用专题：基于MODIS数据的气溶胶遥感监测
基于遥感的气溶胶监测
• MODIS 传感器观测具有免费获取、范围大、重访周期高等特点。它拥有36 个光谱通道, 覆盖可见光、近红外和热红外谱段, 在大气监测和气溶胶反演方 面具有广泛的应用。
应用专题五：基于MODIS数据的气溶胶遥感监测
几个概念
• 气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系，它们参与大气中各种化学循环， 是大气的重要组成部分。同时，气溶胶还具有显著的环境效应，直径<2.5um （PM2.5）的气溶胶颗粒对可见光有消光作用；直径<10um(PM10)的气溶胶 严重危害人类健康。
• 气溶胶反演算法采用经典的暗像元法（DDV）也叫浓密植被法，因此对于冬季反 演的气溶胶效果不理想。
• 气溶胶反演的查找表是利用IDL调用6S辐射模型得到的，采用的是一般的参数， 因此3-9月期间都可以用这一个查找表进行气溶胶反演，也可以自己制定查找表。
查找表构建
• /Extensions/Modis Aerosel Retrieval/Build Modis Aerosol Lookup Table
反射率数据集 波段裁剪
反射率数据几何校正 矢量 裁剪
气溶胶反演 反演结果
几何定位数据 构建GLT
查找表构建工具 查找表源自气溶胶反演• /Extensions/Modis Aerosol Retrieval/Modis Aerosol Retrieval Using Lookup Table
气溶胶反演结果
气溶胶反演流程
角度数据集 角度数据合成
量纲转换
MODIS简介
2011-4-149ຫໍສະໝຸດ 2.1 海洋气溶胶光学厚度
在无云和非耀斑区分别反演7 在无云和非耀斑区分别反演 个波长处的气 溶胶光学厚度。反演算法以查找表方法为基 溶胶光学厚度。 础: 1)根据气溶胶类型和地表参数计算辐射传输 根据气溶胶类型和地表参数计算辐射传输 2)将观测的光谱辐射与查找表中事先计算的辐 将观测的光谱辐射与查找表中事先计算的辐 射值对比，以最小二乘法得到最佳拟和， 射值对比，以最小二乘法得到最佳拟和，确 定出气溶胶光学厚度。 定出气溶胶光学厚度。
2011-4-14
空间分辨率 L2: L3: L2: L3: L2: L3: L2: L3: 10km× 10km×10km 0.5°×0.5° °×0.5 0.5°×0.5° 1km× 1km×1km 0.5°×0.5° °×0.5 0.5°×0.5° 5km× 5km×5 km 0.5°×0.5° °×0.5 0.5°×0.5° 5km× 5km×5 km 0.5°×0.5° °×0.5 0.5°×0.5°
3
时间分辨率 L2: L3: L2: L3: L2: L3: L2: L3: daily 8 day daily 8 day daily 8 day daily 8 day
2004-4-20 02:55GMT 气溶胶光学厚度与大气可降水量 文件名定义： 1-5: MODIS产品代号, 7-8：产品等级；11-17:年，DOY；19-22：时间GMT 24-26：扫描时间；28-42：数据产品生产时间
(李霞，等2007)
2011-4-14
17
Correlations between AOD and hourly PM2.5 readings (Engel-Cox et al., 2004)
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利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下：该方案中的数据和算法介绍：1、MODIS数据是采用的MODIS L1B 1KM数据。
应严格按照说明进行操作，例如数据是1km的，数据的合成是反射率在上，发射率在下等，下面将详细介绍各个步骤。
2、这是在ENVI 5.0下做的北京市气溶胶反演，具体包括MODIS影像（HDF）的辐射校正、几何校正、云检测、气溶胶反演。
3、气溶胶反演算法采用经典的暗像元法（DDV）也叫浓密植被法，因此对于冬季反演的气溶胶效果不好。
4、气溶胶反演的查找表是利用IDL调用6S辐射模型得到的，采用的是一般的参数，因此3-9月期间都可以用这一个查找表进行气溶胶反演，也可以自己制定查找表。
5、七纬查找表，从左向右，依次为太阳天顶角，卫星天顶角，相对方位角，P0、T、 S （辐射传输方程参数），最后一列为气溶胶光学厚度（AOD）6.感兴趣的可以提供用到的modis云检测工具和气溶胶反演工具以及详细的pdf文档。
MODIS数据下载地址：/data/search.html一、MODIS影像的辐射校正在ENVI 5.0中打开MODIS影像的HDF文件就已经做了辐射校正，打开HDF文件的方法是File->Open As->EOS->MODIS,打开后在数据列表中可以看到三个文件，第一个是发射率Emissive（band20-band36），第二个是辐射率Radiance（band1-band26）,第三个是反射率Reflectance（band1-band26），如图1所示。
图1 ENVI5.0打开HDF文件二、几何校正2.1发射率文件的几何校正（1）Georeference MODIS工具ENVI5.0下有对特定传感器进行几何校正的工具，其中就有专门针对MODIS数据的几何校正，如图2 Georeference MODIS工具的位置。
图2 Georeference MODIS工具的位置（2）选择发射率文件双击Georeference MODIS工具，打开输入MODIS数据对话框，选中发射率文件，点击OK，如图3所示。
图3 输入发射率文件（3）Georeference MODIS 参数设置Georeference MODIS Parameters对话框中，选择投影信息见图4，其中要注意保持GCP 控制点以及对MODIS影像做双眼皮去除，然后点击OK。
图4 MODIS几何校正参数设置（4）发射率几何校正参数设置Registration Parameters对话框中，注意分辨率是1000（默认）选择保持路径点击OK 即可。
图5 保存几何校正文件（5）几何校正方法建立GCP控制点图6，最后开始进行几何校正和双眼皮去除注意几何校正方法为Triangulation见图7。
图6 建立GCP控制点图7 进行几何校正（6）发射率几何校正结果图8 发射率几何校正结果2.2反射率文件的几何校正（1）Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具发射率文件几何校正之后，可以利用导出的GCP控制点来校正其他文件。
在工具箱中找到Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具，如图9所示该工具的位置。
图9 Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具（2）选择GCP控制点文件双击Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具后打开选择GCP控制点对话框，选择之前保持的GCP控制点文件，如图10。
图10 选择GCP控制点文件（3）Image to Map投影设置接着打开Image to Map Registration 对话框，调整参数如图，注意更改分辨率为1000，然后点击OK，如图11。
图11 参数调整（4）选择待校正影像，调整几何校正方法选择待校正的反射率文件图12。
打开Registration Parameters对话框参数设置如图，注意更改几何校正方法为Triangulation和重采样方法Bilinear，这样才能与之前的发射率校正结果相匹配，如图13。
图12 选择反射率文件图13 调整几何校正参数（5）反射率几何校正进度和结果然后进行几何校正如图14，反射率几何校正结果如图15.图14 进行几何校正图15 反射率几何校正结果（6）反射率校正结果与发射率校正结果对比ENVI 5.0中提供了更多的图像间的对比查看，可以点击Views菜单选择创建多个视图，然后进行link查看，也可以将两个图像添加进一个视图利用影像查看功能查看，改功能包括四个，一般在工具条上。
下面我们就以Portal来查看几何校正效果。
将反射率和发射率的第一波段添加进内容列表，然后点击工具条上的Portal按钮即可建立一个新图层。
效果图如图16，从图上可以看出两个图像几何校正之后完全重合。
说明该方法可行。
图16 Portal两个几何校正图像2.3角度数据集的几何校正该教程数据采用的是MODIS L1B 1KM数据，其中包括了角度信息，但是角度数据集的行列号与科学数据集的行列号不同，因此如果想用校正发射率的GCP控制点来校正角度数据集必须在校正角度数据集之前进行重采样到行列号为1354 ,2030。
（1）打开角度数据集角度数据集的打开不能和科学数据集一样直接打开，打开路径为File -> Open As ->Generic Formats -> HDF,点击后选择HDF文件，接着弹出HDF数据集选择对话框。
选择四个角度数据集，这四个角度数据集分别为：卫星天顶角，卫星方位角，太阳天顶角，太阳方位角，如图17。
图17 选择角度数据集（2）查看角度数据集选择之后可以再Data Manager窗口中看到打开的数据集图18,如果打开的角度数据集显示的是科学数据集，这是由于ENVI 5.0下建立金字塔之后产生.ecp文件，删除和HDF同名的.ecp文件即可。
可以右击查看元数据中的auxiliary URL。
图18 打开的角度数据集（3）重采样工具从图18中可以看到，角度数据集的行列数是271*406的，而发射率的行列数是1354*2030的，因此要用之前的GCP文件来校正角度数据集必须重采样。
重采样工具Resize Data的位置如图19所示。
图19 Resize Data工具（4）选择重采样的角度数据双击Resize Data工具，打开输入重采样数据的对话框，选择其中一个角度数据，点击OK，如图20所示。
图20 选择重采样角度数据（5）重采样参数设置在重采样参数设置窗口中，设置X Y的采样比例：X=4.9963 Y=5 点击Enter，即可采样到1354*2030，选择重采样方法为Blinear，将采样结果暂时保存到内存即可，如图21所示。
依次将四个角度数据进行重采样之后就可以进行几何校正了。
图21 重采样参数设（6）角度数据集几何校正角度数据的几何校正和发射率的几何校正是一样的，根据校正发射率产生的GCP控制点，利用Wrap from GCPs：Image to Map Registration工具进行校正。
三、波段合成和裁剪波段合成工具的位置如图22.图22 Layer Satacking工具3.1反射率和发射率的合成（1）Layer Satacking工具在ENVI5.0下打开之前校正好的反射率文件和发射率文件，利用Layer Stacking工具进行合成，双击Layer Satacking工具，打开参数设置窗口。
如图23所示。
图23 合成窗口参数设置（2）空间裁剪点击Import File…选择几何校正后的反射率文件和发射率文件，然后利用北京市的行政范围来裁剪，如图24所示。
图24 选择反射率和发射率文件并选择裁剪文件（3）调整合成文件的顺序点击Recorder File调整顺序，必须是反射率在上，发射率在下，如图25.图25 调整文件顺序（4）合成点击OK进行合成，合成进度见图26。
图26 合成进度3.2角度数据的合成角度数据的合成和反射率发射率的合成是一样的，只是要注意角度数据的合成时的顺序是卫星天顶角（Sensor Zenith）、卫星方位角（Sensor Azimuth）、太阳天顶角（Solar Zenith）、太阳方位角（Solar Zenith），顺序如图27所示，合成结果如图28所示。
图27 角度数据的顺序图28 角度合成结果四、合成后处理4.1云检测云检测工具是扩展工具，该工具实现对反射率和发射率的合成文件进行去云处理，将modis_cloud.sav文件放在ENVI 5.0安装目录下的Extensions文件夹下，重启ENVI即可看到modis_cloud工具。
（1）modis_cloud工具双击modis_cloud工具，选择几何校正结果，就是反射率和发射率合成裁剪后的结果，如图29所示。
图29 选择数据合成结果（2）保存云检测结果选择保存路径，保存云检测结果，如图30所示。
图30 云检测结果保存4.2角度数据HDF中的角度数据时扩大了100倍的，所以在进行气溶胶反演之前要将角度合成数据乘以0.01。
（1）band math工具在工具箱中找到band math工具，如图31所示。
图31 band math工具（2）角度数据波段运算双击打开band math工具后，写入公式b1*0.01,如图32所示。
图32 写入公式（3）选择角度合成文件图33 选择角度合成文件（4）保存角度数据处理结果五、气溶胶反演气溶胶反演工具（modis_aerosol_inversion.sav）也是扩展工具，放在ENVI5.0安装目录下的Extensions文件夹下重启ENVI即可。
5.1选择云检测结果图34 选择云检测结果5.2选择角度合成波段运算结果图35 选择角度合成结果5.3选择查找表文件查找表文件是个通用的文本文件，该查找表适合3-9月的MODIS影像。
图36 选择查找表文件5.4保存气溶胶反演结果图37 保存气溶胶反演结果5.5查看反演结果图38 北京市气溶胶反演结果。