FLASSH大气校正的过程
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。
flaash大气校正
基于像素级的校正，校正由于漫反射引起的连带效应。
1、原理
基于太阳波谱范围内(不包括热辐射)和平面朗伯体(或近似平 面朗伯体)，在传感器处接收的像元光谱辐射亮度公式为：
其中，பைடு நூலகம்
在大气校正参数获取后, 根据该方程逐个波段像元计算地表平均反射率。
2、优点
支持传感器的种类多； 算法精度高；
通过图像像素光谱上的特征来估计大气的属性，
多光谱设置（Multispectral Settings）
校正前
校正后
采用典型地物的光谱曲线特征来检验，如植被、水体。
气溶胶反演（Aerosol Retrieval）
None:选择此项时，初始能见度（Initial Visibility）值将用于气溶胶 反演模型；
2-Band（K-T）:当没有找到合适的黑暗像元时，初始能见度值将用
于气溶胶反演模型；
2-Band Over Water：用于海面上的图像。
尺度转换因子：为了将输入的辐亮度数据变为浮点型，当各波段的辐亮
度单位不一样时，选择第一项；否则选择第二项。
Ground Elevation：影像区域平均海拔，从相应区域的DEM 获取平均值；
大气模型(Atmospheric Model)
气溶胶模型（Aerosol Model）
初始能见度（Initial Visibility Value） 根据天气条件估计。
组员：王玲 王芹 李文苹
模型介绍（原理、优点、条件） 校正过程（步骤、参数说明） 结果评价
1、原理
全称：Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes
环境小卫星高光谱数据FLAASH精确大气校正方法.
环境小卫星高多光谱数据FLAASH精确大气校正方法高光谱遥感数据的特点是光谱分辨率高、波段连续性强，能够获得地物在一定范围内连续的、精细的光谱曲线，具有非常好的应用前景。
第一个星载民用成像光谱仪是高光谱成像仪Hyperion，其平均光谱分辨率为10 nm，空间分辨率达到30米。
2008年9 月6日我国HJ-1顺利升空，其中A星搭载了我国自主研制的空间调制型干涉高光谱成像仪（HSI）。
HSI 对地成像幅宽为50 km, 星下点像元地面分辨率为100 m，115个波段，工作谱段：459~ 956nm。
具有30度侧视能力和星上定标功能。
ENVI扩展工具一、HDF5读取补丁从HIS数据中获取元数据信息。
下载地址：/ESRI/viewthread.php?tid=37118&extra=page%3 D1。
二、HJ-1数据预处理补丁为HIS数据添加中心波长信息和波段宽度（FWHM）.下载地址：/ESRI/thread-75575-1-1.html拷贝sav 文件到 ENVI安装目录的save_add 目录下。
步骤：(1)选择ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools工具。
图1(2)选择HIS，单击Input Files选择HIS文件（.xml）(3)选择输出路径，单击Apply执行。
(4)在ENVI主模块中，选择Basic Tools->Convert Data(BSQ,BIL,BIP)，将刚才生成的文件转成BIP储存顺序的文件。
按照FLAASH工具的要求，已经将HSI数据转成BIP储存顺序、带有中心波长信息、波段宽度信息的ENVI格式文件。
说明：如果不用HJ-1数据预处理补丁，可以在波段列表中手动输入中心波长和波段宽度信息。
FLAASH参数设定HSI数据已经经过了定标，单位是100W/(m2*um*sr )，启动FLAASH工具，在输入辐射率数据时候，缩放系数填写：1000（即缩小1000倍），（符合FLAASH对辐射亮度单位的要求（μW）/（cm2*nm*sr））。
大气校正
10、多光谱数据参数设置
(1) 单击Multispectral Settings，打开多光谱设置面板； (2) K-T 反 演 选 择 默 认 模 式 ： D e f a u l t s - > O v e r - L a n d Retrieval standard（600:2100），自动选择对应的波段； (3) 其他参数选择默认。
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。
二、辐射定标
通常遥感数字图像给出的是像元 DN 值。利用 DN 值, 只能进行同景图像内部的相对比较。全球资源和环境变化 研究要求遥感技术能够提供长时相、多区域、多种传感器 的遥感数据。只有将图像 DN 值转换成对应像元的辐射亮 度值, 才能对不同地点、不同时间和不同类型传感器获取 的遥感数据进行定量比较与应用 , 以满足全球资源和环境 变化研究的需要, 而这个转换过程就称为辐射定标。
得到了温度为T的黑体在热红外波段的辐射亮度值。
4、反演地表温度
在获取温度为TS的黑体在热红外波段的辐射亮度后，根据普朗克公式的反函 数，求得地表真实温度TS： TS = K2/ln(K1/ B(TS)+ 1) 对于ETM+，K1 =666.09W/(m2·sr·μm)，K2 =1282.71K。 利用ENVI主菜单->Basic Tools->Band Math，在公式输入栏中输入： （1282.71）/alog（666.09/b1 +1）-273 b1：温度为T的黑体在热红外波段的辐射亮度值。 得到真实的地表温度值，单位是摄氏度。
高光谱数据FLAASH大气校正
第13章高光谱数据FLAASH大气校正本节以AVIRIS高光谱数据为数据源，介绍高光谱数据的FLAASH大气校正过程。
13.1 浏览高光谱数据此AVIRIS高光谱数据为经过传感器定标的辐射亮度数据。
（1）在ENVI主菜单中，选择File→Open Image File，打开JasperRidge98av.img文件。
（2）在波段列表中，选择JasperRidge98av.img，单击右键选择Load True Color，在Display 窗口中显示真彩色合成图像。
（3）在主图像窗口中单击右键，快捷菜单中选择Pixel Locator。
设置Sample:366，Line:179。
此像元为硬质水泥地，吸收特征主要受大气的影响，单击Apply按钮。
（4）在主图像窗口中单击右键，快捷菜单中选择Z Profile，打开Spectral Profile窗口，绘制像素（366,179）的波谱剖面。
（5）在Spectral Profile窗口中，可以看到在760nm，940nm和1135nm处，水汽具有吸收特征，1400nm和1900nm附近基本没有反射能量，二氧化碳在2000nm附近有两个吸收特征。
13.2 AVIRIS数据大气校正（1）在ENVI主菜单中，选择Spectral→FLAASH，打开FLAASH Atmospheric Correction Model Input Parameters对话框。
（2）单击Input Radiance Image按钮，选择JasperRidge98av.img文件。
在Radiance Scale Factors对话框中，选择Read array of scale factors from ASCII file，单击OK按钮。
（3）选择AVIRIS_1998_scale.txt文件，按照默认设置，单击OK按钮。
（4）单击Output Reflectance File按钮，选择输出路径及文件名JasperRidge98av.img。
flaash大气校正
flaash大气校正Flaash大气校正（IRSP6-08.3.24）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，获得地物反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数，用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。
FLAASH可以处理任何高光谱数据、卫星数据和航空数据(860nm/1135nm)，这些数据是由HyMAP、AVIRIS、CASI、HYDICE、HYPERION(EO-1)AISA、HARP、DAIS、Probe-1、TRWIS-3、SINDRI、MIVIS、OrbView-4、NEMO 等传感器获得的。
FLAASH还可以校正垂直成像数据和侧视成像数据。
Flaash大气校正使用了MODTRAN 4+辐射传输模型的代码，基于像素级的校正，校正由于漫反射引起的连带效应，包含卷云和不透明云层的分类图，可调整由于人为抑止而导致的波谱平滑。
FLAASH可对Landsat, SPOT, AVHRR, 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。
能有效消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物较为准确的反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数。
校正过程点击envi——Basic Tools －Preprocessing － Calibration Utilities －FLAASHSpectral －FLAASH.或者点击envi-spectral- FLAASH1、输入数据必须是辐射校正后的数据，对辐射校正数据转成BIL或BIP格式（Basic Tools ——Convert Data）；2、对输入数据进行头文件编辑，主要是对波长wavelenth（即每一波段的波长中心值）和波长宽度fwhm（每一波段的波长范围）的编辑。
不是高光谱数据可以不对fwhm进行编辑。
flash大气校正
flash大气校正遥感数字图像处理（FLAASH 大气校正实践）实习报告学院：应用气象一，实验内容FLAASH 的特点是：1) 支持多种传感器，包括多光谱和高光谱。
可以通过自定义波谱响应函数支持更多的传感器。
2) FLAASH 采用MODTRAN+辐射传输模型，算法精度高。
3) 通过图像像素光谱上的特征来估计大气的属性，不依赖遥感成像时同步测量的大气参数数据。
4) 可以有效去除水蒸气、气溶胶散射效应，同时基于像素级的校正，校正目标像元和邻近像元交叉辐射的“邻近效应”。
5) 对由于人为抑制而导致波谱噪声进行光谱平滑处理。
可以得到真实地表反射率、整幅图像内的能见度、卷云与薄云的分类图像、水汽含量数据。
二，实验步骤及结果FLAASH 的处理步骤：1) 从图像中获取大气参数，包括能见度（气溶胶光学厚度）、气溶胶类型和大气水汽含量。
气溶胶反演算法沿用了暗目标法，水汽含量的反演是基于水汽吸收的光谱特征，采用了波段比值法，并逐像元进行。
2) 大气参数获取之后，通过求解大气辐射传输方程来获取反射率数据。
3) 利用图像中光谱平滑的像元对整幅图像进行光谱平滑运算。
FLAASH 操作：1）启动程序：ENVI―Basic Tools―Preprocessing―CalibrationUtilities―FLAASH。
图1 中FLAASH 程序界面分为三个部分。
上部分为设置文件输入与输出信息；中间部分为传感器与影像目标信息；下部分为大气参数（大气模式和气溶胶类型等）的设置。
图1 FLAASH 程序界面2）以一景要进行大气效应校正的LANDSAT ETM+为例进行FLAASH大气校正。
首先打开原始影像数据。
图2使用ENVI--File--Open External File--Landsat--GeoTIFF with Metadata命令打开的一景2021年Landsat ETM+影像。
图2 Landsat ETM 数据导入3）对影像进行定标，单位转换和文件储存格式转换。
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Flaash大气校正（IRSP6-08.3.24）
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，获得地物反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数，用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。
FLAASH 可以处理任何高光谱数据、卫星数据和航空数据(860nm/1135nm)，这些数据是由HyMAP、AVIRIS、CASI、HY DICE、HYPERION(EO-1)AISA、HARP、DAIS、Probe-1、TRWIS-3、SINDRI、MIVIS、OrbView-4、NEMO等传感器获得的。
FLAASH还可以校正垂直成像数据和侧视成像数据。
Flaash大气校正使用了MODTRAN 4+ 辐射传输模型的代码，基于像素级的校正，校正由于漫反射引起的连带效应，包含卷云和不透明云层的分类图，可调整由于人为抑止而导致的波谱平滑。
FLAASH可对Landsat, SPOT, AVHRR, 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。
能有效消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物较为准确的反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数。
校正过程
点击envi——Basic Tools －Preprocessing －Calibration Utilities －FLAASH Spectral －FLAASH.或者点击envi-spectral- FLAASH
1、输入数据必须是辐射校正后的数据，对辐射校正数据转成BIL或BIP格式（Basic Tool
s ——Convert Data）；
2、对输入数据进行头文件编辑，主要是对波长wavelenth（即每一波段的波长中心值）和波长
宽度fwhm（每一波段的波长范围）的编辑。
不是高光谱数据可以不对fwhm进行编辑。
（e nvi——file——Edit Envi Header）
3、输入数据后，弹出如下对话框
共有两种选择，如果输入影像不同波段有不同的转换因子，那选择第一种，反之第二种。
我用的是irs影像所有波段都为同一因子，所以选用第二种，因子的值根据输入数据的单位与envi标准
单位的转换尺度。
Radiance Scale Factors是一个单位转换因子，如果你的radiance（光谱灵敏度）是标准单位w/m2 *um *rad ，而flaash要求输入的是uw/cm2*sr*nm，则该因子为10。
1m=103mm=106μm=109nm=1012pm(皮米)
1w=103mw=106μw 1兆瓦=106瓦
Rad平面角弧度 sr 立体角球面度
4、设置输出参数，包括：Output Reflectance File.、Output Directory for FLAASH
Files、和Output
Directory for FLAASH Files
5、输入成像和传感器的参数
Scene center lacation 影像的中心点的经纬度，可以将影像打开，查看中心点的经纬度（通过在一下窗口输入中心点的行列号即可）
sensor altitude 传感器高度（轨道高度），选择正确的传感器后就可以显示了。
Ground Elevation 平均海拔（所选区域的）单位是km
6、atmospheric model 地球大气模型和气溶胶模型
6种标准大气模型
根据以下表选择所校正区域的大气模型
数据经纬度与获取时间决定选用的大气模型
水气反演设置（Water Retrieval）
水气反演设置，采用两种方式对水气进行去除
a. 利用水气去除模型恢复影像中每个像元的水气量
使用水气反演模型，数据必须具有15nm以上波谱分辨率，且至少覆盖以下波谱范围之一：1050－1210nm(优先考虑)，770－870nm，870－1020nm。
对于大多传感器，水气反演默认显示的是NO，因为大多数传感器没有适当的波段来补偿水气的影响。
b.单一的水气因数用于整体影像，默认是1，多光谱数据使用水气反演模型，可以在多光谱设置
中手动设置水气波段
气溶胶模型（Aerosol Retrieval ）
用气溶胶模型要求数据波段覆盖660nm和2100nm波谱。
a. 提供四种标准MODTRAN 气溶胶模型
Rural（乡村）、Urban（城市）、Maritime（海洋）、Tropospheric
b. 两种气溶胶反演方法
2-Band（K-T）方法(类似模糊减少法)，如果没有找到适应的黑值（一般是阴影区或者水体），系统将采用能见度值来计算；所以即使选择了该选项也要给。
天气情况与能见度的关系
7.光谱打磨(高光谱) Spectral Polishing
光谱打磨(高光谱数据)
使波谱曲线更加近似于真实地物的波谱曲线
对波谱曲线进行微调
8.多光谱数据参数设置
当基本设置里设置了水气反演模型和气溶胶模型时，相应的在改多光谱设置框中设置参
数
水气去除模型参数
气溶胶模型参数设置（用气溶胶模型要求数据波段覆盖660nm和2100nm波谱.）设置值见下表所示：
9．高光谱数据参数设置
自动选择通道定义(推荐)
设置通道定义
10．高级设置
光谱定义文件：内置AVIRIS、HYMAP、HYDICE、HYPERION、CASI、AISA 气溶胶高度
CO2 混合比率：390ppm
使用领域纠正
使用以前的MODTRAN 模型计算结果
设置MODTRAN 模型的光谱分辨率（推荐值5 cm-1)
设置MODTRAN 多散射模型
天顶角"方位角（针对非星下点传感器）。