FLAASH大气校正参数设置
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
ENVI-Flaash大气校正操作流程
Flash大气校正步骤
1. 打开数据中的MTL文件，可以使数据中的信息全部导入。
2. 辐射定标
此界面选择Radiance，然后点击保存文件“111”
3. 将保存后的文件“111”转换成BIL格式
以下窗口点击BIL，保存文件“222”
4 Flash模块大气校正
Flash校正界面：
其中选择“222”文件，弹出界面如下选择，参数如下填写：
然后选择校正后的保存文件：
下面默认：
下面如下选择：
以下模块，1、3默认，第2个选择该地区高程：
以下选择成像时间和卫星飞行时间，头文件或者下载数据界面可以查找到
以下第3个默认，第一个选择模型，模型选择参考文件“FLAASH大气校正纬度.jpg”
以下默认：
以下选择
界面如下：
选择
界面如下：参数如下：
最后点击APLY即可。
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。
FLAASH大气校正软件使用说明
FLAASH 大气校正软件使用须知胡顺石 hufrank@（中国科学院遥感应用研究所）1 输入数据要求1．波段范围：卫星图像400—2500nm ，航空图像860—1135nm ；2．数据类型：必须是浮点型、4位有符号整型、2位无符号整型；3．影像存储格式：输入影像必须是BIL 或BIP 格式；4．影像单位：输入影像的单位必须是2/()W cm nm sr μ⋅⋅，如果单位不一致，先转换成所需要的单位。
可以指定为每个波段指定一个缩放因子，这需要一个文本文件，文本文件中包含每个波段对应的缩放因子；也可以为整幅影像的所有波段指定相同的缩放因子，5．水汽获取：如果要获取图像水汽含量，传感器具有1050~1210nm ，770~870nm 或者870~1020nm 范围内的通道，并且这些通道必须具有至少15nm 的光谱分辨率；6．气溶胶获取：如果要获取图像气溶胶含量，传感器必须具有660nm 和2100nm 附近的通道，这些通道主要是用于获取“黑暗像元”，条件为0.662.1 2.1(0.1)&&(0.45)ρρρ≤≈，如果输入图像中还具有800nm 和420nm 附近的通道，可以用于消除阴影和水体，条件为0.880.42 1.0ρρ≤； 7．输入波长信息：对于FLAASH 暂时没有的传感器类型：如果是高光谱数据，需要波长、FWHM 信息，这些信息可以在头文件中，也可以建立一个ASCII 文件进行存储；如果是多光谱数据，由要输入光谱响应函数，这需要在“Multispectral Settings ”中进行设置。
2 多光谱设置1．对于大部分多光谱数据而言，由于其不具备水汽反演通道，并且光谱分辨率没有达到15nm ，水汽反演功能是不能设置的；2．气溶胶反演，如下图所示。
这些参数用于确定黑暗像元，用于气溶胶反演；KT Upper Channel：建议选择2100nm附近的通道；KT Lower Channel：建议选择660nm附近的通道；Maximum Upper Channel Reflectance：建议设置为0.1 ，即：2.10.1ρ≤；Reflectance Ratio：为反射率比值，建议设置为0.45，即：0.662.10.45ρρ≈；Cirrus Channel (optional)：确定云的通道，建议设置为1367—1383nm左右的通道；图1 多光谱设置水汽、气溶胶和云反演通道设置如下图所示：图2 通道设置波长范围3高光谱设置1．Automatic Selection：根据输入高光谱数据的光谱特征信息，自动选择水汽、气溶胶和云反演通道；2．File：选择某一高光谱通道定义文件，然后根据文件中指定的反演通道进行反演。
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大气校正流程
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）。
一．高级设置里的选项：1．Aerosol Scale Height大气溶胶高度，用来计算邻近效应的范围，1-2km2．CO2 Mixing Ratio (ppm) 2001年前是370ppm。
2001年以后是390ppm。
3．Use Square Slit Function（是否使用平方函数进行邻近像元亮度的均匀）一般选择no 4．Use Adjacency Correction（进行邻近效应校正）5．Reuse MODTRAN Calculations使用以前的MODTRAN模型计算结果6．Modtran Resolution设置MODTRAN模型的光谱分辨率（推荐值5 cm-1) 分辨率高速度慢精度高，分辨率低，速度快，但是精度差。
FLAASH大气校正流程
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）。
一．高级设置里的选项：1．Aerosol Scale Height大气溶胶高度，用来计算邻近效应的范围，1-2km2．CO2 Mixing Ratio (ppm) 2001年前是370ppm。
2001年以后是390ppm。
3．Use Square Slit Function（是否使用平方函数进行邻近像元亮度的均匀）一般选择no 4．Use Adjacency Correction（进行邻近效应校正）5．Reuse MODTRAN Calculations使用以前的MODTRAN模型计算结果6．Modtran Resolution设置MODTRAN模型的光谱分辨率（推荐值5 cm-1) 分辨率高速度慢精度高，分辨率低，速度快，但是精度差。
FLAASH大气校正参数设置
1.3.2FLAASH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。
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。
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1.3.2FLAASH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。
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 －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 T ools
——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。
（envi——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=106μw1兆瓦=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）。