ENVI下Hyperion高光谱数据预处理补丁Workshop及操作
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2016-06-12
以一景2014年7月26日获取的Hyperion高光谱数据为例，介绍了在ENVI下基于Workshop补丁的Hyperion数据预处理操作流程，主要包括：数据打开、未标定及受水汽影响严重波段剔除、坏线去除及条纹修复、Smile效应校正以及FLAASH大气校正等。
1.配置插件
补丁下载地址、参考教程、辅助数据下载地址：http://pan.baidu.com/s/1sjDPyzj
安装：将hyp_wshop.sav文件拷贝至ENVI Classic（4.8/5.0/5.1/5.2均可）扩展文件夹save_add下即可，默认安装路径：C:\Program Files\Exelis\ENVIxx\classic\save_add
配置完后，打开ENVI Classic在菜单栏最后可看到新增加的Workshop菜单，对Hyperion的预处理即在该菜单下进行。
解压辅助数据Ancillary Data.zip文件，解压后可看到包含4个文件夹和一个文本文件，这些文件在接下来的处理中会依次用到。如下图：
2.Hyperion数据下载及命名格式
为了后面处理的方便，下载影像时建议选择L1R级别的影像，而不是L1GST，虽然L1GST级别比L1R高，但使用该插件做预处理时有诸多不便，比如坏线去除等。
影像下载地址：http://glovis.usgs.gov/（推荐）
http://earthexplorer.usgs.gov/
http://www.gscloud.cn/
下载的原始影像压缩文件命名格式说明如下：
※详细说明可参考原始影像文件夹中README.txt文件。
3.预处理流程
启动ENVI Classic，以下处理步骤在ENVI4.8/5.0/5.1/5.2版本下均可进行。
(1)打开影像
由于下载的原始影像是压缩文件（本例中为EO1H1240302014207110KF_1R.ZIP文件），所以首先对其进行解压，解压后文件夹包括6个文件：一个元数据文件（.MET），一个HDF数据集文件（.L1R），一个hdr头文件（.hdr），一个辅助文件（.AUX），一个美国联邦地理数据委员会标准元数据文件（.fgdc）和一个README.txt文件。如下图：
依次File → Open External File → EO1→ HDF，选择*.L1R文件打开，如下所示：
(2)条纹修复及坏线去除
依次Workshop→Apply Bad Pixel List，弹出Calibrating with an ascii file对话框，点击左下方Go按钮：
弹出Select image to calibrate对话框，选择待处理影像：
点击Spectral Subset按钮打开File Spectral Subset对话框，点击Select All按钮将所有波段全部选中（Number of items selected从189变为242），下一步操作时统一剔除，点击OK按钮，回到Select image to calibrate窗口，再次点击OK按钮：
弹出OK to get on with fixing the Bad Pixels?（Y/N）提示窗口，选择是（Y）：
弹出Select Bad Pixel List（.txt）file对话框，找到辅助数据文件夹下bad_pixel_list_esri.txt文件，选中，点击打开：
弹出File Data OK to Apply to the Image？提示窗口，点击是（Y）：
弹出Select output image name窗口，选择保存位置，文件名默认（可自设），点击打开按钮：
弹出Fixing Bad Pixels进度条窗口，等待运行完毕，自动加载结果到Available Bands List窗口：
(3)未标定及水汽吸收严重波段剔除
依次Workshop→Apply Gain/Off with ASCII file，弹出Calibrating with an ascii file对话框，点击Go按钮；弹出Select image to calibrate对话框，选择上一步处理后的文件（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix.img），点击OK；弹出弹出OK to get on with fixing the Bad Pixels?（Y/N）提示窗口，选择是（Y）；弹出Select gain/offset（.txt）file对话框，找到辅助文件文件夹下Recal_242to179Band.txt文件，选中，点击打开按钮：
弹出File Data OK to Apply to Image？提示窗口，选择是（Y）：
弹出Select output image name对话框，点击打开按钮：
s
弹出Applying gains & offsets对话框，等待运行完毕，自动加载到Available Bands List窗口：
(4)D_Streak
依次Workshop→Column stats d_streak，弹出Column Statistic w/wo option to d_streak对话框，点击Go按钮；弹出Select file to get Column Stats对话框，选择上一步处理结果（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix_cal.img文件），点击OK；弹出OK to get on and compute the statistics?（Y/N）提示窗口，点击是（Y），弹出Accumulating Column Statistics进度条窗口：
等待执行完毕，弹出Keep on with the outliers persent?（Y/N）提示窗口，点击是（Y）；弹出Save the statistics in a file?（Y/N）提示窗口，点击是（Y）；弹出Select file for ascii output of column stats对话框，选择保存位置，点击保存按钮：
弹出Statistics Completed提示窗口，点击确定即可；接着弹出De-Streaking Apporach – Global or Local？对话框，选择Global选项，点击OK：
弹出D_Streaking using Global statistics对话框，选择Linear选项，点击OK：
弹出Get Output Image Size对话框，参数默认，点击OK；弹出Select name for output image对话框，选择文件保存位置，点击保存：
弹出De_Streaking the image data对话框，运行完毕后会自动加载到Available Bands List窗口中：
(5)Smile效应校正
依次Workshop→Interpolate Wavelengths（de_smile），弹出Hyperion L1B1 input file对话框，选择上一步处理结果（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix_cal_Global_Linear.img文件），点击OK；弹出De_smile output file对话框，选择输出到文件，点击按钮选择保存路径（此处路径不会自动识别，手动找到并输入文件名，下图所示），点击OK：
返回De_smile output file对话框，点击OK：
弹出Select Column wavelengths（CWL）（.txt）file对话框，选择辅助文件夹下cwl(179).txt文件，点击打开按钮：
接着弹出Select Common wavelengths（CA_CWL）（.txt）file对话框，选择辅助文件夹下avwvl(179).txt文件，点击打开按钮：
弹出Smile Correction对话框，运行完毕后（时间较上几步稍长一些）会自动加载到Available Bands List窗口中：
(6)FLAASH大气校正
依次Basic Tools→Preprocessing→Calibrating Utilities→FLAASH，打开FLAASH参数设置面板FLAASH Atmospheric Correction Model Input Parameters，我们分为下面三个板块进行设置：
首先，点击Input Radiance Image按钮，选择上一步处理结果（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix_cal_Global_Linear_Desmile.img文件），弹出Radiance Scale Factors对话框，选择Read array of scale factors (1 per band) from ASCII file选项，点击OK；弹出Enter ASCII Filename containing spectral scale factors（gains）对话框，选择辅助文件夹下179FLAASH_Scale_Factors.txt文件，点击打开按钮（下图）；弹出Input ASCII File对话框，参数默认，点击OK按钮；返回参数设置面板，依次选择Output Reflectance File和Out Directory for FLAASH Files按钮，设置输出文件保存路径：
然后，依次设置中心经纬度（自动识别），传感器类型（选择Hyperspectral→Hyperion）、高度（706km）、分辨率（30m），地面高程及时间信息。其中，高程依具体情况而定（可从对应地区DEM数据获取（更准确）或查询已有文献资料或从Google Earth中获取平均高程（较便捷））；成像时间可从原始影像文件夹中*.MET元数据中获取（用记事本或其他文本编辑器打开，本例中为EO1H1240302014207110KF.MET文件），具体位置为HYP Start Time所在行（第8行），此处获取的时间月份和日期为儒略日形式，需转换。另一种比较简单的方法是直接查看原始影像头文件（下图），从此处获取的时间无需进行转换，比较方便。或者，也可用ENVI新版本打开Hyperion原始影像通过元数据Time属性获取时间。
最后，设置第三部分参数，根据实际情况设置Atmospheric Model和Aerosol Model参数；选中Water Retrieval，Water Absorption Feature会自动选中，选择1135nm，其他参数默认。全部参数设置见下图：
点击Apply按钮，弹出FLAASH Atmospheric Correction对话框，开始运行。运行过程中若出现错误，请根据错误提示进行解决，FLAASH常见错误及解决办法参考以下博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog ... .html
校正结果会自动加载到Available Bands List窗口中：
由于前面剔除未标定及受水汽影响波段时，原始影像波段号重新从1开始排列，这里需要通过编辑通文件将其改为原始波段编号。具体操作如下：
在Available Bands List窗口中选择大气校正后的结果，右键选择Edit Header，在Edit Attributes中选择Band Names，弹出Edit Band Name values对话框：
单击Imprt ASCII按钮，打开Enter ASCII Filename对话框，选择辅助文件夹下band_names.txt文件，点击打开按钮，然后点击两次OK即可：
(7)几何校正
利用大气校正后的结果进行Hyperion影像的几何校正，关于使用ENVI进行几何校正的操作网上很多，再次不再累赘。下图所示分别为预处理前后的影像对比（真彩色显示）。
至此，Hyperion的预处理工作全部结束，可以进行下一步的分析应用。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102w60s.html
1.配置插件
补丁下载地址、参考教程、辅助数据下载地址：http://pan.baidu.com/s/1sjDPyzj
安装：将hyp_wshop.sav文件拷贝至ENVI Classic（4.8/5.0/5.1/5.2均可）扩展文件夹save_add下即可，默认安装路径：C:\Program Files\Exelis\ENVIxx\classic\save_add
配置完后，打开ENVI Classic在菜单栏最后可看到新增加的Workshop菜单，对Hyperion的预处理即在该菜单下进行。
解压辅助数据Ancillary Data.zip文件，解压后可看到包含4个文件夹和一个文本文件，这些文件在接下来的处理中会依次用到。如下图：
2.Hyperion数据下载及命名格式
为了后面处理的方便，下载影像时建议选择L1R级别的影像，而不是L1GST，虽然L1GST级别比L1R高，但使用该插件做预处理时有诸多不便，比如坏线去除等。
影像下载地址：http://glovis.usgs.gov/（推荐）
http://earthexplorer.usgs.gov/
http://www.gscloud.cn/
下载的原始影像压缩文件命名格式说明如下：
※详细说明可参考原始影像文件夹中README.txt文件。
3.预处理流程
启动ENVI Classic，以下处理步骤在ENVI4.8/5.0/5.1/5.2版本下均可进行。
(1)打开影像
由于下载的原始影像是压缩文件（本例中为EO1H1240302014207110KF_1R.ZIP文件），所以首先对其进行解压，解压后文件夹包括6个文件：一个元数据文件（.MET），一个HDF数据集文件（.L1R），一个hdr头文件（.hdr），一个辅助文件（.AUX），一个美国联邦地理数据委员会标准元数据文件（.fgdc）和一个README.txt文件。如下图：
依次File → Open External File → EO1→ HDF，选择*.L1R文件打开，如下所示：
(2)条纹修复及坏线去除
依次Workshop→Apply Bad Pixel List，弹出Calibrating with an ascii file对话框，点击左下方Go按钮：
弹出Select image to calibrate对话框，选择待处理影像：
点击Spectral Subset按钮打开File Spectral Subset对话框，点击Select All按钮将所有波段全部选中（Number of items selected从189变为242），下一步操作时统一剔除，点击OK按钮，回到Select image to calibrate窗口，再次点击OK按钮：
弹出OK to get on with fixing the Bad Pixels?（Y/N）提示窗口，选择是（Y）：
弹出Select Bad Pixel List（.txt）file对话框，找到辅助数据文件夹下bad_pixel_list_esri.txt文件，选中，点击打开：
弹出File Data OK to Apply to the Image？提示窗口，点击是（Y）：
弹出Select output image name窗口，选择保存位置，文件名默认（可自设），点击打开按钮：
弹出Fixing Bad Pixels进度条窗口，等待运行完毕，自动加载结果到Available Bands List窗口：
(3)未标定及水汽吸收严重波段剔除
依次Workshop→Apply Gain/Off with ASCII file，弹出Calibrating with an ascii file对话框，点击Go按钮；弹出Select image to calibrate对话框，选择上一步处理后的文件（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix.img），点击OK；弹出弹出OK to get on with fixing the Bad Pixels?（Y/N）提示窗口，选择是（Y）；弹出Select gain/offset（.txt）file对话框，找到辅助文件文件夹下Recal_242to179Band.txt文件，选中，点击打开按钮：
弹出File Data OK to Apply to Image？提示窗口，选择是（Y）：
弹出Select output image name对话框，点击打开按钮：
s
弹出Applying gains & offsets对话框，等待运行完毕，自动加载到Available Bands List窗口：
(4)D_Streak
依次Workshop→Column stats d_streak，弹出Column Statistic w/wo option to d_streak对话框，点击Go按钮；弹出Select file to get Column Stats对话框，选择上一步处理结果（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix_cal.img文件），点击OK；弹出OK to get on and compute the statistics?（Y/N）提示窗口，点击是（Y），弹出Accumulating Column Statistics进度条窗口：
等待执行完毕，弹出Keep on with the outliers persent?（Y/N）提示窗口，点击是（Y）；弹出Save the statistics in a file?（Y/N）提示窗口，点击是（Y）；弹出Select file for ascii output of column stats对话框，选择保存位置，点击保存按钮：
弹出Statistics Completed提示窗口，点击确定即可；接着弹出De-Streaking Apporach – Global or Local？对话框，选择Global选项，点击OK：
弹出D_Streaking using Global statistics对话框，选择Linear选项，点击OK：
弹出Get Output Image Size对话框，参数默认，点击OK；弹出Select name for output image对话框，选择文件保存位置，点击保存：
弹出De_Streaking the image data对话框，运行完毕后会自动加载到Available Bands List窗口中：
(5)Smile效应校正
依次Workshop→Interpolate Wavelengths（de_smile），弹出Hyperion L1B1 input file对话框，选择上一步处理结果（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix_cal_Global_Linear.img文件），点击OK；弹出De_smile output file对话框，选择输出到文件，点击按钮选择保存路径（此处路径不会自动识别，手动找到并输入文件名，下图所示），点击OK：
返回De_smile output file对话框，点击OK：
弹出Select Column wavelengths（CWL）（.txt）file对话框，选择辅助文件夹下cwl(179).txt文件，点击打开按钮：
接着弹出Select Common wavelengths（CA_CWL）（.txt）file对话框，选择辅助文件夹下avwvl(179).txt文件，点击打开按钮：
弹出Smile Correction对话框，运行完毕后（时间较上几步稍长一些）会自动加载到Available Bands List窗口中：
(6)FLAASH大气校正
依次Basic Tools→Preprocessing→Calibrating Utilities→FLAASH，打开FLAASH参数设置面板FLAASH Atmospheric Correction Model Input Parameters，我们分为下面三个板块进行设置：
首先，点击Input Radiance Image按钮，选择上一步处理结果（本例中为EO1H1240302014207110KF_bpfix_cal_Global_Linear_Desmile.img文件），弹出Radiance Scale Factors对话框，选择Read array of scale factors (1 per band) from ASCII file选项，点击OK；弹出Enter ASCII Filename containing spectral scale factors（gains）对话框，选择辅助文件夹下179FLAASH_Scale_Factors.txt文件，点击打开按钮（下图）；弹出Input ASCII File对话框，参数默认，点击OK按钮；返回参数设置面板，依次选择Output Reflectance File和Out Directory for FLAASH Files按钮，设置输出文件保存路径：
然后，依次设置中心经纬度（自动识别），传感器类型（选择Hyperspectral→Hyperion）、高度（706km）、分辨率（30m），地面高程及时间信息。其中，高程依具体情况而定（可从对应地区DEM数据获取（更准确）或查询已有文献资料或从Google Earth中获取平均高程（较便捷））；成像时间可从原始影像文件夹中*.MET元数据中获取（用记事本或其他文本编辑器打开，本例中为EO1H1240302014207110KF.MET文件），具体位置为HYP Start Time所在行（第8行），此处获取的时间月份和日期为儒略日形式，需转换。另一种比较简单的方法是直接查看原始影像头文件（下图），从此处获取的时间无需进行转换，比较方便。或者，也可用ENVI新版本打开Hyperion原始影像通过元数据Time属性获取时间。
最后，设置第三部分参数，根据实际情况设置Atmospheric Model和Aerosol Model参数；选中Water Retrieval，Water Absorption Feature会自动选中，选择1135nm，其他参数默认。全部参数设置见下图：
点击Apply按钮，弹出FLAASH Atmospheric Correction对话框，开始运行。运行过程中若出现错误，请根据错误提示进行解决，FLAASH常见错误及解决办法参考以下博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog ... .html
校正结果会自动加载到Available Bands List窗口中：
由于前面剔除未标定及受水汽影响波段时，原始影像波段号重新从1开始排列，这里需要通过编辑通文件将其改为原始波段编号。具体操作如下：
在Available Bands List窗口中选择大气校正后的结果，右键选择Edit Header，在Edit Attributes中选择Band Names，弹出Edit Band Name values对话框：
单击Imprt ASCII按钮，打开Enter ASCII Filename对话框，选择辅助文件夹下band_names.txt文件，点击打开按钮，然后点击两次OK即可：
(7)几何校正
利用大气校正后的结果进行Hyperion影像的几何校正，关于使用ENVI进行几何校正的操作网上很多，再次不再累赘。下图所示分别为预处理前后的影像对比（真彩色显示）。
至此，Hyperion的预处理工作全部结束，可以进行下一步的分析应用。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102w60s.html
