ENVI下的Landsat8大气校正（初试）

Landsat8的OLI陆地成像仪比之前的TM/ETM+多了两个波段，0.433–0.453μm和1.360–1.390μm，怎么多的波段对于地表反演更加有利。ENVI5.1直接支持Landsat8的大气校正（2013下半年发布），利用ENVI5.1提供的Landsat8波谱响应函数在ENVI5.0SP3下也能完成大气校正。
大气校正之前，启动ENVI Classic，设置preferences->Miscellaneous:
Cache Size：2048(最大内存75%)
Image Tile Size：100 （推荐1-4M）
注：电脑内存为8g，64位操作系统
保存后重启ENVI5。
波谱响应函数文件下载：http://vdisk.weibo.com/s/GbclH
包括OLI和TIRS两个传感器
第一步：辐射定标
(1) 选择 File->Open ，选择_MTL.txt文件打开。
(2) ENVI自动显示RGB显示真彩色图像，打开Data Manager对话框，可以看到ENVI自动读取元数据信息，包括中心波长信息、波段名称等。并将数据根据类型自动划分为三类。
(1) 选择ToolBox/Radiometric Correction/Radiometric Calibration，选择可见光-近红外数据。
(2) 在Radiometric Calibration面板中

•  定标类型（Calibration Type）：辐射亮度值（Radiance）
•  输出储存顺序 （Output Interleave）：BIL
•  输出数据类型：Float
•  单击FLAASH Settings按钮，自动获取辐射亮度单位转换系数Scale Factor：0.1

其他选项是方便用于FLAASH大气校正。
(3) 选择文件名和路径输出

图1：Radiometric Calibration面板
第二步：FLAASH大气校正
选择Toolbox/Radiometric Correction/Atmospheric Correction Module/FLAASH Atmospheric Correction，打开FLAASH大气校正工具。
（1） 文件输入与输出信息项目
单击Input Radiance Image按钮，选择上一步准备好的辐射亮度值数据LC81230322013132LGN02_rad.dat。在Radiance Scale Factors对话框中选择Use single scale factor for all bands（Single scale factor：1），在辐射定标中对单位进行了转换。
单击Output Reflectance File按钮选择输出文件名和路径。
（2） 传感器与图像目标信息

•  Lat：40 19 39.46，Lon：116 42 2.98（FLAASH自动获取）
•  Sensor Type：UNKONWN-MSI
•  Ground Elevation（km）：0.043（从相应区域的DEM获得平均值）
•  Flight Date：2013-05-12 Flight Time：02:55:26

注：在右边图层管理器中， 单击右键选择View Metadata，在Metadata viewer中浏览 time可以看到飞行时间

图2：图像成像时间查看
（3） 大气模型（Atmospheric Model）：Sub-Arctic Summer（5月份 纬度：40-50）
（4） 气溶胶模型（Aerosol Model）：Urban
（5） 气溶胶反演（Aerosol Retrieval）：2-Band（K-T）
（6） 初始能见度（Initial Visibility）：40。
图3：FLAASH基本参数设置
（7） 多光谱设置（Multispectral Settings）

• Defaults 下拉框：Over-Land Retrieval Standard（660：2100）。
• Filter Function File：选择ldcm_oli.sli 波谱响应文件

图4：多光谱设置
（8） 高级设置（Advanced Settings）：tile设置为100M，其余按照默认设置。
（9） 单击Apply按钮，执行FLAASH。

图5：估算能见度、水汽柱结果
第三步：浏览结果
打开大气校正结果，浏览植被波谱曲线如下，大致可以看出大气校正后消除了大气散射的影响。


图6：大气校正后的植被波谱曲线
同时发现1.360–1.390μm波段数据大气校正之后结果全部为0，单独打开这个波段的原始文件LC81230322013132LGN02_B9.TIF或者在ENVI中标识为Cirrus（1.3730）波段，发现这个波段的图像噪声非常大，主要用于识别卷云，辐射定标后的值在集中在0.011697- 0.023395。

图7：卷云Cirrus（1.3730）波段图像
讨论
ldcm_oli.sli波谱响应文件包括了可见光-红外，全色9个波段的响应，而我们大气校正使用了前8个波段，另外卷云Cirrus波段噪声比较大，是否将Cirrus、Pan两个波段的响应函数去除，同时将两个波段从图像中移除，只针对7个波段进行大气校正，精度是否会更高？


图8：oli波谱响应函数
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01018tc5.html