Sentinel-2 L1C辐射率数据定标工具
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2017-01-01
Sentinel-2 L1C是经过几何精校正的大气表观反射率产品，可通过欧空局（<a href="https://scihub.copernicus.eu/d ... /home）免费下载。使用ENVI中的Radiometric Calibration 工具定标为辐射率（Radiance）目前版本存在问题，定标结果不正确，故特此编写Sentinel-2 L1C辐射率定标工具。本工具能正确的将Sentinel-2 L1C数据定标为10米4波段、20米9波段和60米11波段的辐射率（Radiance）数据，之后可以利用FLAASH工具进行大气校正。
一、 基本原理
Sentinel-2 L1C是大气表观反射率产品，辐射亮度值（
）与大气表观反射率（
）存在如公式（1）的数学关系，进而可由公式（2）求得。
其中：
：大气表观反射率
：辐射率，单位：
d：日地距离，单位：天文单位，即太阳和地球之间的平均距离
：太阳辐照度，单位：
：太阳高度角，单位：度
本工具基于公式2将大气表观反射数据转为辐射率数据。
二、下载安装
有以下两种安装方式，推荐使用App Store for ENVI安装该扩展工具。
l ENVI App Store安装
(1)下载安装和使用说明：<a href="http://blog.sina.com.cn/s/blog ... .html 。
(2)在App Store for ENVI找到Sentinel-2 L1C 辐射率定标工具，点击Install App进行安装。
l 手动安装
(1) 下载工具包：<a href="http://pan.baidu.com/s/1jHNRAS ... NRAS2 密码：kgr7
(2) 压缩包中的文件分别拷贝到对应的文件夹中。
.sav文件拷贝到：…/extensions
. task文件拷贝到：…/custom_code
该工具直接使用了ENVI的OpenRaster函数打开哨兵2数据，由于哨兵2数据的格式有多次更改，使用该工具处理相应的哨兵2数据的前提为ENVI能打开待处理的哨兵2数据。ENVI5.3.1和ENVI5.4有相应的补丁，参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog ... .html。
如果是ENVI5.4.1版本，则支持所有格式的哨兵2数据。
三、 使用说明
(1) 在ToolBox中，启动/Extensions/Radiance Sentinel-2 L1C，如下图所示。下面为每个参数的详细说明：
图.1 Sentinel-2 L1C 辐射率定标参数面板
l Input Sentinel-2 XML：Sentinel-2 L1C xml文件，2017年发布的xml文件为MTD_MSIL1C.xml。
l Sentinel-2 L1C辐射率定标工具提供三种辐射率定标方案：
1）Output Four 10m Bands：10m四个波段定标，即B2、B3、B4、B8。
2）Output Nine 20m Bands：20m九个波段定标，即B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B11、B12。
3）Output Eleven 60m Bands：60m十一个波段定标，即B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B9、B11、B12。
注*：B8与B8A中心波长接近，B8A比B8波宽窄，而且但对于2）3）方案若保留B8则无法进行气溶胶反演（Aerosol Retrieval），故保留B8A。
l Scale Factor：缩放系数。默认值0.1，即乘以0.1，则输出单位为
，与FLAASH要求输入的量纲相同。
l Resample Method：重采样方法，默认为Bilinear。
注*：
高分辨率数据重采样为低分辨率数据时不推荐使用Nearest Neighbor。
重采样只作用于方案2）3），方案1）无需重采样。
l Enter Suffix：输出影像的后缀。输出影像名称为S2X_ML1C_YYYY-MM-DD_ Zm_Suffix.dat。
其中：
A星，则X=A；B星则X=B
YYYY-MM-DD为影像拍摄日期
Z为输出影像空间分辨率，根据输出选项，Z为10、20或者30
Suffix为输入的后缀，默认为Radiance
以示例数据为例，按照默认参数，则输出的4波段10m分辨率影像名称为：S2A_ML1C_2017-03-14_10m_Radiance.dat。
l Output Directory：输出文件路径。选择文件夹即可，不必设置文件名称。
l Display Result：是否在ENVI中显示辐射率影像。
(2) 选择相应参数，单击OK执行定标处理。
附：Sentinel-2数据介绍
Sentinel-2包括A、B两颗卫星（简称以下S2A，S2B），其传感器性能相同。Sentinel-2影像基本参数和产品级别如下。
基本参数
表1. Sentinel-2 波段设置
产品级别
Level-0： 原始数据。
Level-1A：包含元信息的几何粗校正产品。
Level-1B：辐射率产品，嵌入经GCP优化的几何模型但未进行相应的几何校正。
Level-1C：经正射校正和亚像元级几何精校正后的大气表观反射率产品。
注：目前国内用户仅能下载Level-1C数据。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102y7g4.html
一、 基本原理
Sentinel-2 L1C是大气表观反射率产品，辐射亮度值（
其中：
d：日地距离，单位：天文单位，即太阳和地球之间的平均距离
本工具基于公式2将大气表观反射数据转为辐射率数据。
二、下载安装
有以下两种安装方式，推荐使用App Store for ENVI安装该扩展工具。
l ENVI App Store安装
(1)下载安装和使用说明：<a href="http://blog.sina.com.cn/s/blog ... .html 。
(2)在App Store for ENVI找到Sentinel-2 L1C 辐射率定标工具，点击Install App进行安装。
l 手动安装
(1) 下载工具包：<a href="http://pan.baidu.com/s/1jHNRAS ... NRAS2 密码：kgr7
(2) 压缩包中的文件分别拷贝到对应的文件夹中。
.sav文件拷贝到：…/extensions
. task文件拷贝到：…/custom_code
该工具直接使用了ENVI的OpenRaster函数打开哨兵2数据，由于哨兵2数据的格式有多次更改，使用该工具处理相应的哨兵2数据的前提为ENVI能打开待处理的哨兵2数据。ENVI5.3.1和ENVI5.4有相应的补丁，参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog ... .html。
如果是ENVI5.4.1版本，则支持所有格式的哨兵2数据。
三、 使用说明
(1) 在ToolBox中，启动/Extensions/Radiance Sentinel-2 L1C，如下图所示。下面为每个参数的详细说明：
图.1 Sentinel-2 L1C 辐射率定标参数面板
l Input Sentinel-2 XML：Sentinel-2 L1C xml文件，2017年发布的xml文件为MTD_MSIL1C.xml。
l Sentinel-2 L1C辐射率定标工具提供三种辐射率定标方案：
1）Output Four 10m Bands：10m四个波段定标，即B2、B3、B4、B8。
2）Output Nine 20m Bands：20m九个波段定标，即B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B11、B12。
3）Output Eleven 60m Bands：60m十一个波段定标，即B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B9、B11、B12。
注*：B8与B8A中心波长接近，B8A比B8波宽窄，而且但对于2）3）方案若保留B8则无法进行气溶胶反演（Aerosol Retrieval），故保留B8A。
l Scale Factor：缩放系数。默认值0.1，即乘以0.1，则输出单位为
l Resample Method：重采样方法，默认为Bilinear。
注*：
高分辨率数据重采样为低分辨率数据时不推荐使用Nearest Neighbor。
重采样只作用于方案2）3），方案1）无需重采样。
l Enter Suffix：输出影像的后缀。输出影像名称为S2X_ML1C_YYYY-MM-DD_ Zm_Suffix.dat。
其中：
A星，则X=A；B星则X=B
YYYY-MM-DD为影像拍摄日期
Z为输出影像空间分辨率，根据输出选项，Z为10、20或者30
Suffix为输入的后缀，默认为Radiance
以示例数据为例，按照默认参数，则输出的4波段10m分辨率影像名称为：S2A_ML1C_2017-03-14_10m_Radiance.dat。
l Output Directory：输出文件路径。选择文件夹即可，不必设置文件名称。
l Display Result：是否在ENVI中显示辐射率影像。
(2) 选择相应参数，单击OK执行定标处理。
附：Sentinel-2数据介绍
Sentinel-2包括A、B两颗卫星（简称以下S2A，S2B），其传感器性能相同。Sentinel-2影像基本参数和产品级别如下。
基本参数
表1. Sentinel-2 波段设置
产品级别
Level-0： 原始数据。
Level-1A：包含元信息的几何粗校正产品。
Level-1B：辐射率产品，嵌入经GCP优化的几何模型但未进行相应的几何校正。
Level-1C：经正射校正和亚像元级几何精校正后的大气表观反射率产品。
注：目前国内用户仅能下载Level-1C数据。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102y7g4.html
