环境小卫星高光谱数据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HSI数据中获取元数据信息。下载地址：http://bbs.esrichina-bj.cn/ESR ... e%3D1
二、HJ-1数据预处理补丁
为HSI数据添加中心波长信息和波段宽度（FWHM）.下载地址：http://bbs.esrichina-bj.cn/ESR ... .html 或者 http://vdisk.weibo.com/s/lO16q
拷贝 sav 文件到 ENVI安装目录的save_add 目录下。
数据准备
数据可网上免费下载，下载地址：
中国资源卫星数据服务网：http://www.cresda.com
环保部环境星下载服务网：www.secmep.cn
(1) 选择ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools工具（下图）。
(2) 选择HSI，单击Input Files选择HSI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。

图1 HJ-1A /1B Tools
FLAASH参数设定
HSI数据已经经过了定标，单位是100*W×m^-2×sr ^-1×mm^-1，启动FLAASH工具，在输入辐射率数据时候，缩放系数填写：1000，（符合FLAASH对辐射亮度单位的要求）


图2 辐射亮度值缩放系数
一、 传感器基本信息设置
选择传感器类型，成像中心点经纬度，成像时间，高度信息（成像区域和传感器飞行高度）等都可以在HDF5文件中获取。
选择ENVI->File->Open External File->Generic Formats->HDF5，打开.h5文件，如下是相应参数填写。

图3 成像中心点经纬度信息

图4 成像时间（选择开始扫描时间，开始和结束时间相差不大）
传感器信息是固定的：飞行高度——650km，像元分辨率——100米
二、 大气参数设置
l 大气模型（Atmospheric Model）根据经纬度和日期来定。40.3度和8月份，选择MLS。
表1六种标准的大气模型

l 水气反演设置Water Retrieval，
设置为yes。 使用水气去除模型，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：
1050-1210 nm (对应 1135 nm)
870-1020 nm (对应940 nm)
770-870 nm (对应820 nm)
HSI选择820 nm。
l 气溶胶模型
根据影像所在地区的情况来设定，这里选择Rural（乡村）。
提供两种气溶胶去除方法：
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能见度。
HSI数据由于缺少短波红外波段，这里选择None，采用能见度值参与气溶胶去除。
能见度值大约参考值参见下表

三、 高光谱数据参数设置
1) 自动选择通道定义(推荐)


图 5高光谱设置
浏览结果
选择校正前后相同像素点的Z profile，如下图为相同点植被的波谱曲线，可以看到大气校正之后植被的波谱曲线趋向正确。


HSI数据的应用研究科查阅：马灵玲, 王新鸿, 唐伶俐的“HJ -1A高光谱数据高效大气校正及应用潜力初探”。
常见错位及解决方法
1、 ACC error:autochan
IDL error:
ACC_AUTOCHAN:Error:Upper K-T band not found automatically
HSI数据缺少K-T气溶胶反演的所需的波段，因此不能使用K-T方法反演气溶胶。
2、 ACC error:autochan
ACC_AUTOCHAN:No water absorption channels selected


这种错误一直没模拟出来，一般是由于水汽反演、大气模型的选择和飞行时间的问题，如飞行时间使用的是北京时间等。
3、 ACC error:avrd
IDL error:REBIN:Result dimensions must be integer factor of original dimensions

这个错位一般出现在你多次执行FLAASH工程文件时，没有重新设置输出文件而选择替代的时候出现。好的方法就是重新启动FLAASH和加载一次工程文件。

4、 校正结果全部为0.
可能是因为HSI定标结果不是100*W×m^-2×sr^-1×mm^-1 而是10*W×m^-2×sr^-1×mm^-1，源自：http://bbs.esrichina-bj.cn/ESR ... .html 其他错误可参考：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100pvrk.html
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100uts1.html