envi下环境小卫星图像处理

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1、ENVI下环境小卫星图像处理(2011-03-1618:56:11)环境与灾害监测预报小卫星星座A、B星（简称环境小卫星，简写HJ-1A/1B）于2009年3月30日开始正式交付使用，HJ-1-A星搭载了CCD相机和超光谱成像仪（HSI），HJ-1-B星搭载了CCD相机和红外相机（IRS）。HJ-1A/1B卫星是继我国继气象、海洋、国土资源卫星之后一个全新的民用卫星。卫星投入使用后，对自然灾害、生态破坏、环境污染进行大范围、全天候、全天时的动态监测，对灾害和环境质量进行快速和科学评估，提高灾害和环境信息的观测、采集、传送和处理能力，为紧急救援、灾后救助及恢复重建和环境保护工

2、作提高科学依据。HJ-1数据应用于自然灾害、生态环境之前，需要进行几何及光谱方面的预处理。ENVI在数据读取、图像配准、精确大气校正等方面提供了非常好的工具。1、数据读取目前，网上免费获取的HJ-1A/1B卫星CCD和HSI影像的分发的格式主要有两种：CCD为Geotiff，每一个波段为一个Geotiff文件，并提供一个元数据说明（.XML）;HSI为HDF5格式，也提供一个元数据说明（.XML）。CCD相机的Geotiff格式直接可以在ENVI软件下打开，利用ENVI->BasicTools->LayerStacking工具将各个波段组合成一个文件输出。HIS高光谱数据是

3、以HDF5格式提供，安装ENVI的HDF5读取补丁后直接在ENVI中打开。更为方便的方法是直接使用HJ-1数据读取补丁，下载网址为：http://bbs.esrichina-bj.cn/ESRI/thread-83044-1-3.html。直接双击运行.sav或拷贝sav文件到ENVI安装目录的save_add目录下，启动ENVI->File->OpenExternalFile->HJ-1->HJ-1A/1BTools工具（下图）。直接读取CCD、HIS、IRS数据，输出结果为一个多波段的ENVI标准栅格文件，并带有中心波长等信息，其中CCD数据可以直接输出定标结果（辐射亮

4、度）。 图1.1HJ-1A/1BTools2、精确图像配准相同卫星的不同CCD数据或者不同卫星的CCD数据，由于扫描时间差或者轨道偏差等原因，会出现如下图的情况（两幅HJ1B的CCD1和CCD2二级数据），重叠区不能百分百重叠。可以使用ENVI自动配准功能进行精确配准。启动ENVI>Map>Registration>AutomaticRegistration:ImagetoImage。(1)      分别选择基准影像（BaseImage）和待校正影像（WarpImage）。同时选择相同波长的匹配波段，这里选择信息量丰富的Band4近红外波段。(2)      由于两幅影像

5、经过几何粗校正，拥有投影坐标系，不需要手动选择。启动AutomaticRegistrationParameters对话框。根据CCD图像30米分辨率等信息，设置如下图参数执行。 (3)      得到46个分布均匀的控制点，RMS误差为0.87（2次）。(4)      执行2次多项式校正，就可以得到配准非常好的结果，如下图。3、精确大气校正ENVI下的FLAASH大气校正模块直接可以对HSI高光谱数据进行精确大气校正，对于CCD数据，关键是进行数据定标和构建波谱响应函数。(一)  传感器定标在CCD二级数据提供的.XML中可以得到定标公式、单位及系数，基于ENVIBand

6、Math很容易完成定标，或者利用HJ-1A/1BTools自动定标：(gain1,Fielddata,L=DN/g+L0,W*m^(-2)*sr^(-1)*um^(-1))B1:g0.5329,L01.6146,B2:g0.52895,L04.0052,B3:g0.68495,L06.2193,B4:g0.72245,L02.8302。(二)  构建波谱响应函数任何传感器在设计时都会给出严格的波段响应函数，环境小卫星也不例外。在中国资源卫星应用中心可下载：http://www.cresda.com/n16/n1115

7、/n1522/n2118/index.html。以四列数字形式提供，第一列表示波长，后面四列分别表示4个波段对应波长的波谱响应值。在ENVI中，使用波谱曲线来描述波谱响应函数，也就是以波长作为x轴，波谱响应值作为y轴，存储格式为ENVI波谱库文件(.sli)。下面介绍ENVI中的波谱响应函数的制作。(1)      选择Window->StartNewPlotWindow，ENVIPlotWindow窗口中，选择File->InputData->ASCII,如图2所示，自动将第一列作为X轴，后面4列作为Y轴。单击O