基于ETM数据地表温度反演实验单通道算法操作文档.docx

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1、基于ETM数据煤田火区地表温度反演的研究实验操作步骤与流程算法：单通道算法，其公式为Τs=γε-1ψ1Lsensor+ψ2+ψ3+δ（1）γ=c2LsensorTsensor2λ4c1Lsensor+λ-1-1（2）δ=-γLsensor+Tsensor（3）Lsensor=Lminλ+Lmaxλ-LminλQDNQmax（4）Tsensor=K2ln1+K1Lλ（5）K1=666.09mW∙cm-2∙sr-1∙um-1,K2=1282.71Kψ1=0.1471∙ω2-0.1558ω+1.1234（6）ψ2=-1.1836∙ω2-0.37

2、61ω-0.5289（7）ψ3=-0.0455∙ω2+1.8719ω-0.3907（8）ω=0.177e+0.339（9）e=0.6108*exp17.27Τ0-.3+Τ0-273*RH（10）先来说明单通道算法公式（1）中γ，Lsensor，δ，ψ1，ψ2，ψ3等这些参数的计算过程，地表比辐射率ε的计算过程稍后在说明。（1）对于ψ1，ψ2，ψ3的计算，只要查阅资料得知相对湿度RH，与温度Τ0后，就可以算出大气中水蒸汽的含量ω，进而可以根据公式算出ψ1，ψ2，ψ3。（2）对于Lsensor的计算，也就是辐射校正的过程，主要目的在于把影像中

3、像元的灰度值转化成辐亮度Lsensor，公式（4）中的Lminλ，Lmaxλ，Qmax在影像头文件中可以找到，QDN就是所要进行校正的影像。在ENVI中的操作如下：Basictools→bandmath,然后点开出现如下左侧对话框：对于ETM数据热红外波段高增益就是Lsensor=3.2+9.45∙QDN255然后点ok出现如下右侧对话框：选择b1为需要校正的波段指定输出文件夹点ok即可。（3）辐射校正完了进行大气校正。（特别注意：对于TM/ETM数据，大气校正的波段不能包含第六波段，大气校正之前需要把辐射校正完后的数据的BSQ格式转成B

4、IL/BIP格式，完后还需要对影像各波段的波长中心值wavelength进行编辑。）如果是单波段数据需要先进行波段叠加（layerstacking）具体操作如下：Basictools→layerstacking,全部选中所有的波段，指定输出文件夹点ok即可。完了进行格式转换，如下：Basictools→convertdata(BSQ,BIL,BIP),选择波段叠加后的影像，点击ok后出现：指定输出文件夹点击ok即可。对输入数据进行头文件编辑，主要是对波长wavelenth（即每一波段的波长中心值）和波长宽度fwhm（每一波段的波长范围）的

5、编辑。不是高光谱数据可以不对fwhm进行编辑。（envi——file——EditEnviHeader）完后可以进行大气校正（使用的是FLAASH）envi→spectral→flaash,出现如下对话框：该对话框分三部分，上面主要为输入输出文件夹的设定，中间部分包含影像中心坐标，传感器类型，卫星飞行时间，下面部分主要是大气模型与气溶胶模型的反演，对于多光谱数据可以不做光谱打磨（spectralpolishing）和高级设置（advancedsettings）具体不在此说明，各项参数设置完后点击apply即可。（4）进行Tsensor的计算

6、，Basictools→bandmath输入公式后如下左侧图，指定b1,如下右图，b1就是辐射定标后的波段Lsensor最后指定文件夹输出即可。（5）计算γ，公式（2）中c1，c2，λ都是常数，再利用波段运算就可得到:Basictools→bandmath,如下图左侧，指定b1与b2的波段如下右图：其中b1为Lsensor波段，b2为Tsensor波段指定输出文件夹就好。（6）计算δ，公式（3）中涉及到的已经全部为已知量，再利用波段运算就好。Basictools→bandmath，如下图左侧，指定b1,b2和b3的波段如下右图:其中b1为

7、Lsensor波段，b2为Tsensor波段B3为γ波段，指定输出文件夹就可以得到δ波段。下面主要介绍地表比辐射率ε的计算过程：在文中我们主要通过归一化植被指数阈值法(NDVITHM)来确定比辐射率ε首先计算一副影像的NDVI，计算公式如下：NDVI=ρ4-ρ3ρ4+ρ3（1）在此之前需要对该景ETM影像的3,4波段进行表观反射率的计算（注意：不能用辐射校正后的数据，应该使用原始数据来计算表观反射率）具体操作如下：BasicTools→Preprocessing→CalibrationUtilities→LandsatCalibratio

8、n后出现如下对话框，分别选择3波段与4波段，点击ok之后，出现下面对话框：传感器类型，飞行时间及太阳高度角都可以在头文件中找到。如上红色椭圆处都设置好了后，点击EditCalibrationP