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,在工作谱段459-956nm内有115个波谱通道。HJ-1A/ HSI 的优点表现在:( 1) 光谱分辨率高。HJ-1A/ HSI 的平均光谱分辨率为4.32 nm,优于当前国际上应用最广泛的Hyperion( 10 nm) ,说明HSI 能够获得更为精细的地物光谱曲线,对目标识别和信息提取能力更强。( 2) 重访周期高。HJ-1A/ H SI 通过30度侧摆可以实现96 h 重访观测,而Hyperion 的重访周期为16 d,HSI 的高重访周期对于满足溢油、赤潮等专题研究需求更有优势。然而,HJ-1A/ HIS的空间分辨率相对较低,且工作谱段为459~ 956 nm,这对其应用产生了诸多限制。本文基于HJ-1A/ HIS数据,探讨其在沿海植被环境监测方面的潜力,具有一定的参考意义。
1 数据准备
本文选择2011年1月1号HJ1A星PATH/ROW 编号分别为8和106的HSI数据,目的是为了讨论环境小卫星在海岸带植被生态环境监测方面的应用。环境减灾小卫星数据可网上免费下载,下载地址如下:
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:http://www.secmep.cn
图1 数据源
2 FLAASH精确大气校正
2.1数据信息读取
环境减灾小卫星采用HDF5数据格式,这里通过两个扩展工具读取数据及获取相关元数据信息。
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/ESRI/viewthread.php?tid=37118&extra=page=1
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/ESRI/thread-75575-1-1.html
拷贝 sav 文件到 ENVI安装目录的save_add 目录下。
下载完成后,拷贝.sav文件到ENVI安装目录的save_add 目录下,选择ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools工具,即可以实现HDF5数据的读取(下图)。

图2 HJ-1A/1B Tools
值得注意的是,FLAASH大气纠正工具要求将HSI数据预处理成为BIP或BIL储存顺序、带有中心波长信息、波段宽度信息的ENVI格式文件。利用中国资源卫星应用中心环境减灾小卫星HIS数据格式转换软件,将HIS格式数据转换为TIF格式,需要在波段列表中手动输入中心波长和波段宽度信息,但HJ-1A/HSI数据具有115个波段,手动输入中心波长和波段宽度信息工作量较大。
2.2 大气校正
遥感分析的基础是地表物体反射率的差异,因此在分析前,还需要将影像原始DN(Digital Number)值转换为反射率数据,在ENVI中通过FLAASH大气纠正工具实现。HSI数据已经经过了定标,单位是100*W×m-2×sr -1×mm-1。
(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)。
(2) 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 利用HDF5读取及预处理补丁设置传感器参数
传感器信息是固定的:飞行高度650km,像元分辨率100米
(3) 大气参数设置
① 大气模型(Atmospheric Model)根据经纬度和日期来定。本文所用数据采集于2011年1月1号,中心点在纬度10. N,选择T。
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工作谱段为459~ 956 nm,因此选择820 nm。
② 气溶胶模型
气溶胶模型需根据影像所在地区的情况来设定,如图1所示,研究区位于海岸带边缘植被覆盖区域,这里选择Rural(乡村)。
提供两种气溶胶反演方法: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数据工作谱段为459~ 956 nm缺少短波红外波段,这里选择None,采用能见度值参与气溶胶反演。能见度值大约参考值参见下表
| 天气条件 |
能见度 |
| 晴朗 |
40 to 100 km |
| 中等雾、阴霾 |
20 to 30 km |
| 厚雾、阴霾 |
15 km 或者更少 |
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容,请联系我们,一经查实,本站将立刻删除。
如需转载请保留出处:https://51itzy.com/kjqy/69557.html