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像素值的通用术语是数字量化值或DN它通常用来描述没有校准到有意义单位的像素值。
DN值是卫星接收辐射量化的值,大小与量化深度有关,如8bit量化,那么Max(DN) = 255、无单位,无实际意义。
如果你只是想看图像,不打算解释像素值的物理意义,你可以DN保存值的方法。
辐射定标的结果之一是星上接收到的辐射亮度值,具体意思是单位面积、单位波长、单位立体角的辐射通量。
通常称为辐射率(radiance pixel values),是某一区域辐射能量的总和。辐射亮度值有单位标志,如W/cm2.μm.sr(瓦特/平方厘米.微米.球面ENVI FLAASH工具中要求的辐射亮度值为:μW/(cm2*sr*nm)。0是国际单位.1倍。
将未定标的DN图像转换为辐射亮度值图像通常只能通过线性转换公式、偏移和增益来完成。偏移和增益参数通常可以在元数据文件中获得。ENVI图像定标工具不仅可以提供DN图像转换为辐射亮度图像,也可选择辐射亮度图像的单位。
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辐射亮度值包括物体反射的辐射能量、附近物体的贡献值和云的影响。同时,辐射亮度值也会受到辐射源的影响,如光学遥感中的太阳。当您查看辐射亮度值的元波谱曲线时,该曲线基本上是太阳波谱的整体形状(图1),在绿色波段(500nm左右)有反射峰。
图1: 太阳辐射光谱
图2:干草(黑色)、绿草(红色)、水(绿色)、路面(蓝色)的辐射亮度波谱(左图)和反射率波谱(右图)。请注意,所有辐射亮度波谱为500nm因为太阳在500,所以值很高nm具有光谱峰值, 在反射段在反射率波谱中被大气强吸收,图中没有值。
辐射亮度图像在定量分析多光谱和高光谱图像数据时,需要转化为反射率图像。
反射率是物体表面所能和它所的,一般在[0,1]范围内,有时为了方便存储而扩大一定的倍数,如放大1万倍[0,1万]。有些材料可以通过它们的反射光谱来识别,因此,为了更好地识别图像特征,我们通常将图像标记为反射率图像。
反射率图像有两种:大气表观反射率和地表反射率
大气表观反射率(简称大气表观反射率)TOA reflectance)它是航天传感器在大气层外飞行的反射率。这种反射率包括云、气溶胶和气体的贡献。通过辐射亮度、太阳辐照、太阳高度角和成像时间等参数计算大气表观反射率。
又称卫星反射率,大气表面反射率,是卫星上未经大气校正接收的反射率。包括地表反射率和大气程辐射项。ENVI中可以直接定标至表观反射率,需要在头文件中包括,gains,offset,time,太阳高度角等参数。
地表反射率是地球表面的反射率,没有云和大气组分的影响。,有许多计算模型,如辐射传输模型,实际上是去除云、大气组分、附近地物等因素的过程。ENVI大气校正模块采用辐射传输模型MODTRAN4 。因此,大气校正是获得地表反射率的一种方法。
地表反射率是地物的真实反射率,,辐射传输模型可以通过辐射传输模型和统计模型除大气影响。辐射传输模型是高精度的。典型的商业软件模型有ENVI Flaash(MODTRAN4 模型),Erdas Atcor,6S模型(非商业)。
通常称为比辐射率,是指物体的辐射能力与黑体在相同温度下的辐射能力之比称为物体的发射率,一般在[0,1]范围内,用于描述热红外图像的特征。
比辐射率还包括大气表观比辐射率和地表比辐射率,其含义与反射率相似。
将未定标的DN线性变换模型通常用于将图像转换为发射率图像。ENVI中打开Modis的L1B级数据,自动将热红外波段定标为比辐射率数据,当然这个是大气表观比辐射率图像。
它是指与黑体具有相同辐射亮度的黑体的温度,可以通过普朗克公式获得。经过定量反演后,可以获得真实的表面反射率,主要分裂法等。
当一个物体的辐射亮度等于的辐射亮度时,黑体的物理温度被称为物体的亮度温度,因此亮度温度具有温度大纲,但没有温度的物理含义,是物体辐射亮度的代表性术语。该单位是开尔文或摄氏度,这是一个广泛的温度定义,由许多因素引起,如大气向下、向上辐射等。
热红外辐射亮度图像可以通过普朗克方程转换为亮温图像。
与亮温相应的就是地表温度,简单的理解就是消除大气上行、下行等因素影响的亮温,常用的方法包括大气校正法、单窗法、劈窗法等。
总结一下,
通常我们直接从数据提供商获取未定标的,然后定标为,对辐射亮度图像进行大气校正得到。
对于热红外图像,定标为发射率或者辐射亮度图像,之后通过反演模型转化为地表温度图像。一般我们是在反射率图像上获取地表定量信息。