ENVI5.1中环境一号卫星超光谱成像仪（HSI）图像FLAASH大气校正

本文以环境一号卫星HJ-1A星上搭载的超光谱成像仪（HSI）数据为数据源，介绍航天高光谱数据的FLAASH大气校正过程。HSI超光谱成像仪能完成对地刈宽为50公里、地面像元分辨率为100米、光谱范围（0.45-0.95µm）和115个光谱谱段的推扫成像。

第一步：图像打开与数据准备

（1）          ENVI中打开HJ-HSI数据“*.H5”。

提示：也可以通过File→Open As→Generic Formats→HDF5打开。

（2）          在打开Select HDF5 Datasets面板中，包括了很多的信息，如图像数据（ImageData）、坐标信息（MapInformation）、图像属性信息（ImageAttributes）。双击ImageData→BandData，选择的数据集添加到对话框右边的Raster Builder一栏中的Raster 1中。

（3）          同时获取以下信息：

•    MapInformation→SceneCenterLat：40.4616°，SceneCenterLong：116.195°。

•    MapInformation→PixelSpacing：100

•    ImageAttributes→SceneStartTime：2011-08-20 03:03:47.96

（4）          单击Open Raster按钮，打开图像文件。

（5）          在Toolbox工具箱中，双击Raster Management→Convert Interleave工具，选择刚打开的图像文件，在Convert File Parameters中，设置Output Interleave：BIL。

（6）          选择输出文件名“HSI_BIL.dat”和路径，单击OK按钮。

第二步：HJ-1A-HSI大气校正

（1）          在Toolbox工具箱中，双击Radiometric Correction/Atmospheric Correction Module /FLAASH Atmospheric Correction工具，单击Input Radiance Image按钮，选择上一步保存的“HSI_BIL.dat”图像。

（2）          在打开的Enter ASCII Filename containing wavelengths and fwhm对话框中，选择含有波段信息的txt文件HJ1A-HSI-BandInfo.txt，并在Input ASCII Filename对话框中手动输入Wavelength和FWHM的行数，如图所示。

提示：HJ1A-HIS数据的文件夹中包含一个文本文件，如本示例中的“HJ1A-HSI-2-65-A2-20110820-L20000597997_BandInfo.txt”，其中包括了每个波段的波谱范围和波段宽度。“HJ1A-HSI-BandInfo.txt”就是基于这个文件生成的，即第一列和第二例的平均值作为中心波长（wavelenth），第三列作为波段宽度（FWHM）。“HJ1A-HSI-BandInfo.txt”下载地址：http://pan.baidu.com/s/1o64sVzG

 

图1 输入中心波长和波段宽度

（3）          在出现的Radiance Scale Factors对话中选中Use single scale factor for all bands，缩放系数填写：1000。

提示：下载的HJ1A-HIS数据已经经过了定标，为了减少储存空间而扩大了100倍。单位是100* W/(m² *µm * sr)。

（4）          单击Output Reflectance File按钮，选择输出文件名和路径。

（5）          单击Output Directory for FLAASH Files按钮，选择文件输出目录。

（6）          传感器与图像信息

lLat：40.4616°  Lon：116.195°

l传感器类型（Sensor Type）：UNKNOWN-HIS

l传感器飞行高度Sensor Altitude：650

l图像区域平均海拔（Ground Elevation）：0.5

l成像时间（Flight Date）：2011-08-20   Flight Time：03:03:47.96。

（7）          大气参数

l模型（Atmospheric Model）：Mid-Latitude Summer

提示：根据图像中心纬度40°和8月份成像从帮助表中查询获取。

l执行水汽反演（Water Retrieval）：Yes。

lWater Absorption Feature：820nm

l气溶胶模型（Aerosol Model）：Urban

l气溶胶反演（Aerosol Retrieval）：None

提示：HJ1A-HIS数据缺少短波红外波段，采用能见度值参与气溶胶计算。

（8）          其他按照默认：

•    初始能见度（Initial Visibility）：30。

•    Spectral Polishing：yes

•    Width（number of bands）：5

•    Wavelength Recalibration：No

（9）          单击高光谱设置（Hyperspectral Settings）按钮，选择默认设置。

（10）      单击Advanced Settings按钮，打开高级设置面板。修改以下几个参数，其他按照默认：

•    Tile Size：100

提示：如果物理内存足够大，比如4g以上，设置Use Tiled Processing为No。

（11）      参数如图所示。单击Apply按钮，执行FLAASH处理。

 

图2  HJ1A-HSI数据FLAASH Atmospheric Correction Model Input Parameters面板

第三步：浏览结果

FLAASH计算完成之后，输出地表反射率图像、水气含量图像和云分类图像。使用Display→Profiles→Spectral。浏览植被、水体等典型地物波谱曲线。