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2023-09-17
《大沽河流域水文要素监测体系建设与实践》中的实例
【摘要】：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值转换成绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面（表观）温度有关的相对值的处理过程。后者属于大气校正的范畴，有时候也会将大气校正视为辐射定标的一种方式。QCALMAX 为最大量化定标像素值。图8.1辐射定标后2002年 Landsat-7 ETM+影像
辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN）转换成绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面（表观）温度有关的相对值的处理过程。按不同的要求或应用目的，可以分为绝对定标和相对定标。绝对定标是通过各种标准辐射源，建立辐射亮度值与数字量化值之间的定量关系，如对一般的线性传感器，绝对定标通过一个线性关系式完成数字量化值与辐射亮度值的转换
辐射亮度值L 常用单位为W/（cm2·μm·sr）。当定标为反射率时，又分为大气外层表观反射率和地表真实反射率。后者属于大气校正的范畴，有时候也会将大气校正视为辐射定标的一种方式。
在ENVI中，使用Landsat定标工具可以将Landsat MSS、TM 或ETM+的DN 值转换成辐射亮度值或表观大气反射率。如果存在TM 波段6，它将被转化为温度（单位K）。如果输入波段7，则第6波段将被假定为热红外波段。如果输入文件只有6个波段，则被假设没有热红外波段。
ENVI提供两种定标公式供选择（两个公式得到的结果是一致的）
（1）QCAL 为原始量化的DN 值；LMINλ为QCAL=0时的辐射亮度值；LMAXλ为QCAL=QCALMAX 时的辐射亮度值。LMINλ和LMAXλ的值取自Chander、Markham 和Helder（2009）的研究成果。
（2）QCALMIN 为最小量化定标像素值（与LMINλ类似）。取值如下：
1：LPGS产品；
1：2004年4月4日之后的NLAPS产品；
0：2004年4月4日之前的NLAPS产品。
如果没有元数据信息，QCALMIN取默认值1（TM 和ETM+）或者0（MSS）。
（3）QCALMAX 为最大量化定标像素值（与LMAXλ类似）。根据元数据信息取值为127、254、255。当缺少元数据时，QCALMAX 取默认值：255（TM 和ETM+）或127（MSS）。
（4）Lλ为辐射亮度值，单位为W/（cm2·μm·sr）。
定标表观大气反射率（ρp）的计算公式为
式中：Lλ为辐射亮度值；d 为天文单位的日地距离；ESUNλ为太阳表观辐射率 均值，对于Landsat-7 ETM+，ENVI使用“The Landsat-7 Science Data Users Handbook” 上记录的参数；对于Landsat-4/5TM，ENVI使用Chander 和Markham（2003）研究成果。θs为太阳高度角（°）。
定标参数使用Chander、Markham 和Helder（2009）的研究成果，其中，LPGS和NLAPS分别是两种数据处理系统得到 的产品：the Level 1 Product Generation System（LPGS）和the National Land Ar- chive Production System（NLAPS）。 从 2008年12月开始，Landsat-7 ETM+和Landsat-5都是以LPGS系统处理，Land- sat-4 TM 和MSS以NLAPS系统处理。 图8.1是2002年Landsat-7 ETM+影像辐射定标后的效果。
图8.1 辐射定标后2002年 Landsat-7 ETM+影像
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