Landset8图像处理和水体提取

一、图像处理整体思路步骤

1、多光谱波段

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1.1多光谱波段的辐射定标

1.1.1 Envi导入Landset8影像

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Landset8波段调整

  • OLI对波段进行了重新调整,比较大的调整是OLI Band5(0.845–0.885 μm),排除了0.825μm处水汽吸收特征;

  • OLI全色波段Band8波段范围较窄,这种方式可以在全色图像上更好区分植被和无植被特征;

  • 此外,还有两个新增的波段:蓝色波段 (band 1; 0.433–0.453 μm) 主要应用海岸带观测,短波红外波段(band 9; 1.360–1.390 μm) 包括水汽强吸收特征可用于云检测;

  • 近红外band5和短波红外band9与MODIS对应的波段接近,详情参考表。


波段组合

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图像预处理

由于Landsat数据已经经过几何校正和地形校正,所以直接进行辐射定标和大气校正。


1.1.2多光谱波段辐射定标
  • 选择File->Open,选择_MTL.txt文件打开;
  • 选择ToolBox/Radiometric Correction/Radiometric Calibration,选择多光谱数据(MultiSpectral);
  • 参数设置如下:

​ 定标类型(Calibration Type):辐射亮度值(Radiance);

​ 输出储存顺序 (Output Interleave):BIL;

​ 输出数据类型:Float;

​ 单击FLAASH Settings按钮,自动获取辐射亮度单位转换系数Scale Factor:0.1,其他选项是方便用于

​ FLAASH大气校正;

​ 最后自行设置输出路径。

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1.2多光谱波段的大气校正

  • 打开Radiometric Correction
  • ->Atmospheric Correction Module
  • -> FLAASH Atmospheric Correction工具
  • 导入经过辐射定标的数据radiometric_result.dat,因为在辐射定标中已经进行了单位换算,所以在弹出的Radiance Scale Factors中选择第二项
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由于FLAASH大气校正需要影像区域的平均高程,所以可以使用ENVI自带全球高程数据进行计算。

  • File——Open World Data——Elevation,打开ENVI自带的全球900mDEM数据;

  • 将需要计算高程数据的影像打开(需要带坐标信息),可以放大看到影像数据叠加在DEM数据上

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  • 打开工具箱中的Statistics——Compute Statistics,在输入文件对话框中选择GMTED2010.jp2数据,再单击Stats Subset,单击File,选择需要统计高程信息对应的图像,然后OK.

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  • 之后的参数均设置为默认。最后得到统计的平均高程信息,可以看到影像平均高程为256.626m(下图)

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  • 随后回到FLAASH工具,设置其他参数。传感器类型Sensor Type为Landsat-8 OLI,平均地面高程Ground Elevation为0.256km,大气模型根据帮助文档中的大气模型表进行选择,根据影像成像时间为3月,影像中心纬度为34°确定大气模型为MLS。气溶胶模型选择城市Urban。

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  • 设置的FLAASH参数、

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  • 同时还要设置多光谱参数,进入Multispectral Settings,将Default设置为Over-Land Retrieval Standard(600:2100)

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  • 其他参数按照默认设置,最后点击Apply进行大气校正。大气校正结果如图11所示,会显示估算能见度和平均水汽柱。

FLAASH过程中出现“内存资源不足”的错误可以参考这篇博客:FLAASH大气校正过程中内存资源不足解决方法

  • FLAASH大气校正结果

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2、全色波段

2.1全色波段的辐射定标

  • 选择ToolBox/Radiometric Correction/Radiometric Calibration,选择全色波段(Panchromatic);

  • 参数设置:

    • Calibration Type:Reflectance,
    • Output Data Type:UInt,
    • Scale Factor:10000;

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  • 点击OK输出

3、图像融合

  • 打开 ToolBox/ Image Sharpening /Gram-Schmidt Pan Sharpening
  • 在文件选择框中分别选择第1.2步中大气校正之后多光谱数据作为低分辨率影像(Low Spatial)
  • 在文件选择框中第2.1步中辐射定标后的全色数据作为高分辨率影像(High Spatial)
  • 单击OK。打开Pan Sharpening Parameters面板
  • 参数设置:
    • Sensor:landsat-8 oli
    • 重采样方法(Resampling):Cubic Convolution
    • 输出格式为:ENVI

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二、水体信息提取

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