基于资源一号卫星QUICK和FLAASH大气较正植被信息的表相

2014-11-28祝国祥叶荣炼

四川林业科技 2014年4期

祝国祥，叶荣炼

(1.国家林业局西北林业调查规划设计院，陕西西安 710048;2.重庆长寿区晏家街道办事处林业站，重庆长寿 401221)

植被是覆盖于地球表面一定区域和范围内各类植物群落的总和，它涵盖了森林、草原、湿地等，其通过光合作用将无机物转化为有机物，供给人类及其生物氧气、蛋白质及能量，是人类社会发展和进步的基础。随着社会经济发展，协调生活和居住的环境所付予的林木、草原等绿色植被的覆盖程度越来越备受关注，精准定量获取和监测局部或全局的植被信息及其变化密切关系到地方经济发展、开发建设和环境保护，为公众所期盼。

随着国产卫星技术越来越成熟和在多个领域的全面应用，为精准定量获取局部或全局的植被信息带来了便利，通过运用大气较正(以资源一号卫星:ZY-1为例)获取更为精准的遥感影像，为解译读取和监测更为丰富的植被消息和变化提供了可靠基础。

1 获取信息的基础及大气校正所运用的软件

遥感技术是以物体自身的电磁波辐射理论为基础。依据不同物体所具有的各自的电磁波反射或辐射特性，通过特定的传感器来理解和掌握物体的电磁波发射、反射、散射特性，电磁波传输特性等。大气层中的电离层、水蒸汽、氧气和臭氧等多物质和地形地貌的衰减对电磁波传播一定程度上直接影响准确获取和解译遥感数据。ENVI(The Environment for Visualizing Images)和交互式数据语言IDL(Interactive Data Language)是一款由美国ITT Visual Information Solutions公司开发的应用于遥感领域的模块化遥感图像处理软件，运用该软件中的大气校正模块(Atmospheric Correction)一定程度上消除上述的影响因素，定量获取遥感影像［1］。

2 处理过程

大气校正是以消除大气中的微离子、气溶胶、二氧化碳和光照及地形地貌的衰减等多因素引起的散射和漫放射对地物反射的影响，获得地物反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数，反演地物真实反射率的过程［1］。

2.1 ZY-1卫星数据预处理

首先，定标ZY-1卫星。通过“中国资源卫星应用中心”获取公布的定标参数，利用绝对定标系数将DN值图像(即:地表反射电磁波，被卫星的传感器记录下来电压或数字值的数据)转换为辐亮度图像。

2.2 QUICK大气较正

依据ZY-1卫星数据融合影像的属性精度、面积精度、最小监测图斑等指标与常规使用的法国SPOT-5、德国RapidEye数据接近，选择相近的传感器作为ZY-1卫星传感器类型。本文采用QuickBird作为ZY-1卫星的传感器类型执行。

2.3 FLAASH大气较正

2.3.1 获取波谱响应函数

由于获取地物波谱信息的传感器，针对每一个波段都有特定的波段范围，传感器上的感光元件在该波段范围内的每一个点所感应的强度也不一样，成像时是以该波段范围地物电磁波辐射的加权平均获取。波段响应函数是描述一定波长范围内(超出波段范围)的量子效应，当需要精确计算像元响应时候，比如大气校正反演真实地表反射率，就需要使用波谱响应函数［2］。“ZY-1”是通过“中国资源卫星应用中心”查询获取公布的传感器的波段响应函数，图中为波谱响应函数数字表达的一部分，第一列表示波长，后面四列分别表示全色和3个多光谱对应波长的波谱响应值。

2.3.2 制作波谱响应函数波谱曲线

在ENVI中，使用波谱曲线来描述波谱响应函数，也就是以波长作为x轴，波谱响应值作为y轴，存储格式为ENVI波谱库文件(.sli)。

2.3.3 启用FLAASH大气校正模块校正遥感影像

将准备好的数据输入，数据定标后的单位是W·m-2·sr-1·μm-1，与大气校正模块要求的单位(μW)/(cm2*nm*sr)相差10倍关系，因此在Radiance Scale Factors中输入10缩放系数。其它卫星有关参数，采用原数据头文件读取，如传感器高度、像元大小、成像中心点经纬度、成像时间等。波段响应函数选择上述生成的波谱响应文件。执行校正生成相应影像。