基于Landsat8遥感影像的水质反演

基于Landsat8遥感影像的水质反演

——以韩城市薛峰水库为例

1 实验目的

1）熟悉ENVI5.1的软件操作，掌握使用ENVI5.1软件从数字遥感影像中获取地物光谱信息的技能。

2）加深对遥感知识的理解，锻炼运用遥感原理解决工程应用中的实际问题的能力。

2实验平台

本次实验选用的软件操作平台为ENVI5.1遥感图像处理软件。

3实验数据

此次实验影像数据来源于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn），根据研究区韩城市薛峰水库水质参数的采集时间周期，计划使用landsat 8 OIL数字卫星2015年1月、3月、5月、7月、9月、11月份6期遥感影像，但综合考虑这些时间点卫星影像的云量和数据存档情况后，最终选择2014年12月30日、2015年2月16日、5月23日、7月26日、9月12日以及12月17日，这6期影像作为此次实验的影像数据。

4实验步骤

4.1辐射定标

①启动ENVI5.1软件，打开遥感影像。

File→Open，选择MTL.txt文件，点击OK打开，可以看到分为五个数据集：多光谱数据（1-7波段），全色波段数据（8波段），卷云波段数据（9波段），热红外数据（10，11波段）和质量波段数据（12波段）。

②辐射定标

在ENVI 5.1的工具箱中查找工具：/Radiometric Correction→Radiometric Calibration；双击此工具，选择要校正的多光谱数据“MTL_MultiSpectral”进行辐射定标。

③定标参数设置

FLASSH大气校正对于Radiance数据的要求是：BIL存储格式，单位转换“Scale Factor”的设置，单击Apply FLAASH Settings得到相应的参数。设置完成之后，点击OK即开始辐射定标。

4.2大气校正

①ENVI 5.1 工具箱中查找工具：Radiometric Correction→Atmospheric Correction Module→FLAASH Atmospheric Correction，双击此工具，打开之前辐射定标后的数据，进行相关的参数设置进行大气校正。

1) Input Radiance Image：打开辐射定标结果数据； 2) 设置输出反射率的路径；

3) 设置输出FLAASH校正文件的路径；

4) 中心点经纬度Scene Center Location：自动获取；

5) 选择传感器类型：Landsat-8 OLI；其对应的传感器高度以及影像数据的分辨率自动读取；

6) 设置研究区域的地面高程数据；

7) 影像生成时的飞行过境时间：可以从元文件“MTL.txt”中找到，具体名称：DATE_ACQUIRED = 2013-05-12；SCENE_CENTER_TIME = 02:55:26.6336980Z；

8) 大气模型参数选择：Sub-Arctic Summer（根据成像时间和纬度信息选择）； 9) 气溶胶模型Aerosol Model：Urban，气溶胶反演方法Aerosol Retrieval：2-band（K-T）； 10) 其他参数按照默认设置即可。 ②多光谱参数设置：

1) K-T反演选择默认模式：Defaults->Over-Land Retrieval standard（600:2100）

2) 波谱响应函数：默认指向..\\Program Files\\Exelis\\ENVI51\\classic\\filt_func\\landsat8_oli.sli，把它重新指向：..\\Program Files\\Exelis\\ENVI51\\resource\\filterfuncs\\landsat8_oli.sli，点击OK。

③高级参数设置：

参数默认即可。最后，点击“Apply”运行FLAASH校正，运行完后能得到反演的能见度和水汽柱。

④校正结果

水体反射率较低，在蓝绿波段有较强反射，在其他可见光波段吸收都很强。纯净水在蓝光波段反射率最高，随波长增加反射率降低；含叶绿素的清水反射率峰值在绿光段，水中叶绿素越多则峰值越高，而浑浊水、泥沙水反射率高于以上，峰值出现在黄红区。