i.landsat.toargrass - En ligne dans le Cloud

PROGRAMME:

Nom

i.landsat.toar - Calcule la radiance ou la réflectance au sommet de l'atmosphère et la température pour
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

MOTS-CLÉS

imagerie, conversion radiométrique, radiance, réflectance, température de luminosité, Landsat,
correction atmosphérique

SYNOPSIS

i.landsat.toar
i.landsat.toar --Aidez-moi
i.landsat.toar [-rnp] contribution=nom de base sortie=nom de base [fichier met=prénom] [capteur=un magnifique]
[méthode=un magnifique] [données=aaaa-mm-dd] [soleil_élévation=flotter] [date_du_produit=aaaa-mm-dd]
[Gain=un magnifique] [pour cent=flotter] [pixel=entier] [Rayleigh=flotter]
[satmet=un magnifique[,un magnifique,...]] [escaliers=flotter] [--écraser] [--aider] [--verbeux]
[--calme] [--ui]

Drapeaux:
-r
Sortie radiance au niveau du capteur au lieu de la réflectance pour toutes les bandes

-n
Les cartes raster en entrée utilisent comme extension le numéro de la bande à la place du code

-p
Imprimer les informations sur les métadonnées de sortie

--écraser
Autoriser les fichiers de sortie à écraser les fichiers existants

--Aidez-moi
Imprimer le récapitulatif d'utilisation

--verbeux
Sortie du module verbeux

--silencieux
Sortie module silencieuse

--interface utilisateur
Forcer le lancement de la boîte de dialogue GUI

Paramètres:
contribution=nom de base [obligatoire]
Nom de base des canaux raster en entrée
Exemple : « B. » pour B.1, B.2, ...

sortie=nom de base [obligatoire]
Préfixe pour les cartes raster en sortie
Exemple : « B.toar. » génère B.toar.1, B.toar.2, ...

fichier met=prénom
Nom du fichier de métadonnées Landsat (.met ou MTL.txt)

capteur=un magnifique
Capteur de vaisseau spatial
Obligatoire uniquement si 'metfile' n'est pas fourni (recommandé pour des raisons de santé mentale)
Options: mss1, mss2, mss3, mss4, mss5, tm4, tm5, tm7, huiles8
mss1: SMS Landsat-1
mss2: SMS Landsat-2
mss3: SMS Landsat-3
mss4: SMS Landsat-4
mss5: SMS Landsat-5
tm4: Landsat-4 MC
tm5: Landsat-5 MC
tm7: Landsat-7 ETM+
huiles8: Landsat_8 OLI/TIRS

méthode=un magnifique
Méthode de correction atmosphérique
Méthode de correction atmosphérique
Options: non corrigé, dos1, dos2, dos2b, dos3, deux4
Valeur par défaut: non corrigée

données=aaaa-mm-dd
Date d'acquisition de l'image (aaaa-mm-jj)
Obligatoire uniquement si 'metfile' n'est pas fourni

soleil_élévation=flotter
Élévation du soleil en degrés
Obligatoire uniquement si 'metfile' n'est pas fourni

date_du_produit=aaaa-mm-dd
Date de création de l'image (aaaa-mm-jj)
Obligatoire uniquement si 'metfile' n'est pas fourni

Gain=un magnifique
Gain (H/L) de toutes les bandes Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
Obligatoire uniquement si 'metfile' n'est pas fourni

pour cent=flotter
Pourcentage de rayonnement solaire dans le rayonnement de chemin
Obligatoire uniquement si 'méthode' est n'importe quel DOS
Valeur par défaut: 0.01

pixel=entier
Pixels minimum pour considérer le nombre numérique comme objet sombre
Obligatoire uniquement si 'méthode' est n'importe quel DOS
Valeur par défaut: 1000

Rayleigh=flotter
Atmosphère Rayleigh (irradiance diffuse du ciel)
Obligatoire uniquement si 'méthode' est DOS3
Valeur par défaut: 0.0

satmet=chaîne[,chaîne,...]
valeur de retour stockée pour une métadonnée donnée
Obligatoire uniquement si 'metfile' et -p sont fournis
Options: nombre, création, date, soleil_elev, capteur, bandes, Sunaz, fiable
nombre: Numéro Landsat
création: Horodatage de la création
données: Date
soleil_elev: Élévation du soleil
capteur: Capteur
bandes: Nombre de bandes
sunaz: Angle d'azimut du soleil
fiable: Temps

escaliers=flotter
Facteur d'échelle pour la sortie
Valeur par défaut: 1.0

DESCRIPTION

i.landsat.toar est utilisé pour transformer le nombre numérique calibré d'images Landsat
produits à la radiance au sommet de l'atmosphère ou à la réflectance et à la température au sommet de l'atmosphère
(bande 6 des capteurs TM et ETM+). En option, il peut être utilisé pour calculer le
radiance ou réflectance à la surface avec correction atmosphérique (méthode DOS).

Habituellement, pour ce faire, la date de production, la date d'acquisition et l'élévation solaire sont
nécessaire. De plus, pour Landsat-7 ETM+ il faut aussi le gain (haut ou bas) des neuf
bandes respectives.

En option (recommandé), les données peuvent être lues à partir du fichier de métadonnées (.met ou MTL.txt) pour
tous les Landsat MSS, TM, ETM+ et OLI/TIRS. Cependant, si l'élévation solaire est donnée la valeur
du fichier de métadonnées est écrasé. Cela est nécessaire lorsque les données du fichier .met sont
incorrecte ou inexacte. De plus, si les dates d'acquisition ou de production ne figurent pas dans le
fichier de métadonnées, les valeurs de la ligne de commande sont utilisées.

Attention: toute valeur nulle ou inférieure à QCALmin dans le raster en entrée est définie sur null dans
le raster en sortie et il n'est pas inclus dans les équations.

Non corrigé au-capteur valeurs (méthode=non corrigée, défaut)

Les corrections géométriques et radiométriques standard donnent un nombre numérique calibré
(QCAL = DN) images. Pour standardiser davantage l'impact de la géométrie d'éclairage, le QCAL
les images sont d'abord converties en radiance au capteur, puis en réflectance au capteur.
La bande thermique est d'abord convertie de QCAL à radiance au capteur, puis à efficace
température au niveau du capteur en degrés Kelvin.

L'étalonnage radiométrique convertit QCAL en au-capteur éclat, une grandeur radiométrique
mesuré en W/(m² * sr * µm) en utilisant les équations :

· gain = (Lmax - Lmin) / (QCALmax - QCALmin)

· biais = Lmin - gain * QCALmin

· radiance = gain * QCAL + polarisation
où, Lmax ainsi que Lmin sont les constantes d'étalonnage, et QCALmax ainsi que QCALmin sont le
les points les plus élevés et les plus bas de la plage de radiance rééchelonnée en QCAL.

Ensuite, pour calculer au-capteur réflectance les équations sont :

· sun_radiance = [Esun * sin(e)] / (PI * d^2)

· réflectance = radiance / sun_radiance
où, d est la distance Terre-Soleil en unités astronomiques, e est l'angle d'élévation solaire,
ainsi que Accusation est l'irradiance solaire exoatmosphérique moyenne en W/(m² * µm).

Simplifié en surface valeurs (méthode=dos[1-4])

La correction atmosphérique et l'étalonnage de la réflectance suppriment la radiance du trajet, c'est-à-dire la
la lumière parasite de l'atmosphère et l'effet spectral de l'illumination solaire. Pour sortir
ces simples en surface éclat ainsi que en surface réflectance, les équations sont (pas pour
bandes thermiques):

· sun_radiance = TAUv * [Esun * sin(e) * TAUz + Esky] / (PI * d^2)

· radiance_path = radiance_dark - pourcentage * sun_radiance

· radiance = (at-sensor_radiance - radiance_path)

· réflectance = radiance / sun_radiance
où, pour cent est une valeur comprise entre 0.0 et 1.0 (généralement 0.01), Esky est le ciel diffus
rayonnement, TAUz est le facteur de transmission atmosphérique le long du trajet du soleil au
surface du sol, et TAUv est le facteur de transmission atmosphérique le long de la trajectoire depuis le sol
surface au capteur. éclat_dark est la radiance au capteur calculée à partir de la plus sombre
objet, c'est-à-dire DN avec au moins 'dark_parameter' (généralement 1000) pixels pour l'ensemble de l'image.
Les valeurs sont,

· DOS1 : TAUv = 1.0, TAUz = 1.0 et Esky = 0.0

· DOS2 : TAUv = 1.0, Esky = 0.0 et TAUz = sin(e) pour toutes les bandes avec onde maximale
longueur inférieure à 1. (c'est-à-dire bandes 4-6 MSS, 1-4 TM et 1-4 ETM+) autres bandes TAUz =
1.0

· DOS3 : TAUv = exp[-t/cos(sat_zenith)], TAUz = exp[-t/sin(e)], Esky = rayleigh

· DOS4 : TAUv = exp[-t/cos(sat_zenith)], TAUz = exp[-t/sin(e)], Esky = PI *
éclat_dark
Attention: Le rayonnement de sortie reste inchangé (c'est-à-dire qu'il n'est pas défini sur 0.0 lorsqu'il est négatif) puis
ce sont des valeurs négatives possibles. Cependant, la réflectance de sortie est définie sur 0.0 lorsque est
obtenu une valeur négative.

NOTES

Les valeurs des cellules raster en sortie peuvent être redimensionnées avec le escaliers paramètre (par exemple, avec 100 dans
cas d'utilisation de la sortie de réflectance dans je.gensigset).

On Landsat-8 métadonnées filet
La NASA rapporte une structure du fichier de métadonnées L1G (LDCM-DFCB-004.pdf) pour les données Landsat
Mission de continuité (c.-à-d. Landsat-8).

La NASA conserve dans le groupe MIN_MAX_RADIANCE les informations nécessaires pour transformer le Digital
Nombres (DN) dans les valeurs de radiance. Puis, i.landsat.toar remplace la norme possible
valeurs avec les valeurs de métadonnées. Les résultats correspondent aux valeurs rapportées par la metada
fichier dans le groupe RADIOMETRIC_RESCALING.

De plus, la NASA rapporte les mêmes valeurs de réflectance pour toutes les bandes en valeurs max-min et en
valeurs de gain-biais. C'est étrange que toutes les bandes aient la même plage de réflectance. Aussi,
ils ont écrit dans la page Web pour calculer la réflectance directement à partir du DN, d'abord avec
RADIOMETRIC_RESCALING valeurs et seconde divisée par sin(sun_elevation).

Il s'agit d'une simple remise à l'échelle

· réflectance = radiance / sun_radiance = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
rayon_soleil

· maintenant réflectance = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· alors REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· et REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

Le problème se pose lorsque nous avons besoin de valeurs ESUN (non fournies) pour calculer sun_radiance et
DOS. On suppose que REFLECTANCE_MAXIMUM correspond au RADIANCE_MAXIMUM, alors

· REFLECTANCE_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· Esun = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
De d est la distance Terre-Soleil fournie par le fichier de métadonnées ou calculée à l'intérieur du
.

La i.landsat.toar rétablit la remise à l'échelle de la NASA pour continuer à utiliser Lmax, Lmin et Esun
valeurs pour calculer la constante pour convertir DN en radiance et radiance en réflectance avec
les équations "classiques" et les simples corrections atmosphériques. Attention: Quand MAXIMUM
les valeurs ne sont pas fournies, i.landsat.toar essaie de calculer Lmax, Lmin et Esun à partir de
RADIOMETRIC_RESCALING (dans les tests, les résultats étaient les mêmes).

Étalonnage des constantes
En mode verbeux (drapeau --verbeux), le programme écrit les données satellite de base et le
paramètres utilisés dans les transformations.

La date de production n'est pas une valeur exacte mais il est nécessaire d'appliquer un étalonnage correct
constantes, qui ont été modifiées dans les dates :

· Landsat-1 MSS : jamais

· Landsat-2 MSS : 16 juillet 1975

· Landsat-3 MSS : 1er juin 1978

· Landsat-4 MSS : 26 août 1982 et 1er avril 1983

· Landsat-4 TM : 1er août 1983 et 15 janvier 1984

· Landsat-5 MSS : 6 avril 1984 et 9 novembre 1984

· Landsat-5 TM : 4 mai 2003 et 2 avril 2007

· Landsat-7 ETM+ : 1er juillet 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS : lancé en 2013

EXEMPLES

Métadonnées filet exemples
Transformez les numéros numériques de Landsat-7 ETM+ en rasters de bande 203_30.1, 203_30.2 [...] en
réflectance au capteur non corrigée dans les fichiers de sortie 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] et
température du capteur dans les fichiers de sortie 293_39.61_toar et 293_39.62_toar :
i.landsat.toar input=203_30. sortie=_toar \
metfile=p203r030_7x20010620.met
or
i.landsat.toar input=L5121060_06020060714. \
sortie=L5121060_06020060714_toar \
metfile=L5121060_06020060714_MTL.txt
or
i.landsat.toar input=LC80160352013134LGN03_B output=toar \
metfile=LC80160352013134LGN03_MTL.txt sensor=oli8 date=2013-05-14

DOS1 exemple
DN à réflectance en utilisant DOS1 :
# renommer les canaux ou faire une copie pour correspondre au schéma d'entrée de i.landsat.toar :
g.copy raster=lsat7_2002_10,lsat7_2002.1
g.copy raster=lsat7_2002_20,lsat7_2002.2
g.copy raster=lsat7_2002_30,lsat7_2002.3
g.copy raster=lsat7_2002_40,lsat7_2002.4
g.copy raster=lsat7_2002_50,lsat7_2002.5
g.copy raster=lsat7_2002_61,lsat7_2002.61
g.copy raster=lsat7_2002_62,lsat7_2002.62
g.copy raster=lsat7_2002_70,lsat7_2002.7
g.copy raster=lsat7_2002_80,lsat7_2002.8
Calcul des valeurs de réflectance à partir de DN en utilisant DOS1 (métadonnées obtenues à partir de
p016r035_7x20020524.met.gz) :
i.landsat.toar input=lsat7_2002. sortie=lsat7_2002_toar. capteur=tm7 \
method=dos1 date=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999 \
product_date=2004-02-12 gain=HHHLHLHHL
Les canaux Landsat résultants sont nommés lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

Références

· Chander G., BL Markham et DL Helder, 2009 : Télédétection de l'environnement,
vol. 113

· Chander GH et B. Markham, 2003. : IEEE Transactions On Geoscience And Remote
Sensation, vol. 41, non. 11.

· Chavez PS, jr. 1996. Corrections atmosphériques basées sur l'image - Revisité et
Amélioré. Ingénierie photogrammétrique et télédétection 62(9): 1025-1036.

· Huang et al : At-Satellite Reflectance, 2002 : Une normalisation de premier ordre de
Images Landsat 7 ETM+.

· R. Irish : Landsat 7. Manuel des utilisateurs de données scientifiques. 17 février 2007 ; 15 mai 2011.

· Markham BL et JL Barker, 1986 : Landsat MSS et TM Post-Calibration Dynamic
Gammes, réflectances exoatmosphériques et températures at-satellite. EOSAT Landsat
Notes techniques, n° 1.

· Moran MS, RD Jackson, PN Slater et PM Teillet, 1992 : Télédétection de
Environnement, vol. 41.

· Song et al, 2001 : Classification et détection de changement à l'aide des données Landsat TM, quand
et comment corriger les effets atmosphériques ? Télédétection de l'environnement, vol. 75.

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