i.landsat.toargrass - Online di Cloud

PROGRAM:

NAMA

i.landsat.toar - Menghitung pancaran atmosfir teratas atau reflektansi dan suhu untuk
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

KEYWORDS

citra, konversi radiometrik, pancaran, reflektansi, suhu kecerahan, Landsat,
koreksi atmosfer

RINGKASAN

i.landsat.toar
i.landsat.toar --membantu
i.landsat.toar [-rnp] memasukkan=nama dasar keluaran=nama dasar [file=nama] [Sensor=tali]
[metode=tali] [tanggal=yyyy-mm-dd] [matahari_elevasi=mengapung] [tanggal_produk=yyyy-mm-dd]
[mendapatkan=tali] [persen=mengapung] [pixel=bilangan bulat] [Rayleigh=mengapung]
[satmet=tali[,tali,...]] [skala=mengapung] [--menimpa] [--membantu] [--bertele-tele]
[--tenang] [--ui]

Bendera:
-r
Keluarkan pancaran pada sensor alih-alih pemantulan untuk semua pita

-n
Masukan peta raster gunakan sebagai ekstensi nomor band, bukan kode

-p
Cetak informasi metadata keluaran

--timpa
Izinkan file keluaran untuk menimpa file yang ada

--membantu
Cetak ringkasan penggunaan

--bertele-tele
Keluaran modul verbose

--diam
Keluaran modul yang tenang

--ui
Paksa meluncurkan dialog GUI

Parameter:
memasukkan=nama dasar [yg dibutuhkan]
Nama dasar pita raster masukan
Contoh: 'B.' untuk B.1, B.2, ...

keluaran=nama dasar [yg dibutuhkan]
Awalan untuk peta raster keluaran
Contoh: 'B.toar.' menghasilkan B.toar.1, B.toar.2, ...

file=nama
Nama file metadata Landsat (.met atau MTL.txt)

Sensor=tali
Sensor pesawat luar angkasa
Diperlukan hanya jika 'metfile' tidak diberikan (disarankan untuk kewarasan)
Pilihan: ms1, ms2, ms3, ms4, ms5, tm4, tm5, tm7, oli8
ms1: MSS Landsat-1
ms2: MSS Landsat-2
ms3: MSS Landsat-3
ms4: MSS Landsat-4
ms5: MSS Landsat-5
tm4: Landsat-4TM
tm5: Landsat-5TM
tm7: Landsat-7 ETM+
oli8: Landsat_8 OLI/TIRS

metode=tali
Metode koreksi atmosfer
Metode koreksi atmosfer
Pilihan: tidak dikoreksi, dos1, dos2, dos2b, dos3, dua4
Default: tidak dikoreksi

tanggal=yyyy-mm-dd
Tanggal akuisisi gambar (yyyy-mm-hh)
Diperlukan hanya jika 'metfile' tidak diberikan

matahari_elevasi=mengapung
Ketinggian matahari dalam derajat
Diperlukan hanya jika 'metfile' tidak diberikan

tanggal_produk=yyyy-mm-dd
Tanggal pembuatan gambar (yyyy-mm-hh)
Diperlukan hanya jika 'metfile' tidak diberikan

mendapatkan=tali
Keuntungan (H/L) dari semua band Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
Diperlukan hanya jika 'metfile' tidak diberikan

persen=mengapung
Persentase pancaran sinar matahari dalam pancaran jalur
Diperlukan hanya jika 'metode' adalah DOS apa pun
Default: 0.01

pixel=bilangan bulat
Piksel minimum untuk mempertimbangkan nomor digital sebagai objek gelap
Diperlukan hanya jika 'metode' adalah DOS apa pun
Default: 1000

Rayleigh=mengapung
Atmosfer Rayleigh (iradiasi langit difus)
Diperlukan hanya jika 'metode' adalah DOS3
Default: 0.0

satmet=string[, string,...]
mengembalikan nilai yang disimpan untuk metadata yang diberikan
Diperlukan hanya jika 'metfile' dan -p diberikan
Pilihan: jumlah, penciptaan, tanggal, matahari_elev, sensor, band, sunaz, waktu
jumlah: Nomor Landsat
penciptaan: Stempel waktu pembuatan
tanggal: Tanggal
matahari_elevasi: Ketinggian Matahari
Sensor: Sensor
band: Jumlah band
sunaz: Sudut Azimuth Matahari
waktu: Waktu

skala=mengapung
Faktor skala untuk keluaran
Default: 1.0

DESKRIPSI

i.landsat.toar digunakan untuk mengubah nomor digital citra Landsat yang terkalibrasi
produk ke pancaran atmosfir teratas atau pemantulan dan suhu top-of-atmosfer
(pita 6 dari sensor TM dan ETM+). Secara opsional, ini dapat digunakan untuk menghitung
pancaran atau pantulan di permukaan dengan koreksi atmosfer (metode DOS).

Biasanya, untuk melakukannya tanggal produksi, tanggal akuisisi, dan ketinggian matahari adalah
diperlukan. Apalagi untuk Landsat-7 ETM+ juga dibutuhkan gain (tinggi atau rendah) dari sembilan
band masing-masing.

Opsional (disarankan), data dapat dibaca dari file metadata (.met atau MTL.txt) untuk
semua Landsat MSS, TM, ETM+ dan OLI/TIRS. Namun, jika elevasi matahari diberikan nilai
dari file metadata ditimpa. Ini diperlukan ketika data dalam file .met adalah
salah atau tidak akurat. Juga, jika tanggal akuisisi atau produksi tidak ditemukan di
file metadata maka nilai baris perintah digunakan.

Perhatian: Nilai nol apa pun atau lebih kecil dari QCALmin dalam raster input disetel ke nol di
raster keluaran dan tidak termasuk dalam persamaan.

Tidak dikoreksi di-sensor nilai-nilai (metode = tidak dikoreksi, bawaan)

Koreksi geometris dan radiometrik standar menghasilkan angka digital yang terkalibrasi
(QCAL = DN) gambar. Untuk lebih menstandarisasi dampak geometri iluminasi, QCAL
gambar pertama-tama diubah menjadi pancaran di-sensor dan kemudian ke reflektansi di-sensor.
Pita termal pertama-tama diubah dari QCAL menjadi pancaran sensor, dan kemudian menjadi efektif
suhu di-sensor dalam derajat Kelvin.

Kalibrasi radiometrik mengubah QCAL menjadi di-sensor cahaya, besaran radiometrik
diukur dalam W/(m² * sr * m) menggunakan persamaan:

· gain = (Lmaks - Lmin) / (QCALmaks - QCALmin)

· Bias = Lmin - dapatkan * QCALmin

· pancaran = gain * QCAL + bias
dimana, Lmaks dan sedikit adalah konstanta kalibrasi, dan QCALmaks dan QCAL min adalah
titik tertinggi dan terendah dari kisaran pancaran skala ulang di QCAL.

Kemudian, untuk menghitung di-sensor pemantulan persamaannya adalah:

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

· reflektansi = pancaran / sinar_matahari
dimana, d adalah jarak bumi-matahari dalam satuan astronomi, e adalah sudut elevasi matahari,
dan esun adalah radiasi eksoatmosfer matahari rata-rata dalam W/(m² * m).

Sederhana di permukaan nilai-nilai (metode=lakukan[1-4])

Koreksi atmosfer dan kalibrasi reflektansi menghilangkan pancaran jalur, yaitu
nyasar cahaya dari atmosfer, dan efek spektral dari penerangan matahari. Untuk mengeluarkan
sederhana ini di permukaan cahaya dan di permukaan pemantulan, persamaannya adalah (bukan untuk
pita termal):

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

· radiance_path = radiance_dark - persen * sun_radiance

· pancaran = (di-sensor_radiance - pancaran_path)

· reflektansi = pancaran / sinar_matahari
dimana, persen adalah nilai antara 0.0 dan 1.0 (biasanya 0.01), esky adalah langit yang menyebar
radiasi, TAUz adalah transmisi atmosfer di sepanjang jalur dari matahari ke
permukaan tanah, dan TAUv adalah transmisi atmosfer di sepanjang jalur dari tanah
permukaan ke sensor. pancaran_gelap adalah pancaran sensor yang dihitung dari yang paling gelap
objek, yaitu DN dengan 'parameter_gelap' paling sedikit (biasanya 1000) piksel untuk keseluruhan gambar.
Nilai-nilai tersebut adalah,

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

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0, dan TAUz = sin(e) untuk semua band dengan gelombang maksimum
panjang kurang dari 1. (yaitu pita 4-6 MSS, 1-4 TM, dan 1-4 ETM+) pita lainnya 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 *
pancaran_gelap
Perhatian: Pancaran keluaran tetap tidak tersentuh (yaitu tidak disetel ke 0.0 saat negatif) lalu
mereka adalah nilai negatif yang mungkin. Namun, reflektansi keluaran diatur ke 0.0 ketika
didapatkan nilai negatif.

CATATAN

Nilai sel raster keluaran dapat diskalakan ulang dengan skala parameter (misalnya, dengan 100 in
kasus menggunakan output reflektansi di i.gensigset).

On Landsat-8 metadata fillet
NASA melaporkan struktur file Metadata L1G (LDCM-DFCB-004.pdf) untuk Data Landsat
Misi Kontinuitas (yaitu Landsat-8).

NASA menyimpan di grup MIN_MAX_RADIANCE informasi yang diperlukan untuk mengubah Digital
Angka (DN) dalam nilai pancaran. Kemudian, i.landsat.toar menggantikan standar yang mungkin
nilai dengan nilai metadata. Hasil cocok dengan nilai yang dilaporkan oleh metada
file dalam grup RADIOMETRIC_RESCALING.

Selain itu, NASA melaporkan nilai reflektansi yang sama untuk semua pita dalam nilai maks-min dan in
nilai keuntungan-bias. Ini aneh bahwa semua pita memiliki rentang reflektansi yang sama. Juga,
mereka menulis di halaman web untuk menghitung reflektansi langsung dari DN, pertama dengan
Nilai RADIOMETRIC_RESCALING dan detik dibagi dengan sin(elevasi_matahari).

Ini adalah penskalaan ulang sederhana

· reflektansi = pancaran / sinar_matahari = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
sinar_matahari

· sekarang reflektansi = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· lalu REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· dan REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

Masalah muncul ketika kita membutuhkan nilai ESUN (tidak disediakan) untuk menghitung sun_radiance dan
DOS. Kami berasumsi bahwa REFLECTANCE_MAXIMUM sesuai dengan RADIANCE_MAXIMUM, maka

· REFLECTANCE_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· Esun = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
dimana d adalah jarak bumi-matahari yang disediakan oleh file metadata atau dihitung di dalam
program.

Grafik i.landsat.toar mengembalikan penskalaan NASA untuk terus menggunakan Lmax, Lmin, dan Esun
nilai untuk menghitung konstanta untuk mengubah DN menjadi pancaran dan pancaran menjadi reflektansi dengan
persamaan "tradisional" dan koreksi atmosfer sederhana. Perhatian: Kapan MAKSIMUM
nilai tidak diberikan, i.landsat.toar mencoba menghitung Lmax, Lmin, dan Esun dari
RADIOMETRIC_RESCALING (dalam pengujian hasilnya sama).

Kalibrasi konstan
Dalam mode verbose (bendera --bertele-tele), program menulis data satelit dasar dan
parameter yang digunakan dalam transformasi.

Tanggal produksi bukanlah nilai yang tepat tetapi perlu untuk menerapkan kalibrasi yang benar
konstanta, yang diubah pada tanggal:

· Landsat-1 MSS: tidak pernah

· Landsat-2 MSS: 16 Juli 1975

· Landsat-3 MSS: 1 Juni 1978

· Landsat-4 MSS: 26 Agustus 1982 dan 1 April 1983

· Landsat-4 TM: 1 Agustus 1983 dan 15 Januari 1984

· Landsat-5 MSS: 6 April 1984 dan 9 November 1984

· Landsat-5 TM: 4 Mei 2003 dan 2 April 2007

· Landsat-7 ETM+: 1 Juli 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS: diluncurkan pada 2013

CONTOH

Metadata fillet contoh
Transformasikan nomor digital Landsat-7 ETM+ dalam raster band 203_30.1, 203_30.2 [...] menjadi
reflektansi pada sensor yang tidak dikoreksi dalam file keluaran 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] dan
suhu pada sensor dalam file keluaran 293_39.61_toar dan 293_39.62_toar:
i.landsat.toar masukan=203_30. keluaran=_keluar
metfile=p203r030_7x20010620.bertemu
or
i.landsat.toar masukan=L5121060_06020060714.
keluaran=L5121060_06020060714_toar
metfile=L5121060_06020060714_MTL.txt
or
i.landsat.toar masukan=LC80160352013134LGN03_B keluaran=toar
metfile=LC80160352013134LGN03_MTL.txt sensor=oli8 date=2013-05-14

DOS1 contoh
DN ke reflektansi menggunakan DOS1:
# ganti nama saluran atau buat salinan agar sesuai dengan skema masukan 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
Perhitungan nilai reflektansi dari DN menggunakan DOS1 (metadata diperoleh dari
p016r035_7x20020524.met.gz):
i.landsat.toar masukan=lsat7_2002. keluaran=lsat7_2002_toar. sensor = tm7
method=dos1 date=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999
tanggal_produk=2004-02-12 keuntungan=HHHLHLHHL
Saluran Landsat yang dihasilkan adalah nama lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

REFERENSI

· Chander G., BL Markham dan DL Helder, 2009: Penginderaan Jauh Lingkungan,
penerbangan. 113

· Chander GH dan B. Markham, 2003.: Transaksi IEEE Pada Geosains Dan Jarak Jauh
Penginderaan, vol. 41, tidak. 11.

· Chavez PS, jr. 1996. Koreksi atmosfer berbasis gambar - Ditinjau kembali dan
ditingkatkan. Rekayasa Fotogrametri dan Penginderaan Jauh 62(9): 1025-1036.

· Huang et al: Reflektansi At-Satelit, 2002: Normalisasi Orde Pertama
Gambar Landsat 7 ETM+.

· R. Irish: Landsat 7. Buku Panduan Pengguna Data Sains. 17 Februari 2007; 15 Mei 2011.

· Markham BL dan JL Barker, 1986: Landsat MSS dan TM Post-Calibration Dynamic
Rentang, Reflektansi Eksoatmosfer, dan Suhu di Satelit. EOSAT Landsat
Catatan Teknis, No. 1.

· Moran MS, RD Jackson, PN Slater dan PM Teillet, 1992: Penginderaan Jauh dari
Lingkungan, vol. 41.

· Song et al, 2001: Klasifikasi dan Deteksi Perubahan Menggunakan Data Landsat TM, Kapan
dan Bagaimana Mengoreksi Efek Atmosfer? Penginderaan Jauh Lingkungan, vol. 75.

Gunakan i.landsat.toargrass online menggunakan layanan onworks.net