i.landsat.toargrass - Online nel cloud

PROGRAMMA:

NOME

i.landsat.toar - Calcola la radianza o la riflettanza e la temperatura della parte superiore dell'atmosfera per
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

PAROLE CHIAVE

immagini, conversione radiometrica, radianza, riflettanza, temperatura di luminosità, Landsat,
correzione atmosferica

SINOSSI

i.landsat.toar
i.landsat.toar --Aiuto
i.landsat.toar [-rnp] ingresso=nome di base produzione=nome di base [metfile=Nome] [sensore=stringa]
[metodo=stringa] [quando=aaaa-mm-gg] [sole_elevazione=galleggiante] [data_prodotto=aaaa-mm-gg]
[guadagno=stringa] [per cento=galleggiante] [pixel=numero intero] [Rayleigh=galleggiante]
[satmet=stringa[,stringa,...]] [scala=galleggiante] [--sovrascrivere] [--Aiuto] [--verboso]
[--silenzioso] [--ui]

Bandiere:
-r
Emetti la radianza al sensore invece della riflettanza per tutte le bande

-n
Le mappe raster di input utilizzano come estensione il numero della banda invece del codice

-p
Stampa informazioni sui metadati di output

--sovrascrivi
Consenti ai file di output di sovrascrivere i file esistenti

--Aiuto
Riepilogo utilizzo stampa

--verboso
Uscita modulo dettagliata

--silenzioso
Uscita modulo silenzioso

--ui
Forza l'avvio della finestra di dialogo GUI

parametri:
ingresso=nome di base [necessario]
Nome base delle bande raster di input
Esempio: "B." per B.1, B.2, ...

produzione=nome di base [necessario]
Prefisso per le mappe raster di output
Esempio: 'B.toar.' genera B.toar.1, B.toar.2, ...

metfile=Nome
Nome del file di metadati Landsat (.met o MTL.txt)

sensore=stringa
Sensore per veicoli spaziali
Richiesto solo se 'metfile' non viene fornito (consigliato per la sanità mentale)
Opzioni: mss1, mss2, mss3, mss4, mss5, tm4, tm5, tm7, oli8
mss1: MSS Landsat-1
mss2: MSS Landsat-2
mss3: MSS Landsat-3
mss4: MSS Landsat-4
mss5: MSS Landsat-5
tm4: Landsat-4TM
tm5: Landsat-5TM
tm7: Landsat-7ETM+
oli8: Landsat_8OLI/TIRS

metodo=stringa
Metodo di correzione atmosferica
Metodo di correzione atmosferica
Opzioni: non corretto, dos1, dos2, dos2b, dos3, due4
Predefinito: non corretta

quando=aaaa-mm-gg
Data di acquisizione dell'immagine (aaaa-mm-gg)
Richiesto solo se 'metfile' non è specificato

sole_elevazione=galleggiante
Elevazione del sole in gradi
Richiesto solo se 'metfile' non è specificato

data_prodotto=aaaa-mm-gg
Data di creazione dell'immagine (aaaa-mm-gg)
Richiesto solo se 'metfile' non è specificato

guadagno=stringa
Guadagno (H/L) di tutte le bande Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
Richiesto solo se 'metfile' non è specificato

per cento=galleggiante
Percentuale di radiazione solare nella radianza del percorso
Richiesto solo se "metodo" è un qualsiasi DOS
Predefinito: 0.01

pixel=numero intero
Pixel minimi per considerare il numero digitale come oggetto scuro
Richiesto solo se "metodo" è un qualsiasi DOS
Predefinito: 1000

Rayleigh=galleggiante
Atmosfera di Rayleigh (irraggiamento diffuso del cielo)
Richiesto solo se 'metodo' è DOS3
Predefinito: 0.0

satmet=stringa[,stringa,...]
valore restituito memorizzato per un dato metadati
Richiesto solo se 'metfile' e -p sono dati
Opzioni: numero, creazione, data, sole_elev, sensore, bande, Sunaz, tempo
numero: Numero Landsat
creazione: Data e ora di creazione
quando: Data
sole_elev: Elevazione del sole
sensore: Sensore
bande: Conteggio bande
sunaz: Angolo Sole Azimut
tempo: Tempo

scala=galleggiante
Fattore di scala per l'uscita
Predefinito: 1.0

DESCRIZIONE

i.landsat.toar viene utilizzato per trasformare il numero digitale calibrato delle immagini Landsat
prodotti alla luminosità e alla temperatura al top dell'atmosfera o alla riflettanza e alla temperatura al top dell'atmosfera
(banda 6 dei sensori TM ed ETM+). Facoltativamente, può essere utilizzato per calcolare il
radianza o riflettanza in superficie con correzione atmosferica (metodo DOS).

Di solito, per fare ciò, la data di produzione, la data di acquisizione e l'elevazione solare sono
necessario. Inoltre, per Landsat-7 ETM+ è necessario anche il guadagno (alto o basso) dei nove
rispettive bande.

Facoltativamente (consigliato), i dati possono essere letti dal file di metadati (.met o MTL.txt) per
tutti i Landsat MSS, TM, ETM+ e OLI/TIRS. Tuttavia, se viene assegnato il valore all'elevazione solare
del file di metadati viene sovrascritto. Ciò è necessario quando i dati nel file .met sono
errato o non accurato. Inoltre, se le date di acquisizione o produzione non si trovano nel
file di metadati, vengono utilizzati i valori della riga di comando.

Attenzione: Qualsiasi valore nullo o inferiore a QCALmin nel raster di input è impostato su null in
il raster di output e non è incluso nelle equazioni.

non corretta a-sensore valori (metodo=non corretto, predefinito)

Le correzioni geometriche e radiometriche standard risultano in un numero digitale calibrato
(QCAL = DN) immagini. Per standardizzare ulteriormente l'impatto della geometria dell'illuminazione, il QCAL
le immagini vengono prima convertite in radianza al sensore e poi in riflettanza al sensore.
La banda termica viene prima convertita da QCAL a radianza al sensore, quindi a effettiva
temperatura al sensore in gradi Kelvin.

La calibrazione radiometrica converte QCAL in a-sensore splendore, una grandezza radiometrica
misurata in W/(m² * sr * µm) utilizzando le equazioni:

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

· bias = Lmin - guadagno * QCALmin

· radianza = guadagno * QCAL + bias
dove, lmax ed lmin sono le costanti di calibrazione, e QCAL max ed QCAL min sono la
I punti più alti e più bassi della gamma di radianza ridimensionata in QCAL.

Quindi, per calcolare a-sensore riflettanza le equazioni sono:

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

· riflettanza = radianza / radianza_sole
dove, d è la distanza terra-sole in unità astronomiche, e è l'angolo di elevazione solare,
ed Esun è l'irradiamento solare esoatmosferico medio in W/(m² * µm).

Semplificato in superficie valori (metodo=dos[1-4])

La correzione atmosferica e la calibrazione della riflettanza rimuovono la radianza del percorso, cioè il
luce diffusa dall'atmosfera e l'effetto spettrale dell'illuminazione solare. All'uscita
questi semplici in superficie splendore ed in superficie riflettanza, le equazioni sono (non per
fasce termiche):

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

· radiance_path = radiance_dark - percentuale * sun_radiance

· radianza = (at-sensor_radiance - radiance_path)

· riflettanza = radianza / radianza_sole
dove, per cento è un valore compreso tra 0.0 e 1.0 (solitamente 0.01), Esky è il cielo diffuso
irraggiamento, TAUz è la trasmittanza atmosferica lungo il percorso dal sole al
superficie del terreno, e TAUv è la trasmittanza atmosferica lungo il percorso dal suolo
superficie al sensore. splendore_scuro è la radianza del sensore calcolata dal più scuro
oggetto, cioè DN con almeno 'dark_parameter' (solitamente 1000) pixel per l'intera immagine.
I valori sono,

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

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0 e TAUz = sin(e) per tutte le bande con onda massima
lunghezza inferiore a 1. (cioè bande 4-6 MSS, 1-4 TM e 1-4 ETM+) altre bande 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 *
splendore_scuro
Attenzione: La luminosità in uscita rimane intatta (cioè non è impostata su 0.0 quando è negativa) quindi
sono possibili valori negativi. Tuttavia, la riflettanza in uscita è impostata su 0.0 quando è
ottenuto un valore negativo.

NOTE

I valori delle celle raster di output possono essere ridimensionati con il tasto scala parametro (ad es. con 100 in
caso di utilizzo dell'uscita in riflettanza in i.gensigset).

On Landsat-8 metadati filetto
La NASA riporta una struttura del file L1G Metadata (LDCM-DFCB-004.pdf) per Landsat Data
Missione Continuità (es. Landsat-8).

La NASA conserva nel gruppo MIN_MAX_RADIANCE le informazioni necessarie per trasformare Digital
Numeri (DN) in valori di radianza. Quindi, i.landsat.toar sostituisce il possibile standard
valori con i valori dei metadati. I risultati corrispondono ai valori riportati dai metada
file nel gruppo RADIOMETRIC_RESCALING.

Inoltre, la NASA riporta gli stessi valori di riflettanza per tutte le bande nei valori max-min e in
valori di distorsione del guadagno. È strano che tutte le bande abbiano la stessa gamma di riflettanza. Anche,
hanno scritto nella pagina web come calcolare la riflettanza direttamente da DN, prima con
RADIOMETRIC_RESCALING valori e secondo diviso per sin(sun_elevation).

Questo è un semplice ridimensionamento

· riflettanza = radianza / radianza_sole = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
raggio_sole

· ora riflettanza = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· poi REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· e REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

Il problema sorge quando abbiamo bisogno dei valori ESUN (non forniti) per calcolare sun_radiance e
DOS. Assumiamo che REFLECTANCE_MAXIMUM corrisponda a RADIANCE_MAXIMUM, quindi

· RIFLETTENZA_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· Esun = (PI * d^2) * RADIANZA_MASSIMA / RIFLESSIONE_MASSIMA
where d è la distanza terra-sole fornita dal file di metadati o calcolata all'interno del
.

I i.landsat.toar ripristina il ridimensionamento della NASA per continuare a utilizzare Lmax, Lmin ed Esun
valori per calcolare la costante per convertire DN in radianza e radianza in riflettanza con
le equazioni "tradizionali" e le semplici correzioni atmosferiche. Attenzione: Quando MASSIMO
i valori non sono forniti, i.landsat.toar tenta di calcolare Lmax, Lmin ed Esun da
RADIOMETRIC_RESCALING (nei test i risultati erano gli stessi).

Calibrazione costante
In modalità dettagliata (flag --verboso), il programma scrive i dati satellitari di base e il
parametri utilizzati nelle trasformazioni.

La data di produzione non è un valore esatto ma è necessario applicare una corretta calibrazione
costanti, che sono state modificate nelle date:

· Landsat-1 MSS: mai

· Landsat-2 MSS: 16 luglio 1975

· Landsat-3 MSS: 1 giugno 1978

· Landsat-4 MSS: 26 agosto 1982 e 1 aprile 1983

· Landsat-4 TM: 1 agosto 1983 e 15 gennaio 1984

· Landsat-5 MSS: 6 aprile 1984 e 9 novembre 1984

· Landsat-5 TM: 4 maggio 2003 e 2 aprile 2007

· Landsat-7 ETM+: 1 luglio 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS: lanciato nel 2013

ESEMPI

Metadati filetto Esempi
Trasforma i numeri digitali di Landsat-7 ETM+ in raster di banda 203_30.1, 203_30.2 [...] in
riflettanza al sensore non corretta nei file di output 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] e
temperatura al sensore nei file di output 293_39.61_toar e 293_39.62_toar:
i.landsat.toar input=203_30. output=_toar \
metfile=p203r030_7x20010620.met
or
i.landsat.toar input=L5121060_06020060714. \
uscita=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 esempio
DN alla riflettanza usando DOS1:
# rinomina i canali o fai una copia in modo che corrisponda allo schema di input di 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
Calcolo dei valori di riflettanza da DN utilizzando DOS1 (metadati ottenuti da
p016r035_7x20020524.met.gz):
i.landsat.toar input=lsat7_2002. output=lsat7_2002_toar. sensore=tm7 \
metodo=dos1 data=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999 \
product_date=2004-02-12 guadagno=HHHLHLHHL
I canali Landsat risultanti sono nomi lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

BIBLIOGRAFIA

· Chander G., BL Markham e DL Helder, 2009: Telerilevamento dell'ambiente,
vol. 113

· Chander GH e B. Markham, 2003.: Transazioni IEEE su geoscienza e remoto
Senso, vol. 41, n. 11.

· Chavez PS, jr. 1996. Correzioni atmosferiche basate su immagini - Rivisitato e
Migliorato. Ingegneria fotogrammetrica e telerilevamento 62(9): 1025-1036.

· Huang et al: Riflettanza at-satellitare, 2002: Una normalizzazione del primo ordine di
Immagini Landsat 7 ETM+.

· R. Irish: Landsat 7. Manuale per gli utenti dei dati scientifici. 17 febbraio 2007; 15 maggio 2011.

· Markham BL e JL Barker, 1986: Landsat MSS e TM Post-Calibration Dynamic
Intervalli, riflettanze esoatmosferiche e temperature atmosferiche. EOSAT Landsat
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· Moran MS, RD Jackson, PN Slater e PM Teillet, 1992: Telerilevamento di
Ambiente, vol. 41.

· Song et al, 2001: Classificazione e rilevamento delle modifiche mediante dati Landsat TM, quando
e come correggere gli effetti atmosferici? Telerilevamento dell'ambiente, vol. 75.

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