i.landsat.toargrass - מקוון בענן

תָכְנִית:

שֵׁם

i.landsat.toar - מחשבת זוהר או החזר וטמפרטורה בגובה העליון של האטמוספירה עבור
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

מילות מפתח

תמונות, המרה רדיומטרית, זוהר, השתקפות, טמפרטורת בהירות, Landsat,
תיקון אטמוספרי

תַקצִיר

i.landsat.toar
i.landsat.toar - עזרה
i.landsat.toar [-rnp] קלט=שם בסיס תפוקה=שם בסיס [metfile=שם] [חיישן=מחרוזת]
[שיטה=מחרוזת] [נתונים=yyyy-mm-dd] [גובה_שמש=לצוף] [תאריך_מוצר=yyyy-mm-dd]
[לְהַשִׂיג=מחרוזת] [אָחוּז=לצוף] [פיקסל=מספר שלם] [ריילי=לצוף]
[lsatmet=מחרוזת[,מחרוזת,...]] [סולם=לצוף] [--להחליף] [--לעזור] [--מִלוּלִי]
[--שֶׁקֶט] [--ui]

דגלים:
-r
פלט קרינת חיישן במקום השתקפות עבור כל הרצועות

-n
מפות רסטר קלט משתמשות כהרחבה במספר הלהקה במקום בקוד

-p
הדפס מידע על מטא נתונים של פלט

--לכתוב
אפשר לקבצי פלט לדרוס קבצים קיימים

- עזרה
הדפס סיכום שימוש

--מִלוּלִי
פלט מודול מפורט

--שֶׁקֶט
פלט מודול שקט

--ui
הפעלת דו-שיח של ממשק משתמש לאלץ

פרמטרים:
קלט=שם בסיס [נדרש]
שם הבסיס של פסי רסטר קלט
דוגמה: 'ב.' עבור B.1, B.2, ...

תפוקה=שם בסיס [נדרש]
קידומת למפות רסטר פלט
דוגמה: 'B.toar.' מייצר B.toar.1, B.toar.2, ...

metfile=שם
שם קובץ המטא נתונים של Landsat (.met או MTL.txt)

חיישן=מחרוזת
חיישן חללית
נדרש רק אם לא ניתן 'metfile' (מומלץ לשפיות)
אפשרויות: mss1, mss2, mss3, mss4, mss5, tm4, tm5, tm7, oli8
mss1: Landsat-1 MSS
mss2: Landsat-2 MSS
mss3: Landsat-3 MSS
mss4: Landsat-4 MSS
mss5: Landsat-5 MSS
tm4: Landsat-4 TM
tm5: Landsat-5 TM
tm7: Landsat-7 ETM+
oli8: Landsat_8 OLI/TIRS

שיטה=מחרוזת
שיטת תיקון אטמוספרי
שיטת תיקון אטמוספרי
אפשרויות: לא מתוקן, דוס1, דוס2, dos2b, דוס3, dos4
ברירת מחדל: לא מתוקן

נתונים=yyyy-mm-dd
תאריך רכישת תמונה (yyyy-mm-dd)
נדרש רק אם לא ניתן 'metfile'

גובה_שמש=לצוף
גובה השמש במעלות
נדרש רק אם לא ניתן 'metfile'

תאריך_מוצר=yyyy-mm-dd
תאריך יצירת התמונה (yyyy-mm-dd)
נדרש רק אם לא ניתן 'metfile'

לְהַשִׂיג=מחרוזת
רווח (H/L) של כל רצועות Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
נדרש רק אם לא ניתן 'metfile'

אָחוּז=לצוף
אחוז מקרינת השמש בקרינת הנתיב
נדרש רק אם 'שיטה' היא כל DOS
ברירת מחדל: 0.01

פיקסל=מספר שלם
מינימום פיקסלים כדי להתייחס למספר דיגיטלי כאובייקט אפל
נדרש רק אם 'שיטה' היא כל DOS
ברירת מחדל: 1000

ריילי=לצוף
אטמוספירת ריילי (קרינת שמיים מפוזרת)
נדרש רק אם 'שיטה' היא DOS3
ברירת מחדל: 0.0

lsatmet=מחרוזת[,מחרוזת,...]
החזר ערך המאוחסן עבור מטא נתונים נתון
נדרש רק אם ניתנים 'metfile' ו-p
אפשרויות: מספר, יצירה, תאריך, sun_elev, חיישן, להקות, סונאז, זמן
מספר: מספר לנדסאט
יצירה: חותמת זמן ליצירה
נתונים: תאריך
sun_elev: גובה שמש
חיישן: חיישן
להקות: להקות נחשבות
sunaz: זווית אזימוט שמש
זמן: זמן

סולם=לצוף
גורם קנה מידה לתפוקה
ברירת מחדל: 1.0

תיאור

i.landsat.toar משמש לשינוי המספר הדיגיטלי המכויל של תמונות Landsat
מוצרים לזוהר העליון של האטמוספירה או השתקפות וטמפרטורה של העליון של האטמוספירה
(להקה 6 של החיישנים TM ו-ETM+). לחלופין, ניתן להשתמש בו כדי לחשב את
זוהר או השתקפות פני השטח עם תיקון אטמוספרי (שיטת DOS).

בדרך כלל, לשם כך תאריך הייצור, תאריך הרכישה והגובה הסולארי הם
נָחוּץ. יתרה מכך, עבור Landsat-7 ETM+ יש צורך גם ברווח (גבוה או נמוך) של התשע
להקות בהתאמה.

אופציונלי (מומלץ), ניתן לקרוא את הנתונים מקובץ מטא נתונים (.met או MTL.txt) עבור
כל Landsat MSS, TM, ETM+ ו-OLI/TIRS. עם זאת, אם לגובה השמש ניתן הערך
של קובץ המטא נתונים מוחלף. זה הכרחי כאשר הנתונים בקובץ .met הם
שגוי או לא מדויק. כמו כן, אם לא נמצאו תאריכי רכישה או ייצור ב-
קובץ metadata אז נעשה שימוש בערכי שורת הפקודה.

תשומת הלב: כל ערך null או קטן מ-QCALmin ברסטר הקלט מוגדר ל-null in
רסטר הפלט והוא אינו כלול במשוואות.

לא מתוקן ב-חיישן ערכים (שיטה=לא מתוקנת, בְּרִירַת מֶחדָל)

התיקונים הגיאומטריים והרדיומטריים הסטנדרטיים מביאים למספר דיגיטלי מכויל
תמונות (QCAL = DN). לסטנדרטיזציה נוספת של ההשפעה של גיאומטריית תאורה, ה-QCAL
התמונות מומרות תחילה לקרינת החיישן בשעה ולאחר מכן להחזרת החיישן.
הרצועה התרמית מומרת תחילה מ-QCAL לקרינת חיישן בשעה, ולאחר מכן לאפקטיבית
טמפרטורת החיישן בדרגות קלווין.

כיול רדיומטרי ממיר QCAL ל ב-חיישן זוהר, כמות רדיומטרית
נמדד ב-W/(m² * sr * µm) באמצעות המשוואות:

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

· הטיה = Lmin - רווח * QCALmin

· זוהר = רווח * QCAL + הטיה
איפה, למקס ו למן הם קבועי הכיול, ו QCALmax ו QCALmin הם
הנקודות הגבוהות והנמוכות ביותר של טווח הקרינה מחדש ב-QCAL.

לאחר מכן, לחשב ב-חיישן השתקפות המשוואות הן:

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

· השתקפות = זוהר / קרינת_שמש
איפה, d הוא מרחק כדור הארץ-שמש ביחידות אסטרונומיות, e היא זווית הגובה השמש,
ו Esun הוא קרינת השמש החוץ-מוספרית הממוצעת ב-W/(m² * µm).

מפושט על פני השטח ערכים (method=dos[1-4])

תיקון אטמוספרי וכיול השתקפות מסירים את זוהר הנתיב, כלומר את
אור תועה מהאטמוספירה, והאפקט הספקטרלי של תאורת השמש. לפלט
אלה פשוטים על פני השטח זוהר ו על פני השטח השתקפות, המשוואות הן (לא עבור
להקות תרמיות):

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

· radiance_path = radiance_dark - אחוז * קרינת_שמש

· קרינה = (קרינה_בחיישן - נתיב_קרינה)

· השתקפות = זוהר / קרינת_שמש
איפה, אָחוּז הוא ערך בין 0.0 ל-1.0 (בדרך כלל 0.01), אסקי הוא השמים המפוזרים
קרינה, TAUz הוא השידור האטמוספרי לאורך הנתיב מהשמש אל
פני הקרקע, ו TAUv הוא השידור האטמוספרי לאורך הנתיב מהקרקע
פני השטח לחיישן. זוהר_כהה הוא זוהר החיישן המחושב מהכהה ביותר
אובייקט, כלומר DN עם ​​לפחות 'dark_parameter' (בדרך כלל 1000) פיקסלים עבור כל התמונה.
הערכים הם,

· DOS1: TAUv = 1.0, TAUz = 1.0 ו-Esky = 0.0

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0, ו-TAUz = sin(e) עבור כל הלהקות עם גל מרבי
אורך פחות מ-1. (כלומר פסים 4-6 MSS, 1-4 TM ו-1-4 ETM+) פסים אחרים 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 *
זוהר_כהה
תשומת הלב: זוהר הפלט נשאר ללא נגיעה (כלומר לא מוגדר ל-0.0 כאשר הוא שלילי).
הם ערכים שליליים אפשריים. עם זאת, השתקפות הפלט מוגדרת ל-0.0 כאשר היא
קיבל ערך שלילי.

אורים

ניתן לשנות את קנה המידה של ערכי תא רסטר הפלט באמצעות ה- סולם פרמטר (למשל, עם 100 אינץ'
במקרה של שימוש בפלט השתקפות ב i.gensigset).

On לנדסאט -8 מטה פילה
נאס"א מדווחת על מבנה של קובץ Metadata L1G (LDCM-DFCB-004.pdf) עבור נתוני Landsat
משימת המשכיות (כלומר Landsat-8).

NASA שומרת בקבוצת MIN_MAX_RADIANCE את המידע הדרוש כדי להפוך את הדיגיטל
מספרים (DN) בערכי זוהר. לאחר מכן, i.landsat.toar מחליף את התקן האפשרי
ערכים עם ערכי המטא נתונים. התוצאות תואמות את הערכים שדווחו על ידי המטאדה
קובץ בקבוצת RADIOMETRIC_RESCALING.

כמו כן, נאס"א מדווחת על אותם ערכי השתקפות עבור כל הרצועות בערכי מקסימום-מינימום ובין
ערכי רווח-הטיה. זה מוזר שלכל הלהקות יש את אותו טווח של השתקפות. גַם,
הם כתבו בדף האינטרנט כדי לחשב את ההחזר ישירות מ-DN, תחילה עם
ערכי RADIOMETRIC_RESCALING והשני חלקי sin(sun_elevation).

זהו שינוי קנה מידה פשוט

· השתקפות = זוהר / קרינת שמש = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
קרינת_שמש

· כעת השתקפות = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· ואז REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· ו-REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / קרינת_שמש

הבעיה מתעוררת כאשר אנו צריכים ערכי ESUN (לא מסופקים) כדי לחשב sun_radiance ו
DOS. אנו מניחים ש-REFLECTANCE_MAXIMUM מתאים ל-RADIANCE_MAXIMUM, אם כן

· REFLECTANCE_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· Esun = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
איפה d הוא המרחק בין כדור הארץ לשמש המסופק על ידי קובץ מטא נתונים או מחושב בתוך
תכנית.

אל האני i.landsat.toar מחזיר את קנה המידה מחדש של נאס"א כדי להמשיך להשתמש ב-Lmax, Lmin ו-Esun
ערכים לחישוב הקבוע כדי להמיר את DN לקרינה וקרינה להחזר איתם
המשוואות ה"מסורתיות" והתיקונים האטמוספריים הפשוטים. תשומת הלב: כאשר MAXIMUM
לא מסופקים ערכים, i.landsat.toar מנסה לחשב את Lmax, Lmin ו-Esun מתוך
RADIOMETRIC_RESCALING (בבדיקות התוצאות היו זהות).

כיול קבוע
במצב מילולי (דגל --מִלוּלִי), התוכנית כותבת נתוני לוויין בסיסיים ואת
פרמטרים המשמשים בטרנספורמציות.

תאריך הייצור אינו ערך מדויק אך יש צורך ליישם כיול נכון
קבועים, ששונו בתאריכים:

· Landsat-1 MSS: לעולם לא

· Landsat-2 MSS: 16 ביולי, 1975

· Landsat-3 MSS: 1 ביוני, 1978

· Landsat-4 MSS: 26 באוגוסט 1982 ו-1 באפריל 1983

· Landsat-4 TM: 1 באוגוסט 1983 ו-15 בינואר 1984

· Landsat-5 MSS: 6 באפריל 1984 ו-9 בנובמבר 1984

· Landsat-5 TM: 4 במאי 2003 ואפריל 2 2007

· Landsat-7 ETM+: 1 ביולי, 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS: הושק ב-2013

דוגמאות

מידע נוסף פילה דוגמאות
הפוך מספרים דיגיטליים של Landsat-7 ETM+ ברסטרים 203_30.1, 203_30.2 [...] ל
החזרת חיישן לא מתוקנת בקבצי פלט 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] ו
טמפרטורת החיישן בקבצי הפלט 293_39.61_toar ו-293_39.62_toar:
i.landsat.toar input=203_30. output=_toar \
metfile=p203r030_7x20010620.met
or
i.landsat.toar input=L5121060_06020060714. \
output=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 דוגמה
DN להחזרה באמצעות DOS1:
# שנה שם ערוצים או צור עותק כדי להתאים לתוכנית הקלט של 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
חישוב ערכי השתקפות מ-DN באמצעות DOS1 (מטא נתונים המתקבלים מ
p016r035_7x20020524.met.gz):
i.landsat.toar input=lsat7_2002. output=lsat7_2002_toar. sensor=tm7 \
method=dos1 date=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999 \
product_date=2004-02-12 gain=HHHLHLHHL
ערוצי Landsat שנוצרו הם שמות lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

ביבליוגרפיה

· צ'נדר ג'י, BL Markham ו-DL Helder, 2009: חישה מרחוק של סביבה,
טיסה. 113

· Chander GH and B. Markham, 2003.: IEEE Transactions On Geoscience And Remote
חישה, כרך. 41, לא. 11.

· Chavez PS, Jr. 1996. תיקונים אטמוספריים מבוססי תמונה - Revisited and
מְשׁוּפָּר. הנדסה פוטוגרמטרית וחישה מרחוק 62(9): 1025-1036.

· Huang et al: At-Satellite Reflectance, 2002: A First Order Normalization Of
Landsat 7 ETM+ תמונות.

· R. Irish: Landsat 7. Science Data Users Handbook. 17 בפברואר 2007; 15 במאי 2011.

· Markham BL ו-JL Barker, 1986: Landsat MSS ו-TM Post-Calibration Dynamic
טווחים, החזרות חיצוניות וטמפרטורות בלוויין. EOSAT Landsat
הערות טכניות, מס' 1.

· מורן MS, RD Jackson, PN Slater ו-PM Teillet, 1992: Remote Sensing of
סביבה, כרך. 41.

· Song et al, 2001: Classification and Change Detection Using Landsat TM Data, When
וכיצד לתקן השפעות אטמוספריות? חישה מרחוק של סביבה, כרך. 75.

השתמש ב-i.landsat.toargrass באינטרנט באמצעות שירותי onworks.net