i.landsat.toargrass - Online w chmurze

PROGRAM:

IMIĘ

i.landat.toar - Oblicza jasność lub współczynnik odbicia i temperaturę górnej atmosfery
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

SŁOWA KLUCZOWE

obrazowanie, konwersja radiometryczna, promieniowanie, współczynnik odbicia, temperatura jasności, Landsat,
korekcja atmosferyczna

STRESZCZENIE

i.landat.toar
i.landat.toar --help
i.landat.toar [-rnp] wkład=nazwa podstawowa wydajność=nazwa podstawowa [plik met=Nazwa] [czujnik=ciąg]
[metoda=ciąg] [dane=rrrr-mm-dd] [wysokość_słońca=unosić się] [data_produktu=rrrr-mm-dd]
[zdobyć=ciąg] [procent=unosić się] [piksel=liczba całkowita] [Rayleigh=unosić się]
[lsmet=ciąg[,ciąg,...]] [skala=unosić się] [--przepisać] [--pomoc] [--gadatliwy]
[--cichy] [--ui]

Flagi:
-r
Wyjściowa jasność czujnika zamiast współczynnika odbicia dla wszystkich pasm

-n
Wejściowe mapy rastrowe wykorzystują jako rozszerzenie numer pasma zamiast kodu

-p
Wydrukuj informacje o metadanych wyjściowych

--przepisać
Zezwalaj plikom wyjściowym na zastępowanie istniejących plików

--help
Wydrukuj podsumowanie wykorzystania

--gadatliwy
Pełne wyjście modułu

--cichy
Cichy moduł wyjściowy

--UI
Wymuś uruchomienie okna GUI

Parametry:
wkład=nazwa podstawowa [wymagany]
Podstawowa nazwa wejściowych pasm rastrowych
Przykład: „B.” dla B.1, B.2, ...

wydajność=nazwa podstawowa [wymagany]
Przedrostek wyjściowych map rastrowych
Przykład: „B.toar”. generuje B.toar.1, B.toar.2, ...

plik met=Nazwa
Nazwa pliku metadanych Landsat (.met lub MTL.txt)

czujnik=ciąg
Czujnik statku kosmicznego
Wymagane tylko wtedy, gdy nie podano pliku metfile (zalecane ze względu na zdrowie psychiczne)
Opcje: mss1, mss2, mss3, mss4, mss5, tm4, tm5, tm7, olej8
mss1: Landsat-1 MSS
mss2: Landsat-2 MSS
mss3: Landsat-3 MSS
mss4: Landsat-4 MSS
mss5: Landsat-5 MSS
tm4: Landsat-4TM
tm5: Landsat-5TM
tm7: Landsat-7 ETM+
olej8: Landsat_8 OLI/TIRS

metoda=ciąg
Metoda korekcji atmosferycznej
Metoda korekcji atmosferycznej
Opcje: nieskorygowany, dos1, dos2, dos2b, dos3, dwa4
Zaniedbanie: nieskorygowane

dane=rrrr-mm-dd
Data wykonania zdjęcia (rrrr-mm-dd)
Wymagane tylko wtedy, gdy nie podano pliku metfile

wysokość_słońca=unosić się
Wysokość słońca w stopniach
Wymagane tylko wtedy, gdy nie podano pliku metfile

data_produktu=rrrr-mm-dd
Data utworzenia obrazu (rrrr-mm-dd)
Wymagane tylko wtedy, gdy nie podano pliku metfile

zdobyć=ciąg
Wzmocnienie (H/L) wszystkich pasm Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
Wymagane tylko wtedy, gdy nie podano pliku metfile

procent=unosić się
Procent promieniowania słonecznego w promieniowaniu ścieżki
Wymagane tylko wtedy, gdy „metoda” to dowolny DOS
Zaniedbanie: 0.01

piksel=liczba całkowita
Minimalna liczba pikseli, aby uznać liczbę cyfrową za ciemny obiekt
Wymagane tylko wtedy, gdy „metoda” to dowolny DOS
Zaniedbanie: 1000

Rayleigh=unosić się
Atmosfera Rayleigha (rozproszone promieniowanie nieba)
Wymagane tylko wtedy, gdy „metoda” to DOS3
Zaniedbanie: 0.0

lsmet=ciąg[,ciąg,...]
zwracana wartość przechowywana dla danych metadanych
Wymagane tylko wtedy, gdy podano „metfile” i -p
Opcje: numer, kreacja, data, wysokość_słoneczna, czujnik, Zespoły, Sunaz, czas
numer: Numer Landsata
tworzenie: Znacznik czasu utworzenia
dane: Data
wysokość_słońca: Wysokość słońca
czujnik: Czujnik
zespoły: Pasma się liczą
sunaz: Kąt azymutu słońca
czas: Czas

skala=unosić się
Współczynnik skali dla wyjścia
Zaniedbanie: 1.0

OPIS

i.landat.toar służy do przekształcania skalibrowanej liczby cyfrowej obrazów Landsat
produktów do najwyższego poziomu promieniowania atmosfery lub najwyższego współczynnika odbicia i temperatury
(pasmo 6 czujników TM i ETM+). Opcjonalnie można go wykorzystać do obliczenia
promieniowanie lub współczynnik odbicia powierzchni z korekcją atmosferyczną (metoda DOS).

Zwykle w tym celu podaje się datę produkcji, datę nabycia i wysokość nasłonecznienia
potrzebne. Co więcej, w przypadku Landsata-7 ETM+ potrzebne jest również wzmocnienie (wysokie lub niskie) z dziewięciu
odpowiednie zespoły.

Opcjonalnie (zalecane) dane można odczytać z pliku metadanych (.met lub MTL.txt) dla
wszystkie Landsaty MSS, TM, ETM+ i OLI/TIRS. Jeśli jednak wysokość słońca ma podaną wartość
pliku metadanych zostanie nadpisany. Jest to konieczne, gdy dane w pliku .met są
nieprawidłowe lub niedokładne. Ponadto, jeśli w pliku nie można znaleźć dat nabycia lub produkcji
metadanych, wówczas używane są wartości wiersza poleceń.

Uwaga: Dowolna wartość null lub mniejsza niż QCALmin w rastrze wejściowym jest ustawiana na wartość null
raster wyjściowy i nie jest on uwzględniany w równaniach.

Niepoprawione at-czujnik wartości (metoda=nieskorygowana, domyślna)

Standardowe poprawki geometryczne i radiometryczne dają skalibrowaną liczbę cyfrową
(QCAL = DN) obrazy. Aby jeszcze bardziej ujednolicić wpływ geometrii oświetlenia, QCAL
obrazy są najpierw konwertowane na promieniowanie przy czujniku, a następnie na współczynnik odbicia przy czujniku.
Pasmo termiczne jest najpierw konwertowane z QCAL na promieniowanie czujnika, a następnie na efektywne
temperatura czujnika w stopniach Kelvina.

Kalibracja radiometryczna konwertuje QCAL na at-czujnik blask, wielkość radiometryczna
mierzone w W/(m² * sr * µm) przy użyciu równań:

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

· odchylenie = Lmin - wzmocnienie * QCALmin

· blask = wzmocnienie * QCAL + odchylenie
gdzie, Lmaks i L min są stałymi kalibracyjnymi, oraz QCALmaks i QCALmin są
najwyższe i najniższe punkty zakresu przeskalowanej luminancji w QCAL.

Następnie do obliczenia at-czujnik współczynnik odbicia równania są następujące:

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

· odbicie = blask / promieniowanie słoneczne
gdzie, d to odległość Ziemia-Słońce w jednostkach astronomicznych, e jest kątem elewacji Słońca,
i Oskarżenie to średnie egzoatmosferyczne natężenie promieniowania słonecznego w W/(m² * µm).

Uproszczony na powierzchni wartości (metoda=dos[1-4])

Korekta atmosferyczna i kalibracja współczynnika odbicia usuwają promieniowanie ścieżki, tj
światło rozproszone z atmosfery oraz efekt widmowy oświetlenia słonecznego. Do wyjścia
te proste na powierzchni blask i na powierzchni współczynnik odbicia, równania są (nie dla
pasma termiczne):

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

· ścieżka_blasku = ciemność_blasku - procent * blask_słońca

· radiance = (at-sensor_radiance - radiance_path)

· odbicie = blask / promieniowanie słoneczne
gdzie, procent jest wartością z zakresu od 0.0 do 1.0 (zwykle 0.01), Esky jest rozproszonym niebem
natężenie promieniowania, TAUz jest przepuszczalnością atmosferyczną na drodze od Słońca do Słońca
powierzchnia gruntu i TAUv jest przepuszczalnością atmosferyczną wzdłuż ścieżki od ziemi
powierzchni do czujnika. blask_ciemność to jasność czujnika w punkcie obliczona na podstawie najciemniejszego
obiekt, tj. nazwa wyróżniająca z co najmniej „dark_parameter” (zwykle 1000) pikseli dla całego obrazu.
Wartości są,

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

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0 i TAUz = sin(e) dla wszystkich pasm z falą maksymalną
długość mniejsza niż 1. (tj. pasma 4-6 MSS, 1-4 TM i 1-4 ETM+) pozostałe pasma 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 *
blask_ciemność
Uwaga: Jasność wyjściowa pozostaje wówczas niezmieniona (tj. nie jest ustawiana na 0.0, gdy jest ujemna).
są to możliwe wartości ujemne. Jednakże współczynnik odbicia wyjściowego jest ustawiony na 0.0, gdy jest
uzyskał wartość ujemną.

UWAGI

Wartości wyjściowych komórek rastrowych można przeskalować za pomocą przycisku skala parametr (np. przy 100 in
w przypadku użycia wyjścia odbicia w i.gensigset).

On Landsat-8 metadanych filet
NASA zgłasza strukturę pliku metadanych L1G (LDCM-DFCB-004.pdf) dla Landsat Data
Misja Continuity (tj. Landsat-8).

NASA przechowuje w grupie MIN_MAX_RADIANCE informacje niezbędne do transformacji cyfrowej
Liczby (DN) w wartościach promieniowania. Następnie, i.landat.toar zastępuje możliwą normę
wartości z wartościami metadanych. Wyniki są zgodne z wartościami zgłoszonymi przez metadę
plik w grupie RADIOMETRIC_RESCALING.

Ponadto NASA podaje te same wartości współczynnika odbicia dla wszystkich pasm w wartościach max-min i in
wartości wzmocnienia i odchylenia. To dziwne, że wszystkie pasma mają ten sam zakres współczynnika odbicia. Również,
napisali na stronie internetowej, jak obliczyć współczynnik odbicia bezpośrednio z DN, najpierw z
RADIOMETRIC_RESCALING wartości i sekunda podzielona przez sin(sun_elevation).

Jest to proste przeskalowanie

· współczynnik odbicia = promieniowanie / promieniowanie słoneczne = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
promieniowanie słoneczne

· teraz współczynnik odbicia = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· następnie REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· i REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

Problem pojawia się, gdy potrzebujemy wartości ESUN (nie podanych) do obliczenia sun_radiance i
DOS-u. Zakładamy zatem, że REFLECTANCE_MAXIMUM odpowiada RADIANCE_MAXIMUM

· REFLECTANCE_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / promieniowanie słoneczne

· Esun = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
gdzie d to odległość Ziemia-Słońce podana w pliku metadanych lub obliczona w pliku
program.

Połączenia i.landat.toar przywraca przeskalowanie NASA, aby nadal używać Lmax, Lmin i Esun
wartości do obliczenia stałej, za pomocą której należy przeliczyć DN na radiancję i radiancję na współczynnik odbicia
„tradycyjne” równania i proste poprawki atmosferyczne. Uwaga: Gdy MAKSYMALNIE
wartości nie są podane, i.landat.toar próbuje obliczyć Lmax, Lmin i Esun z
RADIOMETRIC_RESCALING (w testach wyniki były takie same).

Kalibracja stały
W trybie pełnym (flaga --gadatliwy), program zapisuje podstawowe dane satelitarne i
parametry stosowane w transformacjach.

Data produkcji nie jest dokładną wartością, ale konieczne jest zastosowanie prawidłowej kalibracji
stałe, które zostały zmienione w datach:

· Landsat-1 MSS: nigdy

· Landsat-2 MSS: 16 lipca 1975

· Landsat-3 MSS: 1 czerwca 1978

· Landsat-4 MSS: 26 sierpnia 1982 i 1 kwietnia 1983

· Landsat-4 TM: 1 sierpnia 1983 i 15 stycznia 1984

· Landsat-5 MSS: 6 kwietnia 1984 i 9 listopada 1984

· Landsat-5 TM: 4 maja 2003 i 2 kwietnia 2007

· Landsat-7 ETM+: 1 lipca 2000 r

· Landsat-8 OLI/TIRS: wystrzelony w 2013 r

PRZYKŁADY

Metadane filet przykłady
Przekształć cyfrowe liczby Landsata-7 ETM+ w rastrach pasma 203_30.1, 203_30.2 [...] na
nieskorygowany współczynnik odbicia czujnika w plikach wyjściowych 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] i
temperatura czujnika at w plikach wyjściowych 293_39.61_toar i 293_39.62_toar:
i.landsat.toar input=203_30. wyjście=_toar \
metfile=p203r030_7x20010620.met
or
i.landsat.toar wejście=L5121060_06020060714. \
wyjście=L5121060_06020060714_toar \
metfile=L5121060_06020060714_MTL.txt
or
i.landsat.toar wejście=LC80160352013134LGN03_B wyjście=toar \
metfile=LC80160352013134LGN03_MTL.txt sensor=oli8 date=2013-05-14

DOS1 przykład
DN do współczynnika odbicia przy użyciu DOS1:
# zmień nazwę kanałów lub utwórz kopię, aby dopasować ją do schematu wejściowego 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
Obliczanie wartości współczynnika odbicia z DN przy użyciu DOS1 (metadane uzyskane z
p016r035_7x20020524.met.gz):
i.landsat.toar input=lsat7_2002. wyjście=lsat7_2002_toar. czujnik=tm7 \
metoda=dos1 data=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999 \
product_date=2004-02-12 zysk=HHHLHLHHL
Powstałe kanały Landsata mają nazwy lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

LITERATURA

· Chander G., BL Markham i DL Helder, 2009: Teledetekcja środowiska,
lotu. 113

· Chander GH i B. Markham, 2003.: Transakcje IEEE dotyczące nauk o Ziemi i zdalne
Wyczuwanie, tom. 41, nie. 11.

· Chavez PS, jr. 1996. Korekty atmosferyczne oparte na obrazach - ponowna wizyta i
Ulepszony. Inżynieria fotogrametryczna i teledetekcja 62(9): 1025-1036.

· Huang i in.: Odbicie at-satelitarne, 2002: Normalizacja pierwszego rzędu
Obrazy z Landsata 7 ETM+.

· R. Irish: Landsat 7. Podręcznik użytkownika danych naukowych. 17 lutego 2007; 15 maja 2011 r.

· Markham BL i JL Barker, 1986: Landsat MSS i TM Post-Calibration Dynamic
Zasięgi, współczynniki odbicia egzoatmosfery i temperatury na satelitach. Satelita Landsat EOSAT
Uwagi techniczne, nr 1.

· Moran MS, RD Jackson, PN Slater i PM Teillet, 1992: Teledetekcja
Środowisko, tom. 41.

· Song i in., 2001: Klasyfikacja i wykrywanie zmian przy użyciu danych Landsat TM, Kiedy
i jak skorygować skutki atmosferyczne? Teledetekcja środowiska, tom. 75.

Korzystaj z i.landsat.toargrass online, korzystając z usług onworks.net