i.landsat.toargrass - Online în cloud

PROGRAM:

NUME

i.landsat.toar - Calculează radiația de vârf a atmosferei sau reflectanța și temperatura pentru
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

CUVINTE CHEIE

imagini, conversie radiometrică, strălucire, reflectanță, temperatură de luminozitate, Landsat,
corecție atmosferică

REZUMAT

i.landsat.toar
i.landsat.toar --Ajutor
i.landsat.toar [-rnp] intrare=nume de bază producție=nume de bază [metfile=nume] [senzor=şir]
[metodă=şir] [data=aaaa-ll-zz] [elevație_soarelui=pluti] [data_produsului=aaaa-ll-zz]
[câştig=şir] [la sută=pluti] [pixel=întreg] [rayleigh=pluti]
[lsatmet=şir[,şir,...]] [scară=pluti] [-suprascrie] [-ajutor] [-prolix]
[--liniştit] [-ui]

Steaguri:
-r
Emite radiație la senzor în loc de reflectanță pentru toate benzile

-n
Hărțile raster de intrare folosesc ca extensie numărul benzii în loc de cod

-p
Imprimați informațiile despre metadatele de ieșire

--sobrescrie
Permiteți fișierelor de ieșire să suprascrie fișierele existente

--Ajutor
Imprimați rezumatul utilizării

--verbos
Ieșire modulară

--Liniște
Ieșire silențioasă a modulului

--ui
Forțați lansarea dialogului GUI

parametri:
intrare=nume de bază [necesar]
Numele de bază al benzilor raster de intrare
Exemplu: „B.” pentru B.1, B.2, ...

producție=nume de bază [necesar]
Prefix pentru hărți raster de ieșire
Exemplu: „B.toar.” generează B.toar.1, B.toar.2, ...

metfile=nume
Numele fișierului de metadate Landsat (.met sau MTL.txt)

senzor=şir
Senzor de navă spațială
Obligatoriu numai dacă „metfile” nu este dat (recomandat pentru sens)
Opțiuni: 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

metodă=şir
Metoda corecției atmosferice
Metoda corecției atmosferice
Opțiuni: necorectat, dos1, dos2, dos2b, dos3, doi4
Mod implicit: necorectat

data=aaaa-ll-zz
Data achiziției imaginii (aaaa-ll-zz)
Necesar numai dacă „metfile” nu este dat

elevație_soarelui=pluti
Înălțimea soarelui în grade
Necesar numai dacă „metfile” nu este dat

data_produsului=aaaa-ll-zz
Data creării imaginii (aaaa-ll-zz)
Necesar numai dacă „metfile” nu este dat

câştig=şir
Câștig (H/L) din toate benzile Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
Necesar numai dacă „metfile” nu este dat

la sută=pluti
Procentul de radiație solară în strălucirea căii
Necesar numai dacă „metoda” este orice DOS
Mod implicit: 0.01

pixel=întreg
Pixeli minimi pentru a considera numărul digital ca obiect întunecat
Necesar numai dacă „metoda” este orice DOS
Mod implicit: 1000

rayleigh=pluti
Atmosfera Rayleigh (iradierea difuză a cerului)
Necesar numai dacă „metoda” este DOS3
Mod implicit: 0.0

lsatmet=șir[,șir,...]
valoarea returnată stocată pentru o anumită metadate
Necesar numai dacă sunt date „metfile” și -p
Opțiuni: număr, creare, Data, sun_elev, senzor, trupe, sunaz, timp
număr: Numărul Landsat
creaţie: Timp de creare
data: Data
sun_elev: Altitudinea Soarelui
senzor: Senzor
benzile: Benzile contează
sunaz: Unghiul azimutal al soarelui
timp: Timpul

scară=pluti
Factor de scară pentru ieșire
Mod implicit: 1.0

DESCRIERE

i.landsat.toar este utilizat pentru a transforma numărul digital calibrat al imaginilor Landsat
produse la radiația de vârf a atmosferei sau reflectanța și temperatura de vârf a atmosferei
(banda 6 a senzorilor TM și ETM+). Opțional, poate fi folosit pentru a calcula
radiația sau reflectanța la suprafață cu corecție atmosferică (metoda DOS).

De obicei, pentru a face acest lucru sunt date de producție, data achiziției și elevația solară
Necesar. Mai mult, pentru Landsat-7 ETM+ este nevoie și de câștigul (mare sau scăzut) din cele nouă
benzile respective.

Opțional (recomandat), datele pot fi citite din fișierul de metadate (.met sau MTL.txt) pentru
toate Landsat MSS, TM, ETM+ și OLI/TIRS. Cu toate acestea, dacă cota solară este dată valoarea
din fișierul de metadate este suprascris. Acest lucru este necesar atunci când datele din fișierul .met sunt
incorectă sau incorectă. De asemenea, dacă datele de achiziție sau producție nu se regăsesc în
fișierul de metadate, atunci se folosesc valorile liniei de comandă.

Atenție: Orice valoare nulă sau mai mică decât QCALmin din rasterul de intrare este setată la zero
rasterul de ieșire și nu este inclus în ecuații.

Necorectat la-senzor Valorile (metoda=necorectat, Mod implicit)

Corecțiile geometrice și radiometrice standard au ca rezultat un număr digital calibrat
(QCAL = DN) imagini. Pentru a standardiza și mai mult impactul geometriei iluminării, QCAL
imaginile sunt mai întâi convertite în radiația la senzor și apoi în reflectanța la senzor.
Banda termică este mai întâi convertită de la QCAL la radiația la senzor și apoi la eficientă
temperatura la senzor în grade Kelvin.

Calibrarea radiometrică transformă QCAL în la-senzor strălucire, o mărime radiometrică
măsurată în W/(m² * sr * µm) folosind ecuațiile:

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

· bias = Lmin - câștig * QCALmin

· strălucire = câștig * QCAL + bias
Unde, Lmax și Lmin sunt constantele de calibrare și QCALmax și QCALmin sunt
punctele cele mai înalte și cele mai scăzute ale intervalului de strălucire redimensionată în QCAL.

Apoi, pentru a calcula la-senzor reflectanța ecuatiile sunt:

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

· reflectanță = strălucire / sun_radiance
Unde, d este distanța pământ-soare în unități astronomice, e este unghiul de elevație solară,
și Esun este iradierea exoatmosferică solară medie în W/(m² * µm).

Simplificată la suprafata Valorile (metoda=dos[1-4])

Corecția atmosferică și calibrarea reflectanței elimină radiația traseului, adică
lumina rătăcită din atmosferă și efectul spectral al iluminării solare. La ieșire
acestea simple la suprafata strălucire și la suprafata reflectanța, ecuațiile sunt (nu pentru
benzi termice):

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

· strălucire_cale = strălucire_întuneric - procent * sun_radiance

· strălucire = (at-sensor_radiance - radiaance_path)

· reflectanță = strălucire / sun_radiance
Unde, la sută este o valoare între 0.0 și 1.0 (de obicei 0.01), esky este cerul difuz
iradiere, TAUz este transmisia atmosferică de-a lungul căii de la soare la soare
suprafața solului și TAUv este transmisia atmosferică de-a lungul căii de la sol
suprafata la senzor. strălucire_întuneric este radiația la senzor calculată din cea mai întunecată
obiect, adică DN cu cel puțin „dark_parameter” (de obicei 1000) pixeli pentru întreaga imagine.
Valorile sunt,

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

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0 și TAUz = sin(e) pentru toate benzile cu undă maximă
lungime mai mică de 1. (adică benzi 4-6 MSS, 1-4 TM și 1-4 ETM+) alte benzi 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 *
strălucire_întuneric
Atenție: Radianța de ieșire rămâne neatinsă (adică nu se setează la 0.0 atunci când este negativă).
sunt posibile valori negative. Cu toate acestea, reflectanța de ieșire este setată la 0.0 atunci când este
obtinut o valoare negativa.

NOTE

Valorile celulelor raster de ieșire pot fi redimensionate cu scară parametru (de exemplu, cu 100 in
cazul utilizării ieșirii reflectanței în i.gensigset).

On Landsat-8 metadate fişier
NASA raportează o structură a fișierului de metadate L1G (LDCM-DFCB-004.pdf) pentru datele Landsat
Misiune de continuitate (adică Landsat-8).

NASA reține în grupul MIN_MAX_RADIANCE informațiile necesare pentru a transforma Digital
Numerele (DN) în valori de strălucire. Atunci, i.landsat.toar înlocuiește standardul posibil
valorile cu valorile metadatelor. Rezultatele se potrivesc cu valorile raportate de metada
fișier în grupul RADIOMETRIC_RESCALING.

De asemenea, NASA raportează aceleași valori ale reflectanței pentru toate benzile în valori max-min și în
valorile de polarizare a câștigului. Este ciudat că toate benzile au aceeași gamă de reflectanță. De asemenea,
au scris pe pagina web ca să calculeze reflectanța direct de la DN, mai întâi cu
RADIOMETRIC_RESCALING valorile și secunda împărțită la sin(sun_elevation).

Aceasta este o simplă redimensionare

· reflectanță = strălucire / sun_radiance = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
sun_radiance

· acum reflectanța = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· apoi REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· și REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

Problema apare atunci când avem nevoie de valori ESUN (nu sunt furnizate) pentru a calcula sun_radiance și
DOS. Presupunem că REFLECTANCE_MAXIMUM corespunde RADIANCE_MAXIMUM, atunci

· REFLECTANCE_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· Esun = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
Unde d este distanța pământ-soare furnizată de fișierul de metadate sau calculată în interiorul
programul.

i.landsat.toar revine redimensionarea NASA pentru a continua să utilizeze Lmax, Lmin și Esun
valori pentru a calcula constanta pentru a converti DN în radiație și strălucire în reflectanță
ecuaţiile „tradiţionale” şi corecţiile atmosferice simple. Atenție: Când MAXIM
valorile nu sunt furnizate, i.landsat.toar încearcă să calculeze Lmax, Lmin și Esun din
RADIOMETRIC_RESCALING (la teste rezultatele au fost aceleasi).

Calibrarea constant
În modul verbos (flag --verbos), programul scrie date de bază ale satelitului și
parametrii utilizați în transformări.

Data producției nu este o valoare exactă, dar este necesar să se aplice o calibrare corectă
constante, care au fost modificate în datele:

· Landsat-1 MSS: niciodată

· Landsat-2 MSS: 16 iulie 1975

· Landsat-3 MSS: 1 iunie 1978

· Landsat-4 MSS: 26 august 1982 și 1 aprilie 1983

· Landsat-4 TM: 1 august 1983 și 15 ianuarie 1984

· Landsat-5 MSS: 6 aprilie 1984 și 9 noiembrie 1984

· Landsat-5 TM: 4 mai 2003 și 2 aprilie 2007

· Landsat-7 ETM+: 1 iulie 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS: lansat în 2013

EXEMPLE

Metadata fişier exemple
Transformați numerele digitale ale Landsat-7 ETM+ în rasterele de bandă 203_30.1, 203_30.2 [...] în
reflectanța necorectată la senzor în fișierele de ieșire 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] și
temperatura la senzor în fișierele de ieșire 293_39.61_toar și 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 exemplu
DN la reflectanță folosind DOS1:
# redenumiți canalele sau faceți o copie pentru a se potrivi cu schema de introducere a 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
Calculul valorilor reflectanței din DN folosind DOS1 (metadate obținute din
p016r035_7x20020524.met.gz):
i.landsat.toar input=lsat7_2002. output=lsat7_2002_toar. senzor=tm7 \
method=dos1 date=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999 \
product_date=2004-02-12 gain=HHHLHLHHL
Canalele Landsat rezultate sunt denumirile lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

REFERINȚE

· Chander G., BL Markham și DL Helder, 2009: Remote Sensing of Environment,
vol. 113

· Chander GH și B. Markham, 2003.: IEEE Transactions On Geoscience And Remote
Sensing, vol. 41, nr. 11.

· Chavez PS, jr. 1996. Corecții atmosferice bazate pe imagini - Revizuit și
Îmbunătățit. Inginerie fotogrametrică și teledetecție 62(9): 1025-1036.

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

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

· Markham BL și JL Barker, 1986: Landsat MSS și TM post-calibrare dinamică
Intervalele, reflectanțele exoatmosferice și temperaturile la satelit. EOSAT Landsat
Note tehnice, nr. 1.

· Moran MS, RD Jackson, PN Slater și PM Teillet, 1992: Teledetecția
Mediul, voi. 41.

· Song et al, 2001: Clasificare și detectare a modificărilor utilizând datele Landsat TM, Când
și Cum se corectează efectele atmosferice? Teledetecția mediului, vol. 75.

Utilizați i.landsat.toargrass online folosind serviciile onworks.net