i.landsat.toargrass - ออนไลน์ในคลาวด์

โครงการ:

ชื่อ

i.landsat.toar - คำนวณความกระจ่างใสของชั้นบรรยากาศหรือการสะท้อนแสงและอุณหภูมิสำหรับ
ดาวเทียม MSS/TM/ETM+/OLI

KEYWORDS

ภาพ, การแปลงเรดิโอเมตริก, ความกระจ่างใส, การสะท้อนแสง, อุณหภูมิความสว่าง, Landsat,
การแก้ไขบรรยากาศ

เรื่องย่อ

i.landsat.toar
i.landsat.toar --ช่วยด้วย
i.landsat.toar [-รพ] อินพุต=ชื่อฐาน เอาท์พุต=ชื่อฐาน [เมตไฟล์=ชื่อ] [เซ็นเซอร์=เชือก]
[วิธี=เชือก] [ข้อมูล=YYYY-MM-DD] [ดวงอาทิตย์_ระดับความสูง=ลอย] [product_date=YYYY-MM-DD]
[ได้รับ=เชือก] [เปอร์เซ็นต์=ลอย] [พิกเซล=จำนวนเต็ม] [เรย์ลี=ลอย]
[ลซัตเมท=เชือก[,เชือก-ขนาด=ลอย-เขียนทับ-ช่วย-ละเอียด]
-เงียบสงบ-ui]

ธง:
-r
เอาต์พุตที่รัศมีของเซ็นเซอร์แทนการสะท้อนแสงสำหรับแถบทั้งหมด

-n
อินพุตแรสเตอร์แมปใช้เป็นส่วนขยายของจำนวนแบนด์แทนโค้ด

-p
พิมพ์ข้อมูลเมตาดาต้าเอาต์พุต

--เขียนทับ
อนุญาตให้ไฟล์เอาต์พุตเขียนทับไฟล์ที่มีอยู่

--ช่วยด้วย
พิมพ์สรุปการใช้งาน

--รายละเอียด
เอาต์พุตโมดูล verbose

--เงียบ
เอาต์พุตโมดูลเงียบ

--UI
บังคับให้เปิดใช้กล่องโต้ตอบ GUI

พารามิเตอร์:
อินพุต=ชื่อฐาน [ที่จำเป็น]
ชื่อฐานของแถบแรสเตอร์อินพุต
ตัวอย่าง: 'B.' สำหรับ B.1, B.2, ...

เอาท์พุต=ชื่อฐาน [ที่จำเป็น]
คำนำหน้าสำหรับแผนที่แรสเตอร์เอาต์พุต
ตัวอย่าง: 'B.toar' สร้าง B.toar.1, B.toar.2, ...

เมตไฟล์=ชื่อ
ชื่อไฟล์ข้อมูลเมตาของ Landsat (.met หรือ MTL.txt)

เซ็นเซอร์=เชือก
เซ็นเซอร์ยานอวกาศ
จำเป็นเฉพาะในกรณีที่ไม่ได้ให้ 'metfile' (แนะนำเพื่อความมีสติ)
ตัวเลือก: mss1, mss2, mss3, mss4, mss5, ทีเอ็ม4, ทีเอ็ม5, ทีเอ็ม7, โอลิ8
mss1: แลนแซท-1 MSS
mss2: แลนแซท-2 MSS
mss3: แลนแซท-3 MSS
mss4: แลนแซท-4 MSS
mss5: แลนแซท-5 MSS
tm4: แลนแซท-4 TM
tm5: แลนแซท-5 TM
tm7: แลนแซท-7 ETM+
โอลิ8: Landsat_8 OLI/TIRS

วิธี=เชือก
วิธีการแก้ไขบรรยากาศ
วิธีการแก้ไขบรรยากาศ
ตัวเลือก: ไม่แก้ไข ดอส1, ดอส2, ดอส2บี, ดอส3, two4
ค่าเริ่มต้น: ไม่ได้แก้ไข

ข้อมูล=YYYY-MM-DD
วันที่ได้รับรูปภาพ (ปปปป-ดด-วว)
จำเป็นก็ต่อเมื่อไม่ได้ให้ 'metfile'

ดวงอาทิตย์_ระดับความสูง=ลอย
ความสูงของดวงอาทิตย์เป็นองศา
จำเป็นก็ต่อเมื่อไม่ได้ให้ 'metfile'

product_date=YYYY-MM-DD
วันที่สร้างภาพ (ปปปป-ดด-วว)
จำเป็นก็ต่อเมื่อไม่ได้ให้ 'metfile'

ได้รับ=เชือก
กำไร (H/L) ของทุกวง Landsat ETM+ (1-5,61,62,7,8)
จำเป็นก็ต่อเมื่อไม่ได้ให้ 'metfile'

เปอร์เซ็นต์=ลอย
เปอร์เซ็นต์ของความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ในรัศมีของเส้นทาง
จำเป็นก็ต่อเมื่อ 'เมธอด' เป็น DOS . ใดๆ
ค่าเริ่มต้น: 0.01

พิกเซล=จำนวนเต็ม
พิกเซลขั้นต่ำที่ถือว่าตัวเลขดิจิทัลเป็นวัตถุมืด
จำเป็นก็ต่อเมื่อ 'เมธอด' เป็น DOS . ใดๆ
ค่าเริ่มต้น: 1000

เรย์ลี=ลอย
บรรยากาศ Rayleigh (กระจายการฉายรังสีท้องฟ้า)
จำเป็นเฉพาะเมื่อ 'เมธอด' เป็น DOS3
ค่าเริ่มต้น: 0.0

ลซัตเมท=สตริง[,สตริง-
คืนค่าที่เก็บไว้สำหรับข้อมูลเมตาที่กำหนด
จำเป็นก็ต่อเมื่อ 'metfile' และ -p ให้ไว้
ตัวเลือก: จำนวน, การสร้าง วันที่ ซัน_เอเลฟ, เซ็นเซอร์ วงดนตรี สุนาซ เวลา
จำนวน: หมายเลข Landsat
การสร้าง: การประทับเวลาการสร้าง
ข้อมูล: วันที่
ซัน_เอลเลฟ: ระดับความสูงของดวงอาทิตย์
เซ็นเซอร์: เซนเซอร์
วง: วงนับ
สุนาซ: มุมอาซิมุทของดวงอาทิตย์
เวลา: เวลา

ขนาด=ลอย
ตัวคูณสเกลสำหรับเอาต์พุต
ค่าเริ่มต้น: 1.0

DESCRIPTION

i.landsat.toar ใช้เพื่อแปลงตัวเลขดิจิทัลของภาพ Landsat ที่ปรับเทียบแล้ว
ผลิตภัณฑ์เพื่อความกระจ่างใสของบรรยากาศหรือแสงสะท้อนและอุณหภูมิบนสุดของบรรยากาศ
(แบนด์ 6 ของเซ็นเซอร์ TM และ ETM+) หรือสามารถใช้คำนวณค่า
ความกระจ่างใสที่พื้นผิวหรือการสะท้อนแสงด้วยการแก้ไขบรรยากาศ (วิธี DOS)

โดยปกติ วันที่ผลิต วันที่ได้มา และระดับความสูงของดวงอาทิตย์จะอยู่ที่
จำเป็น ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับ Landsat-7 ETM+ ก็จำเป็นต้องได้รับ (สูงหรือต่ำ) ของเก้า
วงดนตรีที่เกี่ยวข้อง

หรือ (แนะนำ) ข้อมูลสามารถอ่านได้จากไฟล์ข้อมูลเมตา (.met หรือ MTL.txt) สำหรับ
Landsat MSS, TM, ETM+ และ OLI/TIRS ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม หากให้ค่าระดับความสูงของดวงอาทิตย์เป็นค่า
ของไฟล์ข้อมูลเมตาถูกเขียนทับ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเมื่อข้อมูลในไฟล์ .met เป็น
ไม่ถูกต้องหรือไม่ถูกต้อง นอกจากนี้ หากไม่พบวันที่ได้มาหรือวันที่ผลิตใน
ไฟล์ข้อมูลเมตาจากนั้นใช้ค่าบรรทัดคำสั่ง

ความสนใจ: ค่า Null หรือน้อยกว่า QCALmin ในแรสเตอร์อินพุตถูกตั้งค่าเป็น null ใน
แรสเตอร์เอาต์พุตและไม่รวมอยู่ในสมการ

ไม่ได้แก้ไข ที่เซ็นเซอร์ ค่า (วิธี=ไม่ถูกแก้ไข, ค่าเริ่มต้น)

การแก้ไขทางเรขาคณิตและเรดิโอเมตริกมาตรฐานส่งผลให้เกิดตัวเลขดิจิทัลที่สอบเทียบแล้ว
(QCAL = DN) อิมเมจ เพื่อสร้างมาตรฐานผลกระทบของรูปทรงการส่องสว่าง QCAL
ขั้นแรกรูปภาพจะถูกแปลงเป็นค่าความกระจ่างใสของเซ็นเซอร์ก่อน จากนั้นจึงแปลงเป็นค่าการสะท้อนแสงที่เซ็นเซอร์
ขั้นแรก แถบความร้อนจะถูกแปลงจาก QCAL เป็นรัศมีที่เซ็นเซอร์ จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นประสิทธิภาพ
อุณหภูมิเซ็นเซอร์ในหน่วยเคลวิน

การสอบเทียบแบบเรดิโอเมตริกจะแปลง QCAL เป็น ที่เซ็นเซอร์ ความสว่าง, ปริมาณเรดิโอเมตริก
วัดเป็น W/(m² * sr * µm) โดยใช้สมการ:

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

· อคติ = Lmin - ได้รับ * QCALmin

· ความกระจ่างใส = กำไร * QCAL + อคติ
ที่ไหน แอลแม็กซ์ และ หมิน คือค่าคงที่การสอบเทียบและ QCALสูงสุด และ QCALนาที เป็น
จุดสูงสุดและต่ำสุดของช่วงของความกระจ่างใสที่ปรับสเกลใหม่ใน QCAL

จากนั้นให้คำนวณ ที่เซ็นเซอร์ สะท้อน สมการคือ:

· sun_radiance = [อีซุน * บาป(e)] / (PI * d^2)

· การสะท้อนแสง = ความเปล่งปลั่ง / sun_radiance
ที่ไหน d คือระยะทางโลก-ดวงอาทิตย์ในหน่วยดาราศาสตร์ e คือมุมเงยของดวงอาทิตย์
และ อีซุน คือค่าเฉลี่ยการแผ่รังสีภายนอกบรรยากาศของดวงอาทิตย์ในหน่วย W/(m² * µm)

ย่อ ที่พื้นผิว ค่า (เมธอด=ดอส[1-4])

การปรับแก้บรรยากาศและการปรับเทียบการสะท้อนแสงจะขจัดความกระจ่างใสของเส้นทางออกไป กล่าวคือ
แสงเล็ดลอดจากชั้นบรรยากาศและผลกระทบทางสเปกตรัมของการส่องสว่างจากแสงอาทิตย์ เพื่อส่งออก
ง่าย ๆ เหล่านี้ ที่พื้นผิว ความสว่าง และ ที่พื้นผิว สะท้อน, สมการคือ (ไม่ใช่สำหรับ
แถบความร้อน):

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

· radiance_path = radiance_dark - เปอร์เซ็นต์ * sun_radiance

· ความกระจ่างใส = (at-sensor_radiance - radiance_path)

· การสะท้อนแสง = ความเปล่งปลั่ง / sun_radiance
ที่ไหน เปอร์เซ็นต์ เป็นค่าระหว่าง 0.0 ถึง 1.0 (ปกติ 0.01) Esky คือท้องฟ้าที่กระจัดกระจาย
การฉายรังสี เทาซ์ คือ การถ่ายเทบรรยากาศตลอดเส้นทางจากดวงอาทิตย์ไปยัง
ผิวดินและ TAUV คือ การถ่ายเทบรรยากาศตามทางเดินจากพื้นดิน
พื้นผิวไปยังเซ็นเซอร์ ความกระจ่างใส_ความมืด คือความกระจ่างใสของเซ็นเซอร์ที่คำนวณจากส่วนที่มืดที่สุด
วัตถุ เช่น DN ที่มี 'dark_parameter' อย่างน้อย (โดยปกติคือ 1000) พิกเซลสำหรับทั้งภาพ
ค่าต่างๆ ได้แก่

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

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0 และ TAUz = sin(e) สำหรับทุกย่านความถี่ที่มีคลื่นสูงสุด
ความยาวน้อยกว่า 1 (เช่น แถบ 4-6 MSS, 1-4 TM และ 1-4 ETM+) แถบอื่นๆ TAUz =
1.0

· DOS3: TAUv = exp[-t/cos(sat_zenith)], TAUz = exp[-t/sin(e)], Esky = เรย์ลีห์

· DOS4: TAUv = exp[-t/cos(sat_zenith)], TAUz = exp[-t/sin(e)], Esky = PI *
ความกระจ่างใส_ความมืด
ความสนใจ: ความสว่างของเอาต์พุตยังคงไม่ถูกแตะต้อง (เช่น ไม่ได้ตั้งค่าเป็น 0.0 เมื่อเป็นค่าลบ) จากนั้น
เป็นค่าลบที่เป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม การสะท้อนแสงเอาต์พุตถูกตั้งค่าเป็น 0.0 เมื่อ is
ได้รับค่าลบ

หมายเหตุ

ค่าเซลล์แรสเตอร์เอาท์พุตสามารถปรับขนาดได้ด้วย ขนาด พารามิเตอร์ (เช่น 100 in
กรณีใช้เอาต์พุตสะท้อนแสงใน i.gensigset).

On แลนด์แซท-8 เมตาดาต้า ไฟล์
NASA รายงานโครงสร้างของไฟล์ข้อมูลเมตา L1G (LDCM-DFCB-004.pdf) สำหรับข้อมูล Landsat
ภารกิจต่อเนื่อง (เช่น Landsat-8)

NASA เก็บข้อมูลที่จำเป็นในการแปลง Digital . ในกลุ่ม MIN_MAX_RADIANCE
ตัวเลข (DN) ในค่าเรเดียนซ์ แล้ว, i.landsat.toar แทนที่มาตรฐานที่เป็นไปได้
ค่าที่มีค่าข้อมูลเมตา ผลลัพธ์ตรงกับค่าที่รายงานโดย metada
ไฟล์ในกลุ่ม RADIOMETRIC_RESCALING

นอกจากนี้ NASA ยังรายงานค่าการสะท้อนแสงแบบเดียวกันสำหรับทุกแถบในค่า max-min และ in
ค่ากำไรอคติ เป็นเรื่องแปลกที่ทุกแถบมีช่วงการสะท้อนแสงเท่ากัน อีกด้วย,
พวกเขาเขียนในหน้าเว็บเพื่อคำนวณการสะท้อนโดยตรงจาก DN ก่อนด้วย
ค่า RADIOMETRIC_RESCALING และวินาทีที่หารด้วยบาป (sun_elevation)

นี่คือการปรับขนาดอย่างง่าย

· การสะท้อนแสง = ความเปล่งปลั่ง / sun_radiance = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
ซัน_เรเดียนซ์

· ค่าการสะท้อน = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· แล้ว REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· และ REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อเราต้องการค่า ESUN (ไม่ได้ระบุ) เพื่อคำนวณ sun_radiance และ
ดอส เราถือว่า REFLECTANCE_MAXIMUM สอดคล้องกับ RADIANCE_MAXIMUM ดังนั้น

· REFLECTANCE_MAXIMUM / บาป (e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· อีซัน = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
ที่ไหน d คือระยะทางโลก-ดวงอาทิตย์ที่จัดทำโดยไฟล์ข้อมูลเมตาหรือคำนวณภายใน
โครงการ

พื้นที่ i.landsat.toar เปลี่ยนการปรับขนาดของ NASA กลับเพื่อใช้ Lmax, Lmin และ Esun . ต่อไป
ค่าในการคำนวณค่าคงที่เพื่อแปลง DN เป็นเรเดียน และเรเดียนเป็นค่าการสะท้อนด้วย
สมการ "ดั้งเดิม" และการแก้ไขบรรยากาศอย่างง่าย ความสนใจ: เมื่อ MAXIMUM
ไม่ได้ระบุค่า i.landsat.toar พยายามคำนวณ Lmax, Lmin และ Esun จาก
RADIOMETRIC_RESCALING (ในการทดสอบผลลัพธ์เหมือนกัน)

การสอบเทียบ คงที่
ในโหมด verbose (flag --รายละเอียด) โปรแกรมเขียนข้อมูลดาวเทียมพื้นฐานและ
พารามิเตอร์ที่ใช้ในการแปลง

วันที่ผลิตไม่ใช่ค่าที่แน่นอน แต่จำเป็นต้องใช้การสอบเทียบที่ถูกต้อง
ค่าคงที่ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงในวันที่:

· Landsat-1 MSS: ไม่เคย

· Landsat-2 MSS: 16 กรกฎาคม พ.ศ. 1975

· Landsat-3 MSS: 1 มิถุนายน 1978

· Landsat-4 MSS: 26 สิงหาคม 1982 และ 1 เมษายน 1983

· Landsat-4 TM: 1 สิงหาคม 1983 และ 15 มกราคม 1984

· Landsat-5 MSS: 6 เมษายน 1984 และ 9 พฤศจิกายน 1984

· Landsat-5 TM: 4 พฤษภาคม 2003 และ 2 เมษายน 2007

· Landsat-7 ETM+: 1 กรกฎาคม 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS: เปิดตัวในปี 2013

ตัวอย่าง

เมตาดาต้า ไฟล์ ตัวอย่าง
แปลงตัวเลขดิจิทัลของ Landsat-7 ETM+ ในแบนด์แรสเตอร์ 203_30.1, 203_30.2 [...] เป็น
การสะท้อนของเซ็นเซอร์ที่ไม่ได้รับการแก้ไขในไฟล์เอาต์พุต 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [... ] และ
อุณหภูมิเซ็นเซอร์ในไฟล์เอาต์พุต 293_39.61_toar และ 293_39.62_toar:
i.landsat.toar อินพุต=203_30. เอาท์พุท=_toar \
metfile=p203r030_7x20010620.met
or
i.landsat.toar อินพุต=L5121060_06020060714 \
เอาต์พุต=L5121060_06020060714_toar \
metfile=L5121060_06020060714_MTL.txt
or
i.landsat.toar อินพุต=LC80160352013134LGN03_B เอาต์พุต=toar \
metfile=LC80160352013134LGN03_MTL.txt sensor=oli8 date=2013-05-14

ดอส 1 ตัวอย่าง
DN เพื่อสะท้อนแสงโดยใช้ DOS1:
# เปลี่ยนชื่อช่องหรือทำสำเนาเพื่อให้ตรงกับรูปแบบอินพุตของ 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
การคำนวณค่าสะท้อนแสงจาก DN โดยใช้ DOS1 (ข้อมูลเมตาที่ได้รับจาก
p016r035_7x20020524.met.gz):
i.landsat.toar อินพุต=lsat7_2002 เอาต์พุต=lsat7_2002_toar. เซ็นเซอร์=tm7 \
วิธีการ=วันที่ dos1=2002-05-24 sun_elevation=64.7730999 \
product_date=2004-02-12 ได้รับ=HHHLHLHHL
ช่อง Landsat ที่เป็นผลลัพธ์คือชื่อ lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8

ข้อมูลอ้างอิง

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

· Chander GH และ B. Markham, 2003.: ธุรกรรมของ IEEE บนธรณีศาสตร์และระยะไกล
Sensing, ฉบับที่. 41, ไม่ 11.

· ชาเวซ พีเอส จูเนียร์ พ.ศ. 1996 การแก้ไขบรรยากาศตามภาพ - ทบทวนและ
ปรับปรุง วิศวกรรมโฟโตแกรมเมตริกและการสำรวจระยะไกล 62(9): 1025-1036

· Huang et al: At-Satellite Reflectance, 2002: การทำให้เป็นมาตรฐานอันดับแรกของ
รูปภาพ Landsat 7 ETM+

· R. Irish: Landsat 7. คู่มือผู้ใช้ข้อมูลวิทยาศาสตร์ 17 กุมภาพันธ์ 2007; 15 พฤษภาคม 2011.

· Markham BL และ JL Barker, 1986: Landsat MSS และ TM Post-Calibration Dynamic
ช่วง การสะท้อนในบรรยากาศภายนอก และอุณหภูมิที่ดาวเทียม EOSAT Landsat
หมายเหตุทางเทคนิค ครั้งที่ 1

· Moran MS, RD Jackson, PN Slater และ PM Teillet, 1992: Remote Sensing of
สิ่งแวดล้อม เล่ม. 41.

· เพลง et al, 2001: การจำแนกประเภทและการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงโดยใช้ข้อมูล Landsat TM เมื่อ
และวิธีการแก้ไขผลกระทบบรรยากาศ? การสำรวจสิ่งแวดล้อมระยะไกล vol. 75.

ใช้ i.landsat.toargrass ออนไลน์โดยใช้บริการ onworks.net