i.landsat.toagrass - Online sa Cloud

PROGRAMA:

NAME

i.landsat.toar - Kinakalkula ang top-of-atmosphere radiance o reflectance at temperatura para sa
Landsat MSS/TM/ETM+/OLI

KEYWORDS

imagery, radiometric conversion, ningning, reflectance, brightness temperature, Landsat,
pagwawasto ng atmospera

SINOPSIS

i.landsat.toar
i.landsat.toar - Tumulong
i.landsat.toar [-rnp] input=basename output=basename [metfile=pangalan] [sensor=pisi]
[paraan=pisi] [petsa=yyyy-mm-dd] [sun_elevation=lumutang] [product_date=yyyy-mm-dd]
[magkamit=pisi] [porsiyento=lumutang] [pixel=kabuuan] [rayleigh=lumutang]
[lsatmet=pisi[,pisi,...]] [sukatan=lumutang] [--patungan] [--Tulungan] [--pandiwang]
[--tahimik] [--ui]

Mga Bandila:
-r
Output at-sensor radiance sa halip na reflectance para sa lahat ng banda

-n
Ginagamit ng mga input raster na mapa bilang extension ang numero ng banda sa halip na ang code

-p
I-print ang impormasyon ng metadata ng output

--patungan
Pahintulutan ang mga output file na i-overwrite ang mga kasalukuyang file

- Tumulong
I-print ang buod ng paggamit

--verbose
Verbose na output ng module

--tahimik
Tahimik na output ng module

--ui
Piliting ilunsad ang dialog ng GUI

parameter:
input=basename [kailangan]
Base pangalan ng input raster bands
Halimbawa: 'B.' para sa B.1, B.2, ...

output=basename [kailangan]
Prefix para sa mga mapa ng output raster
Halimbawa: 'B.toar.' bumubuo ng B.toar.1, B.toar.2, ...

metfile=pangalan
Pangalan ng Landsat metadata file (.met o MTL.txt)

sensor=pisi
Sensor ng spacecraft
Kinakailangan lamang kung hindi ibinigay ang 'metfile' (inirerekomenda para sa katinuan)
Pagpipilian: 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

paraan=pisi
Paraan ng pagwawasto ng atmospera
Paraan ng pagwawasto ng atmospera
Pagpipilian: hindi naitama, dos1, dos2, dos2b, dos3, dalawa4
Default: walang kamalian

petsa=yyyy-mm-dd
Petsa ng pagkuha ng larawan (yyyy-mm-dd)
Kinakailangan lamang kung hindi ibinigay ang 'metfile'

sun_elevation=lumutang
Taas ng araw sa mga degree
Kinakailangan lamang kung hindi ibinigay ang 'metfile'

product_date=yyyy-mm-dd
Petsa ng paglikha ng larawan (yyyy-mm-dd)
Kinakailangan lamang kung hindi ibinigay ang 'metfile'

magkamit=pisi
Gain (H/L) ng lahat ng Landsat ETM+ bands (1-5,61,62,7,8)
Kinakailangan lamang kung hindi ibinigay ang 'metfile'

porsiyento=lumutang
Porsiyento ng solar radiance sa path radiance
Kinakailangan lamang kung ang 'pamamaraan' ay anumang DOS
Default: 0.01

pixel=kabuuan
Mga minimum na pixel upang isaalang-alang ang digital na numero bilang madilim na bagay
Kinakailangan lamang kung ang 'pamamaraan' ay anumang DOS
Default: 1000

rayleigh=lumutang
Rayleigh na kapaligiran (nagkakalat na ilaw ng kalangitan)
Kinakailangan lamang kung ang 'pamamaraan' ay DOS3
Default: 0.0

lsatmet=string [, string,...]
return value na nakaimbak para sa isang partikular na metadata
Kinakailangan lamang kung ibinigay ang 'metfile' at -p
Pagpipilian: numero, paglikha, petsa, sun_elev, sensor, banda, sunaz, oras
numero: Numero ng Landsat
paglikha: Paglikha ng timestamp
petsa: Petsa
sun_elev: Pagtaas ng Araw
sensor: Sensor
banda: Bilang ng mga banda
sunaz: Sun Azimuth Angle
oras: Oras

sukatan=lumutang
Scale factor para sa output
Default: 1.0

DESCRIPTION

i.landsat.toar ay ginagamit upang baguhin ang naka-calibrate na digital na numero ng Landsat imagery
mga produkto sa top-of-atmosphere radiance o top-of-atmosphere reflectance at temperatura
(band 6 ng mga sensor na TM at ETM+). Opsyonal, maaari itong magamit upang kalkulahin ang
at-surface radiance o reflectance na may atmospheric correction (DOS method).

Kadalasan, para gawin ito ang petsa ng produksyon, ang petsa ng pagkuha, at ang solar elevation ay
kailangan. Bukod dito, para sa Landsat-7 ETM+ kailangan din ang pakinabang (mataas o mababa) ng siyam
kanya-kanyang banda.

Opsyonal (inirerekomenda), mababasa ang data mula sa metadata file (.met o MTL.txt) para sa
lahat ng Landsat MSS, TM, ETM+ at OLI/TIRS. Gayunpaman, kung ang solar elevation ay binibigyan ng halaga
ng metadata file ay na-overwrite. Ito ay kinakailangan kapag ang data sa .met file ay
mali o hindi tumpak. Gayundin, kung ang mga petsa ng pagkuha o produksyon ay hindi matatagpuan sa
metadata file pagkatapos ay ginagamit ang mga halaga ng command line.

Pansin: Anumang null value o mas maliit sa QCALmin sa input raster ay nakatakda sa null in
ang output raster at hindi ito kasama sa mga equation.

Hindi Natukoy sa-sensor halaga (paraan=hindi naitama, default)

Ang karaniwang geometric at radiometric na pagwawasto ay nagreresulta sa isang naka-calibrate na digital na numero
(QCAL = DN) mga larawan. Upang higit pang gawing pamantayan ang epekto ng geometry ng pag-iilaw, ang QCAL
Ang mga imahe ay unang na-convert sa at-sensor radiance at pagkatapos ay sa at-sensor reflectance.
Ang thermal band ay unang na-convert mula sa QCAL sa at-sensor radiance, at pagkatapos ay sa epektibo
sa-sensor na temperatura sa Kelvin degrees.

Kino-convert ng radiometric calibration ang QCAL sa sa-sensor ningning, isang radiometric na dami
sinusukat sa W/(m² * sr * µm) gamit ang mga equation:

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

· bias = Lmin - makakuha * QCALmin

· ningning = makakuha * QCAL + bias
saan, Lmax at Lmin ay ang pagkakalibrate constants, at QCALmax at QCALmin ay ang mga
pinakamataas at pinakamababang punto ng hanay ng rescaled radiance sa QCAL.

Pagkatapos, upang makalkula sa-sensor pagmuni-muni ang mga equation ay:

· sinag ng araw = [Esun * sin(e)] / (PI * d^2)

· reflectance = ningning / sinag ng araw
saan, d ay ang distansiya ng araw sa lupa sa mga yunit ng astronomya, e ay ang solar elevation angle,
at Esun ay ang ibig sabihin ng solar exoatmospheric irradiance sa W/(m² * µm).

pinagaan sa ibabaw halaga (pamamaraan=dos[1-4])

Atmospheric correction at reflectance calibration alisin ang path radiance, ie ang
naliligaw na liwanag mula sa atmospera, at ang parang multo na epekto ng solar illumination. Upang output
mga simpleng ito sa ibabaw ningning at sa ibabaw pagmuni-muni, ang mga equation ay (hindi para sa
mga thermal band):

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

· radiance_path = radiance_dark - porsyento * sun_radiance

· ningning = (sa-sensor_radiance - radiance_path)

· reflectance = ningning / sinag ng araw
saan, porsiyento ay isang halaga sa pagitan ng 0.0 at 1.0 (karaniwang 0.01), esky ay ang diffuse sky
pag-iilaw, TAUz ay ang atmospheric transmittance kasama ang landas mula sa araw hanggang sa
ibabaw ng lupa, at TAUv ay ang atmospheric transmittance sa daanan mula sa lupa
ibabaw sa sensor. ningning_dilim ay ang at-sensor radiance na kinakalkula mula sa pinakamadilim
bagay, ibig sabihin, DN na may hindi bababa sa 'dark_parameter' (karaniwan ay 1000) pixels para sa buong imahe.
Ang mga halaga ay,

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

· DOS2: TAUv = 1.0, Esky = 0.0, at TAUz = sin(e) para sa lahat ng banda na may maximum wave
haba na mas mababa sa 1. (ibig sabihin, mga banda 4-6 MSS, 1-4 TM, at 1-4 ETM+) iba pang mga banda 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 *
ningning_dilim
Pansin: Ang ningning ng output ay nananatiling hindi nagalaw (ibig sabihin, walang nakatakda sa 0.0 kapag ito ay negatibo) pagkatapos
ang mga ito ay posibleng mga negatibong halaga. Gayunpaman, ang output reflectance ay nakatakda sa 0.0 kung kailan
nakakuha ng negatibong halaga.

NOTA

Ang mga halaga ng output raster cell ay maaaring i-rescaled gamit ang sukatan parameter (hal, na may 100 in
kaso ng paggamit ng reflectance output sa i.gensigset).

On Landsat-8 metadata file
Nag-uulat ang NASA ng istraktura ng L1G Metadata file (LDCM-DFCB-004.pdf) para sa Landsat Data
Continuity Mission (ie Landsat-8).

Pinapanatili ng NASA sa MIN_MAX_RADIANCE na pangkat ang kinakailangang impormasyon upang mabago ang Digital
Mga Numero (DN) sa mga halaga ng ningning. pagkatapos, i.landsat.toar pinapalitan ang posibleng pamantayan
mga halaga na may mga halaga ng metadata. Ang mga resulta ay tumutugma sa mga halaga na iniulat ng metada
file sa RADIOMETRIC_RESCALING na pangkat.

Gayundin, ang NASA ay nag-uulat ng parehong mga halaga ng reflectance para sa lahat ng mga banda sa max-min na mga halaga at sa
mga halaga ng gain-bias. Ito ay kakaiba na ang lahat ng mga banda ay may parehong hanay ng reflectance. Gayundin,
isinulat nila sa web page para kalkulahin ang reflectance nang direkta mula sa DN, una sa
RADIOMETRIC_RESCALING na halaga at pangalawa na hinati sa kasalanan(sun_elevation).

Ito ay isang simpleng rescaling

· reflectance = ningning / sinag ng araw = (DN * RADIANCE_MULT + RADIANCE_ADD) /
sikat ng araw

· ngayon reflectance = DN * REFLECTANCE_MULT + REFLECTANCE_ADD

· pagkatapos REFLECTANCE_MULT = RADIANCE_MULT / sun_radiance

· at REFLECTANCE_ADD = RADIANCE_ADD / sun_radiance

Ang problema ay lumitaw kapag kailangan namin ng mga halaga ng ESUN (hindi ibinigay) upang makalkula ang sun_radiance at
DOS. Ipinapalagay namin na ang REFLECTANCE_MAXIMUM ay tumutugma sa RADIANCE_MAXIMUM, pagkatapos

· REFLECTANCE_MAXIMUM / sin(e) = RADIANCE_MAXIMUM / sun_radiance

· Esun = (PI * d^2) * RADIANCE_MAXIMUM / REFLECTANCE_MAXIMUM
saan d ay ang earth-sun distance na ibinigay ng metadata file o na-compute sa loob ng
programa.

Ang i.landsat.toar ibinabalik muli ang rescaling ng NASA upang magpatuloy sa paggamit ng Lmax, Lmin, at Esun
mga halaga upang kalkulahin ang pare-pareho upang i-convert ang DN sa ningning at ningning sa reflectance na may
ang "tradisyonal" na mga equation at simpleng pagwawasto sa atmospera. Pansin: Kapag MAXIMUM
hindi ibinigay ang mga halaga, i.landsat.toar sinusubukang kalkulahin ang Lmax, Lmin, at Esun mula sa
RADIOMETRIC_RESCALING (sa mga pagsubok ay pareho ang mga resulta).

Calibrate nagpapatuloy
Sa verbose mode (flag --verbose), ang programa ay sumulat ng pangunahing data ng satellite at ang
mga parameter na ginamit sa mga pagbabagong-anyo.

Ang petsa ng produksyon ay hindi isang eksaktong halaga ngunit ito ay kinakailangan upang ilapat ang tamang pagkakalibrate
constants, na binago sa mga petsa:

· Landsat-1 MSS: hindi kailanman

· Landsat-2 MSS: Hulyo 16, 1975

· Landsat-3 MSS: Hunyo 1, 1978

· Landsat-4 MSS: Agosto 26, 1982 at Abril 1, 1983

· Landsat-4 TM: Agosto 1, 1983 at Enero 15, 1984

· Landsat-5 MSS: Abril 6, 1984 at Nobyembre 9, 1984

· Landsat-5 TM: Mayo 4, 2003 at Abril, 2, 2007

· Landsat-7 ETM+: Hulyo 1, 2000

· Landsat-8 OLI/TIRS: inilunsad noong 2013

HALIMBAWA

metadata file halimbawa
Ibahin ang anyo ng mga digital na numero ng Landsat-7 ETM+ sa mga band raster 203_30.1, 203_30.2 [...] sa
hindi naitama na at-sensor reflectance sa mga output file 203_30.1_toar, 203_30.2_toar [...] at
at-sensor na temperatura sa mga output file 293_39.61_toar at 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 halimbawa
DN sa reflectance gamit ang DOS1:
# palitan ang pangalan ng mga channel o gumawa ng kopya upang tumugma sa input scheme ng 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
Pagkalkula ng mga halaga ng reflectance mula sa DN gamit ang DOS1 (metadata na nakuha mula sa
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
Ang mga resultang Landsat channel ay mga pangalan lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

Mga sanggunian

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

· Chander GH at B. Markham, 2003.: Mga Transaksyon ng IEEE Sa Geoscience At Remote
Sensing, vol. 41, hindi. 11.

· Chavez PS, jr. 1996. Imahe-based atmospheric corrections - Muling binisita at
Improved. Photogrammetric Engineering at Remote Sensing 62(9): 1025-1036.

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

· R. Irish: Landsat 7. Science Data Users Handbook. Pebrero 17, 2007; 15 Mayo 2011.

· Markham BL at JL Barker, 1986: Landsat MSS at TM Post-Calibration Dynamic
Mga Saklaw, Exoatmospheric Reflectances at At-Satellite Temperature. EOSAT Landsat
Mga Teknikal na Tala, No. 1.

· Moran MS, RD Jackson, PN Slater at PM Teillet, 1992: Remote Sensing ng
Kapaligiran, vol. 41.

· Kanta et al, 2001: Pag-uuri at Pagtukoy ng Pagbabago Gamit ang Landsat TM Data, Kailan
at Paano Itama ang Mga Epekto sa Atmospera? Remote Sensing of Environment, vol. 75.

Gamitin ang i.landsat.toagrass online gamit ang mga serbisyo ng onworks.net