Landsat8数据打开和辐射定标处理

本文介绍了如何利用ENVI5.0SP3软件打开并处理Landsat8卫星数据,重点是辐射定标过程。包括使用_MTL.txt文件打开数据、查看元数据信息、进行热红外数据重采样,以及通过RadiometricCalibration面板进行辐射定标操作,最终得到大气表观反射率数据。

美国的USGS(http://glovis.usgs.gov/)网站提供最新的Landsat8数据下载,产品类型标示L1GT,与之前的数据格式类似,每个波段以.tif文件提供,元数据存放在_MTL.txt文件中。Landsat8增加了几个波段,详细信息浏览:http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01016gvh.html

在ENVI5.0SP3中非常容易打开Landsat8数据,如下:

(1)<wbr><wbr><wbr><wbr> 选择 File-&gt;Open ,选择_MTL.txt文件打开。</wbr></wbr></wbr></wbr>

(2)<wbr><wbr><wbr><wbr> ENVI自动显示RGB显示真彩色图像,打开Data Manager对话框,可以看到ENVI自动读取元数据信息,包括中心波长信息、波段名称等。并将数据根据类型自动划分为三类。</wbr></wbr></wbr></wbr>

(3)<wbr><wbr><wbr><wbr> 从文件信息中可以看到,热红外数据被重采样为30米分辨率,与可见光-近红外波段一致,全色为15米分辨率。</wbr></wbr></wbr></wbr>


图1:Data Manager对话框

打开之后就可以很方便的进行其他处理,比如辐射定标、大气校正、融合等处理。下面使用ENVI下的通用定标工具进行Landsat8的辐射定标。

(1)<wbr><wbr><wbr><wbr> 选择ToolBox/Radiometric Correction/Radiometric Calibration,选择可见光-近红外数据。</wbr></wbr></wbr></wbr>

(2)<wbr><wbr><wbr><wbr> 在Radiometric Calibration面板中,可以选择定标类型:辐射亮度值和大气表观反射率。</wbr></wbr></wbr></wbr>

(3)<wbr><wbr><wbr><wbr> 其他选项是方便用于FLAASH大气校正。</wbr></wbr></wbr></wbr>

(4)<wbr><wbr><wbr><wbr> 选择文件名和路径输出</wbr></wbr></wbr></wbr>

(5)<wbr><wbr><wbr><wbr> 如图3所示,得到大气表观反射率数据。</wbr></wbr></wbr></wbr>

图2:Radiometric Calibration面板

图3:大气表观反射率结果

<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何对Landsat8数据进行辐射定标。首先,用户提到他们在USGS下载的L2数据无法直接用ENVI打开,导致辐射定标困难。根据引用[1]引用[5],用户可能遇到了ENVI版本兼容性问题或者文件格式问题。需要确认用户的数据级别,L2数据已经经过大气校正,但可能需要手动处理。 接下来,用户需要具体的辐射定标方法教程。根据引用[2]引用[5],常规步骤包括打开数据辐射定标参数获取、计算辐亮度等。但用户的数据无法正常打开,可能需要替代方法,比如使用波段计算工具手动输入定标公式。 引用[4]提到Landsat8波段变化,特别是热红外波段的分辨率波段调整,这可能影响定标参数的获取。需要注意不同波段定标参数可能不同,用户需要根据元数据中的参数进行计算。 另外,引用[3]建议查看官方文档确定数据处理步骤,用户需要参考数据说明文档确认数据级别处理需求。例如,L1数据需要辐射定标,而L2可能已经处理过,但用户的情况可能需要重新定标。 总结步骤应包括:尝试不同方法打开数据(如File->open as->optical sensors->Landsat->Geo TIFF with Metadata),若失败则手动计算。获取元数据中的定标参数(乘系数加系数),应用公式Radiance = ML * DN + AL。可能需要使用ENVI的波段运算工具输入公式,并检查结果单位是否正确。 同时,用户可能需要了解如何验证定标结果,比如与已知值对比或检查直方图。此外,常见问题如参数获取错误或单位转换错误需要注意,引用[2]引用[4]的相关信息可以帮助用户避免这些错误。 最后,生成相关问题,涉及数据级别判断、ENVI打开方法、参数来源、热红外处理差异以及验证方法。</think>### Landsat8数据辐射定标方法分步说明 #### 一、数据准备与问题判断 1. **确认数据级别** Landsat8 L2数据已包含地表反射率产品[^3],但需注意: - 部分L2数据因存储格式问题无法被ENVI直接识别(如图一错误)[^1] - 检查数据包内的_MTL.txt元数据文件,确认是否包含`RADIANCE_MULT_BAND_x`等参数[^3] 2. **尝试替代打开方式** 通过`File->Open As->Optical Sensors->Landsat->Geo TIFF with Metadata`路径加载数据[^5],若仍失败则需手动处理。 #### 二、手动辐射定标步骤 1. **获取定标参数** 在_MTL.txt文件中查找以下关键参数(以Band 4为例): ```text RADIANCE_MULT_BAND_4 = 1.1803E-02 RADIANCE_ADD_BAND_4 = -61.56581 ``` 2. **应用定标公式** 使用ENVI的波段运算工具(`Basic Tools->Band Math`)输入公式: ``` (b1 * 0.011803) + (-61.56581) ``` 其中`b1`对应原始DN值波段,注意: - 不同波段需替换对应的乘系数(ML)加系数(AL)[^2] - 热红外波段需特别注意空间分辨率差异(Band 10-11为100m)[^4] 3. **单位转换验证** 完成计算后,通过`Edit Header`查看结果单位应为$W/(m^2·sr·μm)$,建议: - 对比头文件中的典型辐亮度范围 - 使用`Quick Stats`检查数值分布合理性 #### 三、特殊处理建议 1. **热红外波段处理** 双波段(Band10-11)需分别定标: $$ L_{\lambda} = ML_{10} \times DN_{10} + AL_{10} $$ $$ L_{\lambda} = ML_{11} \times DN_{11} + AL_{11} $$ 注意其100m分辨率数据可能需要重采样匹配其他波段 2. **异常值处理** 使用`Threshold`工具过滤负值: ```python (b1 gt 0) * b1 # ENVI表达式示例 ```
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