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ENVI扩展-Landsat8 地表温度反演-单窗算法

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ENVI扩展-Landsat8 地表温度反演-单窗算法

山东科技大学 宿鑫;广西大学 马小雨

2017年10月26日21:54:09 邮箱:x@ixxin.cn

  目前网上已经有了Landsat8大气校正法(辐射传输方程法),网址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102wbl7.html;Landsat8劈窗算法,网址:http://blog.sciencenet.cn/blog-1164598-989214.html。基于此,特分享之前写的基于单窗算法的Landsat8地表温度反演,博客域名:www.ixxin.cn。
  本插件,基于ENVI二次开发,已经在ENVI5.3.1运行测试通过,对于其他版本未进行测试,如果有错误,可以发送邮件至:x@ixxin.cn进行反馈。安装方法如下:task文件放在“ENVI安装目录\Exelis\ENVI53\custom_code”,sav文件放在“安装目录\Exelis\ENVI53\extensions

单窗法输入参数:

1、亮度温度
2、地表比辐射率
3、大气水汽含量
4、大气平均作用温度

四个参数的确定:

亮度温度:普朗克公式,本插件使用ENVI定标API进行。
地表比辐射率:根据NDVI或者植被覆盖度确定,本插件基于植被覆盖度与NDVI阈值相结合
大气透过率:大气水汽含量(MODIS反演或者地表气象资料,逐像元、平均值反演,时间尺度问题)
大气平均作用温度:根据地表气温计算(http://lishi.tianqi.com/),本插件输入地表平均气温即可
均值滤波:作用就是1、平滑作用2、去除小斑块,使反演值更加连续,去除异常值。

插件参数设置:


图(1)反演工具

Multispectral Raster:多光谱影像,打开Landsat8数据后的第一个数据集
Brightness Raster:亮度温度影像,打开Landsat8数据后的第四个数据集
Water Raster:水汽影像,可选参数,注意此影像行列数要与Landsat8数据行列数一致。保留这个选项是因为,Landsat8两个红外波段可以用于估计水汽或者透过率,且论文中已经开始使用这种方法。
Inversion Model:反演方式,如果是Average Value,则使用水汽均值或者透过率进行反演,如果选择Every Pixel则使用水汽影像逐像元反演。
Atmospheric Water:此选项是大气水汽参数,亦可以输入透过率参数,其中如果输入透过率值要小于0,其绝对值是透过率,这样设置主要是因为,水汽可以直接得到,而透过率可以通过NASA网站模拟得到。
Atmospheric temperature:此选项是大气温度,可以通过气象站历史数据,或者天气预报历史数据得到
Atmospheric Type:大气类型,有中纬度夏季,中纬度冬季,热带大气,根据经纬度以及季节填写。也可以参考ENVI FLAASH大气校正时大气类型帮助。
Output Raster:LST结果输出路径。
反演结束提示:

图(2)反演结束提示

本程序特点:

1 针对反演的正确性,保留可以输入水汽影像的设置,值得注意的是,如果是水汽影像,要与Landsat8数据行列号相同。
2 考虑到数据获取的难以程度,程序设计时既可以输入水汽参数,又可以输入透过率,其中透过率以负值输入,其绝对值是透过率。
3 运行效率高,一景影像,60s左右即可反演。
4 数据处理简单,输入影像与必须参数即可反演出结果。

与其他算法进行横向,纵向对比:


二次开发接口列表:

1
Landsat8_LST_SingleWindow_pro,Input_raster1=Multispectral_Raster,Input_raster2=Brightness_Raster,Input_raster3=w_raster,model=model,w_v=w_v,T0=T0,position = position,OUTPUT_RASTER = OUTPUT_RASTER
此函数设置与界面设置相同,不在赘述,注意可选参数,可以不设置。
2
Result = Cal_Emiss_qin_LC8(NDVI_data)
输入参数为NDVI数组数值,返回值也是比辐射率数组数值
3
Result = Cal_Lst_LC8_SW(TB,T0,w_value,Emiss,position,model)
TB:亮度温度
T0:大气平均作用温度
w_value:水汽参数或者水汽影像或者透过率参数
Emiss:地表比辐射率
Position:设置与界面相同,
Tropical atmosphere 1
Mid-latitude summer 2
Mid-latitude winter 3
Model:设置与界面相同,
Average Value 1
Every Pixel 2
返回值为地表温度数组数值

程序及示例数据下载链接:

程序下载:http://download.csdn.net/download/wudixinxin/10044536
示例数据下载:http://pan.baidu.com/s/1i4HlrKx 密码:psv0


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admin
关于作者:
坐标山科大遥感系小鲜肉一枚。
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    匿名2017-11-24 17:45 回复 Windows 7 | Chrome 55.0.2883.87