ENVI高分一号卫星预处理：以GF-1/WFV多光谱数据为例（含定标系数）

五一节154 2023-08-15 原文

GF1/WFV卫星简介与预处理流程：

GF1/WFV卫星数据参数见下表1。传感器WFV由四台相机组成，分别为WFV1、WFV2、WFV3、WFV4。

表1 GF1/WFV多光谱16m分辨率卫星参数介绍

GF1/WFV 卫星参数	多光谱	谱段号	谱段范围
		1	0.45～0.52μm
		2	0.52～0.59μm
		3	0.63～0.69μm
		4	0.77～0.89μm
	分辨率	16m
	幅宽	800km（四台相机组合）
	覆盖周期	4天

其中，GF1/WFV卫星数据预处理流程参照下图1中多光谱影像。

辐射定标计算公式如下：

L (λ) = Gain × DN + Bais

式中: L(λ)为转换后辐亮度( W·m-2·sr-1·μm-1 ) ；DN为卫星载荷观测值；Gain为波段增益( W·m-2·sr-1·μm-1 ) ；Bais为波段偏离值 ( W·m-2·sr-1·μm-1 )。

Gain和DN值根据中国资源卫星应用中心公布的GF1/WFV历年定标系数得到，见下表2。其中2021年后的定标系数暂未公布，继续使用了原定标系数。

表2 GF1/WFV卫星绝对定标系数

GF1/gain (offset均为0.0)	WFV1				WFV2
年份	B1	B2	B3	B4	B1	B2	B3	B4
2014	0.2004	0.1648	0.1243	0.1563	0.1733	0.1383	0.1122	0.1391
2015	0.1816	0.1560	0.1412	0.1368	0.1684	0.1527	0.1373	0.1263
2016	0.1843	0.1477	0.1220	0.1365	0.1929	0.1540	0.1349	0.1359
2017	0.2165	0.1685	0.1354	0.1507	0.2097	0.1630	0.1339	0.1521
2018	0.1824	0.1546	0.1270	0.1344	0.1851	0.1538	0.1231	0.1314
2019	0.2144	0.1647	0.1228	0.1213	0.2368	0.1745	0.1254	0.1163
2020	0.1932	0.1604	0.1280	0.1341	0.2057	0.1648	0.1260	0.1187
2021	0.1722	0.1496	0.1227	0.1262	0.1792	0.1534	0.1232	0.1291
2022	0.1722	0.1496	0.1227	0.1262	0.1792	0.1534	0.1232	0.1291
	WFV3				WFV4
	B1	B2	B3	B4	B1	B2	B3	B4
2014	0.1391	0.1514	0.1257	0.1462	0.1713	0.1600	0.1497	0.1435
2015	0.1770	0.1589	0.1385	0.1344	0.1886	0.1645	0.1467	0.1378
2016	0.1753	0.1565	0.1480	0.1322	0.1973	0.1714	0.1500	0.1572
2017	0.1870	0.1619	0.1295	0.1383	0.1770	0.1521	0.1322	0.1349
2018	0.1894	0.1728	0.1343	0.1373	0.1866	0.1599	0.1307	0.1251
2019	0.2139	0.1797	0.1344	0.1337	0.2442	0.1945	0.1547	0.1037
2020	0.2106	0.1825	0.1346	0.1187	0.2522	0.2029	0.1528	0.1031
2021	0.2044	0.1844	0.1429	0.1453	0.2102	0.1808	0.1442	0.1362
2022	0.2044	0.1844	0.1429	0.1453	0.2102	0.1808	0.1442	0.1362

ENVI5.5以上版本增加了国产卫星数据读取和预处理功能，在App Store中下载添加。可参考下面链接（链接中附安装包）安全验证 - 知乎知乎，中文互联网高质量的问答社区和创作者聚集的原创内容平台，于 2011 年 1 月正式上线，以「让人们更好的分享知识、经验和见解，找到自己的解答」为品牌使命。知乎凭借认真、专业、友善的社区氛围、独特的产品机制以及结构化和易获得的优质内容，聚集了中文互联网科技、商业、影视、时尚、文化等领域最具创造力的人群，已成为综合性、全品类、在诸多领域具有关键影响力的知识分享社区和创作者聚集的原创内容平台，建立起了以社区驱动的内容变现商业模式。https://zhuanlan.zhihu.com/p/564116451

1.辐射定标：

需要在open as中打开GF-1数据，只有xml文件可识别，选择即可。

在Toolbox中打开Radiometric Correction——Apply Gain and Offset，选择需要定标的文件，下面Spectral Subset可以设置想要定标的通道，按需选择，这里是4个通道全选。

点击ok后出现如下设置界面，Gain Values和Offset Values根据官方公布的参数可以重新设定。在Enter Output Filename中设置输出文件路径和名称。

输出结果如下，可以用Cursor Value查看一下。

2.大气校正：

在Toolbox中打开Radiometric Correction——Atmospheric Correcion Module——FLAASH Atmospheric Correcion，选择刚才已经辐射定标好的文件，对其进行大气校正（注：为降低数据存储，大气校正后的数据被放大了10000倍，后续计算指标时记得换算一下，可以用band math功能，输入公式float(b1),b1即你要换算的通道）。

Imput Radiance Image:输入反射影像（前一步已经定标好的文件）

Output Reflectance File:输出反射率文件（输出的FLAASH文件名称）

Output Directory FLAASH Files:输出FLAASH文件路径（输出的FLAASH文件存储路径）

Imput Radiance Image时弹出下面小窗口，选择Use single scale factor for all bands，参数设为1.000000。

设置好前三项后，依次设置好下面红色框区的参数，Flight Data这里可以打开原始GF-1数据通过查看View Metadata中的Time来填写。一般Sensor Type和Sensor Altitude系统会自动读取不需要手动添加。Ground Elevation即地面高程，可以按照自己提取的ROI区域计算一下平均值填写进去（参照envi5.3处理高分二号影像数据详细过程记录_envi高分二号预处理_ligous的博客-CSDN博客）。Pixel Size下载的是16m数据就填16。

大气、气溶胶模型参数的设置可以参照下图：附图链接

denvi5.3处理高分二号影像数据详细过程记录_envi高分二号预处理_ligous的博客-CSDN博客

Multispectral Settings里对Filter Function File进行设置，找到filt_func文件夹，由于安装设置的不同，每个人的filt_func的存储路径会不同，总之找到你存储function的文件夹就行，这里我用的function是gf1的sli。

Advanced Settings设置了Modtran Resolution为15cm，Tile Size设为100Mb，否则输出时长会久到离谱。

设置好后点击ok，然后Apply。耐心等待输出结果吧！

3.正射/几何校正：

在Toolbox中打开Geometric Correction——Orthorectification——RPC Orthorectification Workflow，输入已经大气校正后的文件，点击next。

对Avanced进行设置，输出投影按自己需要设置，输出像元按照卫星分辨率设置，重采样方法一般都选Cubic Convolution。

Export设置一下输出文件名和路径，点击Finish，耐心等待输出结果吧！

4.配准：具体可参考链接

envi5.3处理高分二号影像数据详细过程记录_envi高分二号预处理_ligous的博客-CSDN博客

我下载的GF-1数据中，基本上同一年数据几乎无地理偏差，但是不同年份间可能会存在偏差，我通常是将同一年数据先进行拼接，将拼接好的整幅数据再进行配准。大家根据实际情况按需处理吧。

5.拼接：

在Toolbox中打开Mosaicking——Seamless Mosaic（无缝拼接功能加载的数据需要有同一个标准参考坐标系，否则无法拼接），将经过几何校正的数据加号导入。

导入数据后，可对数据进行设置，忽略值设为0.0可以去黑边，颜色匹配可右键选择哪一个是参考，以效果最佳的为参考。

无缝拼接这里可以选择自动生成，如果觉得效果不理想也可以手动编辑。

其他设置如下：

设置好参数后点击finish，耐心等待输出结果吧！

定标高分 style span margin-left 科技

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