جزوات

تصحیحات رادیومتریکی نرم افزار ENVI

نوشته شده توسط Amirhossein.Ahrari@Gmail.com
در نرم‌افزار ENVI دستوری به نام Radiometric Calibration وجود دارد که در این مقاله قصد داریم تا شمارا با قابلیت‌ها و ویژگی‌های آن آشناسازیم.

دستور Radiometric Calibration در نرم‌افزار ENVI برای محاسبه مؤلفه های رادیومتریکی بسیاری از تصاویر ماهواره‌ای مانند Radiance، Reflectance و Brightness Temperature استفاده می‌شود. شاید اولین سؤالی که در ذهن شما و بسیاری از مخاطبان سنجش از دور ایجاد شود معنا و مفهوم هریک از مؤلفه های رادیومتریکی است که به آن اشاره شد. در همین راستا به‌صورت خلاصه به بررسی مفهوم هریک از این مؤلفه ها خواهیم پرداخت:

Radiance : عبارت است از میزان انرژی الکترومغناطیسی رسیده به سنجنده بر حسب وات در هر پیکسل. لازم به ذکر است که این میزان انرژی رسیده به سنجنده حاوی بازتاب، گسیل، پخش و هم‌چنین نویزهای تولیدشده توسط سنجنده است.

Reflectance : عبارت است از میزان انرژی الکترومغناطیسی که بر حسب بازتاب امواج به سنجنده رسیده است. در ارتباط با مؤلفه بازتاب واژه دیگر نیز در فرایند تصحیحات استفاده می‌شود. بازتاب سطحی (Surface Reflectance) و بازتاب متأثر از لایه‌های بالایی اتمسفر (Top-of-Atmosphere Reflectance).

Top-of-Atmosphere Reflectnace : عبارت است از میزان بازتاب رسیده به سنجنده که تحت تأثیر فرایندهای جذب و پخش اتمسفر قرار گرفته است. معمولاً بازتابی که در بخش تصحیحات رادیومتریکی محاسبه می‌شود همین پارامتر است.

Surface Reflectance : عبارت است از میزان بازتاب رسیده به سنجنده که مستقیماً از سطح زمین منتشر شده و اتمسفر اثری بر آن نداشته است. بازتاب سطحی پس از انجام تصحیح اتمسفری به‌دست می‌آید. 

نکته: معمولاً بازتاب بدون واحد است و مقادیر آن بین ۰ تا ۱ یا بین ۰ تا ۱۰۰ درصد تغییر می‌کند.

Brightness Temperature : عبارت است از دمای درخشندگی یا دمای ثبت شده توسط سنجنده. دمای درخشندگی با دمای سطح زمین که از آن با عنوان LST یاد می‌شود متفاوت است. دمای سطح زمین اشاره به دمای پدیده‌ها در سطح زمین دارد که اتمسفر و سنجنده بر روی آن اثرگذار نیست اما این در حالی است که دمای درخشندگی اشاره به دمای پدیده‌های سطح زمین در حالی دارد که اتمسفر و سنجنده بر روی آن پیش‌تر اثر گذاشته‌اند. 

نکته: در نرم‌افزار ENVI پارامتر Reflectance تنها برای باندهای بازتابی قابل‌محاسبه است.

نکته: در نرم‌افزار ENVI پارامتر Radiance برای باندهای بازتابی و حرارتی قابل‌محاسبه است.

نکته: در نرم‌افزار ENVI پارامتر Brightness Temperature تنها برای باندهای حرارتی قابل‌محاسبه است.

دستور Radiometric Calibration امکانی را فراهم آورده است که تمامی پارامترهای رادیومتریکی لازم که در بخش بالا به آنها اشاره شد به‌صورت اتوماتیک محاسبه شود. حال این سؤال پیش می‌آید که این دستور برای کدام ماهواره‌ها و سنجنده های کاربردی در سنجش از دور قابل‌استفاده است؟

  • ماهواره های سری لندست
  • ماهواره سنتینل ۲ (داده های فرمت OPER)
  • سنجنده هایپریون
  • سنجنده استر
  • سنجنده آیکونوس
  • ماهواره ژئوآی
  • ماهواره اسپات
  • سنجنده پلیدس
  • ماهواره کوییک برد
  • و غیره

مطلب مهم : آموزش تصحیح رادیومتریکی و اتمسفری تصاویر ماهواره ای لندست در ENVI

برای محاسبه رادیانس در نرم‌افزار ENVI از چه فرمولی استفاده می‌شود؟ برای محاسبه رادیانس نرم‌افزار ENVI از یک معادله خطی استفاده می‌کند. 

Radinace = Gain * DN + Offset

در معادله بالا پارامتر Gain اشاره به میزان شیب خط رابطه بین درجه روشنایی و انرژی رسیده به سنجنده دارد. پارامتر Offset نیز اشاره به عرض از مبدأ رابطه بین درجه روشنایی و انرژی رسیده به سنجنده دارد. 

برای محاسبه Refletcance-TOA در نرم‌افزار ENVI از چه فرمولی استفاده می‌شود؟

((Reflectance = ( p * L * d )  / ( ESUN * sin(teta

در معاله مذکور :

P : عدد پی

L : رادیانس تصویر ماهواره ای

d : فاصله زمین تا خورشید در زمان تصویر برداری ماهواره

ESUN : تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین در طول موج های باندهای سنجنده مورد نظر

teta : زاویه ارتفاعی خورشید برحسب درجه

برای محاسبه دمای درخشندگی در نرم‌افزار ENVI از چه فرمولی استفاده می‌شود؟

نکته: دمای درخشندگی در نرم‌افزار ENVI تنها برای تصاویر ماهواره‌های سری لندست قابل‌محاسبه است. 

((T = ( K2 ) / ( Ln( K1/L + 1 

در معادله مذکور :

K1 : ضریب ثابت باند حرارتی

K2 : ضریب ثابت باند حرارتی

L : رادیانس

مطلب مهم : آموزش تصحیح اتمسفری تخصصی ماهواره سنتینل ۲

دیدگاهتان را بنویسید