愛華網(wǎng)本文介紹了在ENVI下讀取RapidEye—L1B數(shù)據(jù)、正射校正、圖像配準及融合、大氣校正、植被指數(shù)計算和立體像對DEM提取幾個方面的內(nèi)容。
1.RapidEye衛(wèi)星及產(chǎn)品簡介
RapidEye是商業(yè)多光譜遙感衛(wèi)星，由加拿大MDA公司為德國RapidEye AG公司設(shè)計實施。整個系統(tǒng)包含5顆載有相同傳感器衛(wèi)星，每天即可以覆蓋全球一遍。通過5個光譜波段獲取影像：藍、綠、紅、紅邊、近紅外。其中紅邊波段為分類和植被生長狀態(tài)監(jiān)測提供有效信息。
表1 RapidEye數(shù)據(jù)概述
光譜波段 | 波段號 波段 頻譜范圍(μm) B1 藍 0.44- 0.51 5 B2 綠0.52- 0.59 5 B3 紅0.63- 0.69 5 B4 紅邊 0.69- 0.73 5 B5 近紅外 0.76- 0.85 5 |
地面采樣間隔（星下點） | 6.5米 |
像素大小（正射） | 5米 |
幅寬 | 77×77 平方公里 |
RapidEye兩個不同處理級別1B和3A，詳細可下載詳細說明文檔：RapidEye標準影像產(chǎn)品介紹_v3.1_2011年2月版.rar
其中1B是可做正射校正和精確大氣校正產(chǎn)品，有以下文件組成：
像素分辨率為6.5米，位深度為16比特?zé)o符號整型。
2.RapidEye影像產(chǎn)品的讀取
ENVI4.7及以上版本產(chǎn)品中，直接支持RapidEye 1B和3A數(shù)據(jù)產(chǎn)品。ENVI主菜單中選擇File-> Open External File-> RapidEye，選擇元數(shù)據(jù)文件（XML），直接讀取RapidEye多波段數(shù)據(jù)，相應(yīng)的部分元數(shù)據(jù)信息也能讀入，如中心波長信息。
圖：ENVI中打開的L1B產(chǎn)品
3.RapidEye影像正射校正
ENVI4.7及新版本中支持RapidEye 1B的正射校正，選擇Map->Orthorectification->RapidEye->有控制點或無控制點正射校正。
沒有控制點的情況下，依賴RPC文件及衛(wèi)星本身性能能達到45米左右的幾何精度。大多數(shù)情況采用的是控制點正射校正的方式。
4.RapidEye影像融合
RapidEye可以為遙感應(yīng)用提供最高5m的空間分辨率，但在實際應(yīng)用中5m的空間分辨率依然受到很大的限制。尤其是在越來越受到重視的面向?qū)ο蟮男畔⑻崛≈校直媛蕦π畔⑻崛∮泻茱@著的影響。因此可以采用分辨率融合的方式將高分辨率的影像和RapidEye多光譜影像進行融合，來提升影像的應(yīng)用價值。
ENVI中適合RapidEye融合的方法主要是光譜高保真的Gram-Schmidt和Pansharpening。在融合之前需要對兩個圖像文件作精確配準，可以使用圖像自動配準工具提供效率。下面是利用p5的2.5m全色影像和RapidEye進行配準。
圖：選擇控制點
圖：配準結(jié)果
選擇Transform -> Image Sharpening-> Gram-Schmidt SpectralSharpening，使用GS方法融合，如下結(jié)果。
GS融合結(jié)果
5.RapidEye大氣校正
RapidEye L1B產(chǎn)品的像素DN值代表是未經(jīng)大氣校正影像的絕對輻射定標值，乘了一個比例值拉伸到16bit范圍。為了將像素DN值轉(zhuǎn)換為輻射值，需要將DN值乘以輻射比例因子，如下：
RAD(i) = DN(i)* 輻射比例因子(i)
結(jié)果是像素的大氣頂端輻射值，瓦特每立體弧度每平方米（W/m2 *sr*μm）。這個輻射比例因子為1/100，可以在XML元數(shù)據(jù)文件中的“radiometricScaleFactor”屬性中找到。
因此，使用ENVI中的FLAASH工具時候，只需要將影像文件順序?qū)鯾ip或者bil，在FLAASH面板中輸入factor scale=1000（Flaash輸入的要求為mW/cm2 nm sr）。
FLAASH支持支持RapidEye大氣校正。
圖：FLAASH參數(shù)面板
圖：校正前后植被的波譜曲線
6.植被分析
RapidEye包括一個紅邊波段，使用Spectral->VegetationAnalysis->Vegetation IndexCalculator植被指數(shù)計算器可以計算五種實用的植被指數(shù)。除了常見的歸一化植被指數(shù)、比值指數(shù)植被、增強型植被指數(shù)和大氣阻抗植被指數(shù)，還可使用紅邊波段計算花青素反射指數(shù)1(Anthocyanin Reflectance Index1-ARI)，ARI對葉片中的花青素非常敏感，ARI1值越大表明植被冠層增長或者死亡。
圖：植被指數(shù)計算器
7.立體像對提取DEM
利用立體相對提取DEM是航空攝影測量中的經(jīng)典理論和方法，隨著高分辨衛(wèi)星的投入使用，利用衛(wèi)星影像組成立體相對提取DEM已經(jīng)成為了生產(chǎn)和研究的趨勢，衛(wèi)星影像較航空攝影照片不僅僅具有成本優(yōu)勢，還具有大尺度，更新快的特點。因此利用高分率衛(wèi)星影像進行DEM的提取是遙感圖像處理平臺重要功能。
RapidEye衛(wèi)星影像具有立體成像性能，利用ENVI中的DEM Extraction向?qū)焦ぞ撸梢钥焖偬崛EM數(shù)據(jù)。
(1)選擇File->Open Image File，選擇.ntf的數(shù)據(jù)文件，ENVI自動識別RPC文件。
(2)選擇Topographic-> DEM Extraction- > DEM ExtractionWizard- > New，流程化工具一步步引導(dǎo)完成整個過程。
圖：自動生成連接點
圖：生成的DEM結(jié)果
