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ENVI+IDL遥感应用集锦.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：20.67M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    前言
    第一章 ENVI/IDL气象、大气科学应用
    1.1国内外主要气象卫星介绍
    1.2基于GLT的风云三号气象卫星几何校正
    1.3基于IDL的气象科学数据可视化
    1.3 利用ENVI/IDL支持EUMETSAT气象项目
    1.4气象观测新视角——澳大利亚公司为亚洲提供天气预报软件
    1.5暴风眼——IDL用于卫星影像分析追踪暴风轨迹
    第二章 ENVI/IDL数字城市、测绘应用
    2.1高分辨率卫星影像
    2.2高空间分辨率影像处理方案
    2.3数字城市与测绘中遥感技术的应用
    2.4城市遥感动态监测管理系统
    第三章 ENVI/IDL国土利用、规划应用
    3.1 环北京土地利用动态监测与评价平台
    3.2 基于ETM+数据的南京地区土地利用分类制图
    3.3土地利用类型转换矩阵的计算
    第四章 ENVI/IDL海洋领域应用
    4.1 基于ENVI/IDL的海洋应用
    4.2 黄海海域浒苔暴发遥感动态监测
    4.3 ENVI帮助渔业生产
    4.4 IDL应用于NASA的SeaWIFS项目
    第五章 ENVI/IDL农林应用
    5.1 ENVI/IDL在农业遥感中的技术框架
    5.2 农作物调优栽培决策支持系统
    5.3 应用ENVI进行精准耕种
    5.4 ENVI帮助澳大利亚促进花生作物健康生长
    5.5 伍兹霍尔研究中心(WHRC)利用ENVI加强刚果北部森林保护
    5.6 ENVI/IDL应用调查森林砍伐量
    第六章 ENVI/IDL环境、卫生应用
    6.1 遥感技术在生态环境应用概述
    6.2 鄱阳湖湿地快速提取系统
    6.3 ENVI用于检测休斯顿的污染状况
    6.4美国农业部使用遥感和ENVI检测食物污染
    6.5萨克拉曼多San Joaquin山谷入侵物种管理
    6.6法国国家空间研究中心利用ENVI研究生态系统演变
    第七章 ENVI/IDL地质、矿产应用
    7.1 遥感技术在地矿方面的应用
    7.2遥感矿物蚀变信息提取方法及ENVI下实现
    7.3 ENVI在石油渗漏的探测中扮演重要角色
    7.2 SpaDiS™ 软件帮助地质学家和采人员实现有效探测
    7.3 澳大利亚Agar利用ENVI提高采矿业效益
    7.4 ENVI光谱识别指导采矿管理者监测铜矿分布
    7.5利用机载天然气释放激光雷达监测天然气泄漏
    第八章 ENVI/IDL水利领域应用
    8.1 遥感技术在水利中的应用探讨
    8.2 红水河流域下垫面信息提取与管理系统
    8.3 环境小卫星用于水质的监测
    8.4数字地形和河流网络分析平台（RiverTools）
    第九章 ENVI/IDL应急救灾应用
    9.1遥感震害快速评估技术系统
    9.2构造地震遥感热红外异常分析系统(TARA)
    9.3空间信息技术在交通抗震救灾中的综合应用
    9.4科学家利用ENVI探测地震区破坏范围
    第十章 ENVI/IDL航天领域应用
    10.1嫦娥一号干涉成像光谱数据处理分析系统
    10.2 ENVI /IDL辅助火星探测工作
    10.3 IDL帮助研究外太阳星系中的类地行星
    10.4使用伽利略数据用VEGA来创建虚拟仿真平台
    10.5 IDL帮助科学家了解太阳系的形成
    第十一章 ENVI/IDL军事国防领域应用
    11.1 ENVI用于伪装侦查
    11.2 IDL帮助探测未引爆的军事目标
    11.3 利用ENVI/IDL处理网格天气数据改进民用和军事应用
    第十二章 ENVI/IDL院校应用
    12.1 ENVI/IDL校园开发大赛
    12.2 ArcGIS&ENVI校园行
    12.3 2009ENVI/IDL开发大赛总结与展望
    12.4运用ENVI遥感图像处理软件支持本科遥感实践教学
    12.5印第安纳大学利用IDL和ENVI改进地质学研究
    12.6 ENVI用作南俄勒冈州大学遥感课程的实习软件
    12.7剑桥大学将IDL用于成形素细胞追踪
    第十三章 ENVI/IDL医学领域应用
    13.1基于IDL的医学应用及案例
    13.2 IDL心肌灌注速度评估
    13.3核磁共振3D浏览器
    13.4 Eclipse公司利用IDL开发核子心脏病学成像系统
    第十四章 ENVI/IDL其他领域应用
    14.1 AIR公司利用ENVI测定保险索赔的准确性
    14.2 IDL帮助XEROX 薄膜晶体管制造实现突破
    14.3 LANL利用IDL分析中子散射数据
    14.4 IDL帮助Los Alamos国家实验室实现复杂原子物理学数据的可视化
    目录 目录 前言 .................................................................................................................................................. 1 第一章 ENVI/IDL 气象、大气科学应用 ......................................................................................... 2 1.1 国内外主要气象卫星介绍 ................................................................................................. 2 1.2 基于 GLT 的风云三号气象卫星几何校正 ......................................................................... 5 1.3 基于 IDL 的气象科学数据可视化 ...................................................................................... 9 1.3 利用 ENVI/IDL 支持 EUMETSAT 气象项目 ...................................................................... 11 1.4 气象观测新视角——澳大利亚公司为亚洲提供天气预报软件 ................................... 13 1.5 暴风眼——IDL 用于卫星影像分析追踪暴风轨迹 ......................................................... 17 第二章 ENVI/IDL 数字城市、测绘应用 ....................................................................................... 19 2.1 高分辨率卫星影像 ........................................................................................................... 19 2.2 高空间分辨率影像处理方案 ........................................................................................... 20 2.3 数字城市与测绘中遥感技术的应用 ............................................................................... 23 2.4 城市遥感动态监测管理系统 ........................................................................................... 25 第三章 ENVI/IDL 国土利用、规划应用 ....................................................................................... 32 3.1 环北京土地利用动态监测与评价平台 .......................................................................... 32 3.2 基于 ETM+数据的南京地区土地利用分类制图 ............................................................ 36 3.3 土地利用类型转换矩阵的计算 ....................................................................................... 45 第四章 ENVI/IDL 海洋领域应用 ................................................................................................... 48 4.1 基于 ENVI/IDL 的海洋应用 ............................................................................................. 48 4.2 黄海海域浒苔暴发遥感动态监测 .................................................................................. 51 4.3 ENVI 帮助渔业生产 .......................................................................................................... 56 4.4 IDL 应用于 NASA 的 SeaWIFS 项目 .................................................................................. 57 第五章 ENVI/IDL 农林应用 ........................................................................................................... 61 5.1 ENVI/IDL 在农业遥感中的技术框架 ............................................................................... 61 5.2 农作物调优栽培决策支持系统 ...................................................................................... 66 5.3 应用 ENVI 进行精准耕种 ................................................................................................ 70 5.4 ENVI 帮助澳大利亚促进花生作物健康生长 .................................................................. 71 5.5 伍兹霍尔研究中心(WHRC)利用 ENVI 加强刚果北部森林保护 ................................... 71 5.6 ENVI/IDL 应用调查森林砍伐量 ....................................................................................... 72 第六章 ENVI/IDL 环境、卫生应用 ............................................................................................... 73 6.1 遥感技术在生态环境应用概述 ...................................................................................... 73 6.2 鄱阳湖湿地快速提取系统 .............................................................................................. 76 6.3 ENVI 用于检测休斯顿的污染状况 .................................................................................. 79 6.4 美国农业部使用遥感和 ENVI 检测食物污染 ................................................................. 80 6.5 萨克拉曼多 San Joaquin 山谷入侵物种管理 .................................................................. 81 6.6 法国国家空间研究中心利用 ENVI 研究生态系统演变 ................................................. 82 第七章 ENVI/IDL 地质、矿产应用 ............................................................................................... 84 7.1 遥感技术在地矿方面的应用 .......................................................................................... 84 7.2 遥感矿物蚀变信息提取方法及 ENVI 下实现 ................................................................. 92 7.3 ENVI 在石油渗漏的探测中扮演重要角色 ...................................................................... 96 7.2 SpaDiS™ 软件帮助地质学家和采人员实现有效探测 ................................................... 97 1
    目录 7.3 澳大利亚 Agar 利用 ENVI 提高采矿业效益................................................................... 99 7.4 ENVI 光谱识别指导采矿管理者监测铜矿分布 ............................................................ 100 7.5 利用机载天然气释放激光雷达监测天然气泄漏 ......................................................... 101 第八章 ENVI/IDL 水利领域应用 ................................................................................................. 103 8.1 遥感技术在水利中的应用探讨 .................................................................................... 103 8.2 红水河流域下垫面信息提取与管理系统 .................................................................... 105 8.3 环境小卫星用于水质的监测 ........................................................................................ 109 8.4 数字地形和河流网络分析平台（RiverTools） ............................................................ 112 第九章 ENVI/IDL 应急救灾应用 ................................................................................................. 114 9.1 遥感震害快速评估技术系统 ......................................................................................... 114 9.2 构造地震遥感热红外异常分析系统(TARA) .................................................................. 119 9.3 空间信息技术在交通抗震救灾中的综合应用 ............................................................. 122 9.4 科学家利用 ENVI 探测地震区破坏范围 ....................................................................... 129 第十章 ENVI/IDL 航天领域应用 ................................................................................................. 131 10.1 嫦娥一号干涉成像光谱数据处理分析系统 ............................................................... 131 10.2 ENVI /IDL 辅助火星探测工作 ...................................................................................... 138 10.3 IDL 帮助研究外太阳星系中的类地行星 ..................................................................... 139 10.4 使用伽利略数据用 VEGA 来创建虚拟仿真平台 ........................................................ 140 10.5 IDL 帮助科学家了解太阳系的形成 ............................................................................. 143 第十一章 ENVI/IDL 军事国防领域应用 ..................................................................................... 146 11.1 ENVI 用于伪装侦查 ...................................................................................................... 146 11.2 IDL 帮助探测未引爆的军事目标 ................................................................................. 148 11.3 利用 ENVI/IDL 处理网格天气数据改进民用和军事应用 ......................................... 149 第十二章 ENVI/IDL 院校应用 ..................................................................................................... 151 12.1 ENVI/IDL 校园开发大赛 ............................................................................................... 151 12.2 ArcGIS&ENVI 校园行 .................................................................................................... 152 12.3 2009ENVI/IDL 开发大赛总结与展望 ........................................................................... 152 12.4 运用 ENVI 遥感图像处理软件支持本科遥感实践教学 ............................................. 157 12.5 印第安纳大学利用 IDL 和 ENVI 改进地质学研究 ...................................................... 159 12.6 ENVI 用作南俄勒冈州大学遥感课程的实习软件 ...................................................... 160 12.7 剑桥大学将 IDL 用于成形素细胞追踪 ........................................................................ 160 第十三章 ENVI/IDL 医学领域应用 ............................................................................................. 162 13.1 基于 IDL 的医学应用及案例........................................................................................ 162 13.2 IDL 心肌灌注速度评估 ................................................................................................. 170 13.3 核磁共振 3D 浏览器 .................................................................................................... 172 13.4 Eclipse 公司利用 IDL 开发核子心脏病学成像系统 .................................................... 174 第十四章 ENVI/IDL 其他领域应用 ............................................................................................. 175 14.1 AIR 公司利用 ENVI 测定保险索赔的准确性 ............................................................... 175 14.2 IDL 帮助 XEROX 薄膜晶体管制造实现突破 ............................................................... 175 14.3 LANL 利用 IDL 分析中子散射数据 .............................................................................. 176 14.4 IDL 帮助 Los Alamos 国家实验室实现复杂原子物理学数据的可视化 ..................... 178 2
    前言 前言 从上个世纪六十年代 E．L．Pruitt 提出“遥感”这个词至今，遥感已经广泛地应用在军 事国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产等领 域，它为人类提供了从多维和宏观角度去认识宇宙世界的新方法与新手段。1972 年美国陆 地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星(LandSat)，开始了航天遥感技术发展和应用的新时期， 人类认识地球的范围更加宽广。遥感影像日渐成为一种非常可靠、不可替代的空间数据源。 ENVI (The Environment for Visualizing Images)和 IDL(Interactive Data Language)是美国 ITT VIS 公司的旗舰产品。ENVI 是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术覆盖了图像数 据的输入/输出、定标、几何校正、正射校正、图像融合、镶嵌、裁剪、图像增强、图像解 译、图像分类、基于知识的决策树分类、面向对象图像分类、动态监测、矢量处理、DEM 提取及地形分析、雷达数据处理、制图、三维场景构建、与 GIS 的整合，提供了专业可靠 的波谱分析工具和高光谱分析工具。ENVI 软件可支持所有的 UNIX 系统，Mac OS X，Linux， 以及 PC 机的 Windows 2000/XP/ Vista/7 操作系统。ENVI 可以快速、便捷、准确地从遥感 影像中获得您所需的信息；它提供先进的，人性化的使用工具来方便用户读取、探测、准备、 分析和共享影像中的信息。今天，众多的影像分析师和科学家选择 ENVI 来获得遥感影像中 的信息。其应用领域包括：科研、环境保护、气象、石油矿产勘探、农业、林业、医学、国 防&安全、地球科学、公用设施管理、遥感工程、水利、海洋，测绘勘察和城市与区域规划 等。自 2007 年起，ITT VIS 公司与著名的 GIS 厂商 ESRI 公司开展全面战略合作，共同提 供遥感与 GIS 一体化解决方案，最新版本 ENVI4.7 已经成为与 ArcGIS 一体化集成的最佳 遥感平台。 IDL 是集科学数据分析、可视化表达和跨平台应用开发等功能为一体的第四代可视化计 算机语言。它是面向矩阵的，完全支持对数组的直接操作，具有快速分析超大规模数据的能 力，速度比传统语言如 C、C++等有很大的提升。它包括了高级图像处理能力、交互式二维 和三维图形技术、面向对象的编程、OpenGL 硬件图形加速功能、集成的数学分析与统计软 件包、完善的信号分析和图像处理功能、灵活的数据输入输出方式、跨平台的图形用户界面 工具包、连接 ODBC 兼容数据库、支持远程服务器访问数据以及具有多种外部程序连接方 式，它成为数据分析和可视化的首选工具。用户涵盖 NASA、ESA、NOAA、Siemens、GE Medical、Army Corps of Engineers、MacDonald Dettwiler 等知名研究机构和公司。广泛 应用于：海洋科学、气象、遥感工程、医学、空间物理、地球科学、测试技术、信号处理、 科研教育、天文学、商业等众多领域。 在本集锦中，我们收录了国内外在各个行业有代表性的研究报告、解决方案和成功案例， 从多个角度来说明 ENVI/IDL 所提供 RS/GIS 一体化集成的一系列解决方案，能很好地帮助您 解决实际问题，创造实实在在的价值，这也是广大用户所期盼的。 我们编辑这本应用集锦，目的是给大家一个交流沟通的桥梁，成为利用 ENVI/IDL 这个 好工具实质性解决我们所面临各种问题和任务的一个抛砖引玉的帮手，也希望能有更多的专 家及经验加入到我们的集锦中来，互相勉励，共同提高。 1
    第一章 ENVI/IDL 气象、大气科学应用 第一章 ENVI/IDL 气象、大气科学应用 气象是遥感三大应用领域之一（陆地遥感、海洋遥感和气象遥感）。 1.1 国内外主要气象卫星介绍  NOAA AVHRR 介绍 美国 NOAA 极轨卫星从 1970 年 12 月第一颗发射以来，近 40 年连续发射了 18 颗，最新 的 NOAA-19 也将在 2009 年发射升空。NOAA 卫星共经历了 5 代，目前使用较多的为第五代 NOAA 卫星，包括 NOAA-15—NOAA-18；作为备用的第四代星，包括 NOAA-9—NOAA-14。以 下为部分 NOAA 卫星的发射时间和基本轨道参数。 NOAA-11 卫星 发射时间 1988 年 9 月 24 号，正式运行日期 1988 年 11 月 8 日 轨道高度：841 公里，轨道倾角：98.9 度，轨道周期：101.8 分 NOAA-12 卫星 发射时间 1991 年 5 月 14 日，正式运行日期 1991 年 9 月 17 日 轨道高度：804 公里，轨道倾角：98.6 度，轨道周期：101.1 分 NOAA-14 卫星 发射时间 1994 年 12 月 30 号，正式运行日期 1995 年 4 月 10 日 轨道高度：845 公里，轨道倾角：99.1 度，轨道周期：101.9 分 NOAA-15 卫星 发射时间 1998 年 5 月 13 号，正式运行日期 1998 年 12 月 15 日 轨道高度：808 公里，轨道倾角：98.6 度，轨道周期：101.2 分 NOAA-16 卫星 发射时间 2000 年 9 月 12 号，正式运行日期 2001 年 3 月 20 日 轨道高度：850 公里，轨道倾角：98.9 度，轨道周期：102.1 分 NOAA-17 卫星 发射时间 2002 年 6 月 24 号，正式运行日期 2002 年 10 月 15 日 轨道高度：811 公里，轨道倾角：98.7 度，轨道周期：101.2 分 NOAA-18 卫星 发射时间 2005 年 5 月 11 号，正式运行日期 2005 年 6 月 26 日 轨道高度：854 公里，轨道倾角：未知，轨道周期：102 分 NOAA-19 卫星 发射时间 2009 年 2 月 6 号，正式运行日期 2009 年 月 日 轨道高度：852.2 公里，轨道倾角：98.7，轨道周期：102.1 分 NOAA 是太阳同步极轨卫星，采用双星运行，同一地区每天可有四次过境机会。第五代 （NOAA-15—19）传感器采用改进型甚高分辨率辐射仪（AVHRR/3），和先进 TIROS 业务垂直 探测器（ATOVS），包括高分辨率红外辐射探测仪（HIRS-3）、先进的微波探测装置 A 型（AMSU-A） 和先进的微波探测装置 B 型（AMSU-B）。其中 AVHRR/3 传感器包括 5 个波段，可见光红色 波段、近红外波段、中红外波段和两个热红外波段，参数如表 12.3。 表 1.1 AVHRR/3 波段信息 2
    第一章 ENVI/IDL 气象、大气科学应用 通道序号 波长范围（µm） 主要用途 1 0.58~0.68 白天图像、植被、冰雪、气候… 2 3a* 3b* 4 5 0.725~1.00 白天图像、植被、水/路边界、农业估产、土地利用调查… 1.58~1.64 3.55~3.93 白天图像、土壤湿度、云雪判识、干旱监测、云相区分… 下垫面高温点、夜间云图、森林 火灾、火山活动 10.30~11.30 昼夜图像、海表和地表温度、土壤湿度 11。50~12.50 昼夜图像、海表和地表温度、土壤湿度 注：*3a 白天工作，3b 夜间工作 AVHRR/3 探测器扫描角为±55.4°，相当于探测地面 2800km 宽的带状区域，两条轨道 可以覆盖我国大部分国土，三条轨道可完全覆盖我国全部国土。AVHRR 的星下点分辨率为 1.1km。由于扫描角大，图像边缘部分变形较大，实际上最有用的部分在±15°范围内（15° 处地面分辨率为 1.5km），这个范围的成象周期为 6 天。 ENVI 提供 AVHRR 相应的处理工具，包括地理坐标定位（Georeferencing）、辐射定标 （Calibrating）和计算海面温度（SST），其他辅助工具包括查看头文件信息和建立几何校正 文件（Geometry File），  风云系列气象卫星 目前风云系列卫星包括三个系列： • 风云一号 是我国自行研制的第一代准极地太阳同步轨道气象卫星，也是我国第一颗传输型极轨遥 感卫星。其主要任务是获取国内外大气、云、陆地、海洋资料，进行有关数据收集，用于天 气预报、气候预测、自然灾害和全球环境监测等。卫星携带 10 个通道，可见光 4 个，近红 外 2 个，中远红外 2 个，热红外 2 个，星下点分辨率 1.1km，扫描宽度 3000km。目前共发 射了四颗，代号分别为：FY—1A、FY—1B、FY—1C 和 FY—1D，目前只有 FY-1D 在运行服务。 • 风云二号 是我国自行研制的第一颗地球静止轨道气象卫星，与极地轨道气象卫星相辅相成，构成 我国气象卫星应用体系。风云二号卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分 布图，进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等 数据收集平台的气象监测数据，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空 间环境科学研究提供监测数据，星下点分辨率 1.25km（FY-2） • 风云三号 风云三号（FY-3）气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星，它是在 FY-1 气象卫星技术基 础上的发展和提高，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，具体要求是解决三 维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区和地表特征遥感能力，从而能 够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。FY-3 气象卫星的 应用目的包括四个方面： 1、为中期数值天气预报提供全球均匀分辨率的气象参数。 2、研究全球变化包括气候变化规律,为气候预测提供各种气象及地球物理参数。 3、监测大范围自然灾害和地表生态环境。 4、为各种专业活动(航空、航海等)提供全球任一地区的气象信息，为军事气象保障服务。 FY-3 的研制和生产分为二个批次，01 批共两颗卫星，FY-3A 已经于 2008 年 5 月 7 日成功发 射。02 批星的发射将在 2010 年以后，并对部份遥感仪器作增加、更换和性能改进，FY-3 卫 星系列将应用 15 年左右。FY-3 卫星的主要技术指标为： 3
    第一章 ENVI/IDL 气象、大气科学应用 轨道类型：近极地太阳同步轨道 轨道标称高度：836 公里 轨道倾角：98.75° 标称轨道回归周期为 5.5 天，设计范围为 4 至 10 天 轨道保持偏心率：≤0.0025 交点地方时漂移：2 年小于 15 分钟 卫星发射窗口：降交点地方时 10:00AM～10:20AM 或升交点地方时 13:40PM～14:00PM 姿态稳定方式：三轴稳定 三轴指向精度：≤0.3° 三轴测量精度：≤0.05° 三轴姿态稳定度：≤4×10-3 °/s 太阳能帆板自动对日进行定向跟踪。 FY-3 (01 批)星上有 11 种探测仪器，各仪器主要性能指标和探测目的见表 表 1.2 FY-3(01 批)遥感仪器主要性能指标 名称 可 见 光 红 外 扫 描 辐 射 计 性能参数 光谱范围 0.43～12.5μm 通道数 10 扫描 探测目的 云图、植被、泥沙、卷云及 (VIRR) 范围 ±55.4° 地面分辨率 1.1Km 云相态、雪、冰、地表温度、 大 气 红外分光计(IRAS) 光谱范围 0.69～15.0μm 通道数 26 扫描 探 测 仪 器 包 范围 ±49.5° 地面分辨率 17Km 微波温度计(MWTS) 频段范围 50～57GHz 通道数 4 扫描范围 ±48.3° 地面分辨率 50～75Km 微波湿度计（MWHS） 频段范围 150～183GHz 通道数 5 扫描范 围 ±53.35° 地面分辨率 15Km 海表温度、水汽总量等。 大气温、湿度廓线、O3 总含 量、CO2 浓度、气溶胶、云 参数、极地冰雪、降水等。 中分辨率光谱成像仪(MERSI) 频段范围 0.40～12.5μm 通道数 20 扫描 海洋水色、气溶胶、水汽总 范围 ±55.4° 地面分辨率 0.25～1Km 量、云特性、植被、地面特 微波成像仪(MWRI) 频段范围 10～89GHz 通道数 10 扫描范围 ±55.4° 地面分辨率 15～85Km 征、表面温度、冰雪等。 雨率、云含水量、水汽总量、 土壤湿度、海冰、海温、冰 雪覆盖等。 地球辐射探测仪(ERM) 光谱范围 0.2～50μm，0.2～3.8μm 地球辐射 通道数 窄视场 2 个， 宽视场 2 个 扫描范围±50°（窄视场） 灵敏度 0.4Wm-2·sr-1 太阳辐射监测仪（SIM） 太阳辐射测量： 太阳辐射 光谱范围 0.2～50μm 灵敏度 0.2Wm-2 紫外臭氧垂直探测仪(SBUS) 光谱范围 0.16～0.4 μm O3 垂直分布 通道数 12 扫描范围垂直向下 地面分辨率 200km 紫外臭氧总量探测仪（TOU) 光谱范围 0.3～0.36μm O3 总含量 通道数 6 4
    第一章 ENVI/IDL 气象、大气科学应用 扫描范围±54° 星下点分辨率 50km 空间环境监测器(SEM) 测量空间重离子、高能质子、中高能电子、 卫星故障分析所需空间环境 辐射剂量；监测卫星表面电位与单粒子翻转 参数 ENVI 同样提供处理风云系列卫星处理工具。 事件等。 1.2 基于 GLT 的风云三号气象卫星几何校正 气象卫星具有覆盖范围大、重返周期短等特点，广泛应用于气象灾害监测、气候变化监 测、海洋、环境监测、农作物长势监测和估产等领域。气象卫星空间分辨率比较低，地面控 制点很难选取而且选择的意义不大，传统通过地面控制点利用二次多项式几何校正方法对这 类卫星影像的几何校正已经不适用。 风云三号气象卫星于 2008 年 5 月成功发射，发射质量为 2400 千克，在轨飞行尺寸为 4.46 米 X10 米 X3.79 米，轨道高度 836.4 千米，倾角 98.753 度，周期 101.496 分，使用寿命 2 年以上。风云三号气象卫星装载的探测仪器有：10 通道可见光红外扫描辐射计、20 通道 红外分光计、20 通道中分辨率成像光谱仪、臭氧垂直探测仪、臭氧总量探测仪、太阳辐照 度监测仪、4 通道微波温度探测辐射计、5 通道微波湿度计、微波成像仪、地球辐射探测仪 和空间环境监测器[1]。其中可见光红外扫描辐射计（Visible and InfraRed Radiometer，VIRR） 的主要任务是通过对地扫描方式获取地球的可见光、红外二维影像信息[2],星下点分辨率 1.1km，扫描宽度 3000km。本文研究将 GLT 几何校正法应用于 VIRR 的几何校正。 1 HDF5 格式 HDF (Hierarchical Data Format)的全称为层次式文件格式，HDF 文件格式是一种具有自 我描述性、可扩展性、自我组织性的可用于绝大多数科学研究的储存格式[3]。HDF5 是 HDF 系列格式的最新版本，为了充分利用当今计算机系统的能力和特点，克服 HDF4.x 的不足。 采用了二叉树的方式建立文件内容的“索引”，通过“索引”可以方便快捷的访问数据内容， 支持大于 2G 的文件管理（HDF4.X 的极限），支持并行 I/O。HDF 5 支持跨平台，它所支持的 操作系统包括 windows、linux、unix 等主流操作系统。 目前，大多数的气象卫星使用 HDF5 作为储存数据格式，包括我国的风云系列卫星、美 国的 NOAA 系列气象卫星、MODIS 数据等。 2 GLT 几何校正法 VIRR 影像文件包含每个初始像元的地理定位信息，以几何文件（经纬度）方式提供。 GLT 几何校正法利用输入的几何文件生成一个地理位置查找表文件（geographic lookup table， GLT），从该文件中可以了解到某个初始像元在最终输出结果中实际的地理位置。地理位置查 找表文件是一个二维图像文件，文件中所包含两个波段：地理校正影像的行和列，文件对应 的灰度值表示原始影像每个像素对应的地理位置坐标信息，用有符号整型储存，它的符号说 明输出像元是对应于真实的输入像元，还是由邻近像元生成的填实像元（infill pixel）。符号 为正时说明使用了真实的像元位置值；符号为负时说明使用了邻近像元的位置值，值为 0 说明周围 7 个象元内没有邻近像元位置值。 GLT 文件包含初始影像每个像元的地理定位信息，它的校正精度是很高的。避免了通过 地面控制点利用二次多项式几何校正法对低分辨率影像数据的处理。 5
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