图像转灰度值计算公式原理_灰度图像转化成反射率亮温图像

灰度图像转化成反射率亮温图像_银川平原不同类型湿地碳汇评估研究

1.3.3.1 灰度图转反射率/亮温方法

参考古丽给娜·塔依尔江等[119]研究&＃xff0c;Landsat5的辐射亮温L的计算公式为&＃xff1a;

Landsat-7的辐射亮温L的计算公式为&＃xff1a;

其中&＃xff0c;L max、L min通过文献中获得&＃xff0c;需要注意的是以2003年5月4日为界&＃xff0c;有两套参考数据&＃xff0c;应根据时间选取相应指标。

根据古丽给娜·塔依尔江等[119]的Landsat5 TM各个反射波段的L max值和L min值的计算方法&＃xff0c;可获得&＃xff1a;

2000年landsat7的辐射亮温&＃xff1a;

通道2辐射亮温:0.798819×(B2-1)-6.4

通道3辐射亮温:0.621654×(B3-1)-5.0

通道4辐射亮温:0.639764×(B4-1)-5.1

2005年和2010年landsat5的辐射亮温&＃xff1a;

通道2辐射亮温:1.112510×B2-2.84

通道3辐射亮温:1.039882×B3-1.17

通道4辐射亮温:0.969291×B4-1.51

OLI8参考徐涵秋[120]研究的新一代Landsat8卫星影像的反射率和地表温度反演&＃xff0c;得到&＃xff1a;

L&＃61;M L Q cal&＃43;AL

式中L为波段λ的大气顶部光谱辐射值&＃xff0c;M L为波段λ的调整因子&＃xff0c;可从头文件(MTL)中获得&＃xff0c;语句为Radiance_Mult_B and_x后的数值&＃xff0c;x代表波段号&＃xff0c;AL为波段λ的调整参数&＃xff0c;在MTL文件中语句为Radiance_Add_B and_x后的数值&＃xff0c;Q cal为影像以16位量化的亮度值(DN)。

2014年7月28日OLI8谱辐射值:

通道3光谱辐射值:0.7682×(B2-1)-6.3

通道4光谱辐射值:9.6886-03×B3-48.44278

通道5光谱辐射值:5.9289-03×B4-29.64457(www.guayunfan.com)

1.3.3.2 表现反射率计算方法

参考古丽给娜·塔依尔江等的基于表观反射率的植被指数遥感监测&＃xff0c;得到表观反射率的计算公式[119]&＃xff1a;

式中&＃xff0c;ρ为大气层顶(TOA)表观反射率(无量纲)&＃xff0c;π为常量(球面度)&＃xff0c;L为大气层顶的平均太阳光谱辐照度(W/m2·sr·μm)&＃xff0c;D为日地之间距离(天文单位)&＃xff0c;日地距离参数的查找表参考韦玉春、黄家柱[121]的Landsat5图像的增益、偏置取值及其对行星反射率计算分析。ESUN为大气层顶的平均太阳光谱辐照度(W/m2·sr·μm)&＃xff0c;为太阳的天顶角(θ&＃61;90°-太阳高度角)。

其中&＃xff0c;太阳高度角由头文件获取&＃xff0c;Landsat5和Landsat7的大气层顶平均太阳光谱辐照度根据韦玉春、黄家柱[121]得到。

2000年7月17日&＃xff1a;

通道3反射率&＃xff1a;3.1415926×B3×1.0167×1.0167(/1551×0.057271501)

通道4反射率&＃xff1a;3.1415926×B4×1.0167×1.0167(/1044×0.057271501)

2005年7月18日&＃xff1a;

通道4反射率&＃xff1a;3.1415926×B4×1.014×1.014(/1036×0.798716)

通道3反射率&＃xff1a;3.1415926×B3×1.014×1.014(/1554×0.798716)

2010年7月1日&＃xff1a;

波段3反射率:3.1415926×B3×1.0167×1.0167(/1554×0.930578)

波段4反射率:3.1415926×B4×1.0167×1.0167(/1036×0.930578)

OLI 8数据参考徐涵秋的新一代Landsat 8卫星影像的反射率和地表温度反演&＃xff0c;得到&＃xff1a;

ρ&＃39;λ&＃61;Mp&＃43;Q cal&＃43;A p

式中&＃xff0c;ρ&＃39;λ为波段λ未经太阳角度纠正的大气顶部反射率&＃xff1b;Mp为波段λ的反射率调整因子&＃xff0c;在MTL文件中为语句Reflectance_Mult_B and_x后的数值&＃xff1b;A p为波段λ的反射率调整参数&＃xff0c;在MTL文件中为语句Reflectance_Add_B and_x后的数值。[120]

2014年7月28日&＃xff1a;

波段4反射率&＃xff1a;(2.0000E-05×B3-0.100000)/(-0.599283492)

波段5反射率&＃xff1a;(2.0000E-05×B4-0.100000)/(-0.599283492)

研究区影像经过以上图像预处理后得到各时期的原始影像图&＃xff0c;如图1-3、1-4、1-5、1-6、1-7所示。