ENVI扩展工具：环境卫星 CCD 数据气溶胶反演工具

三个扩展工具分别实现了：计算表观反射率、角度插值、气溶胶反演功能。

安装方法

建议使用ENVI App Store进行ENVI扩展工具的安装与管理。

App Store下载地址：envi.geoscene.cn/appstore

或者可以手动下载：https://envi.geoscene.cn/appstore/hjarsivion

将下载的 zip 压缩包解压，将得到的 extensions 文件夹拷贝到 ENVI 安装路径，覆盖同名文件夹即可：

• ENVI 5.3 及以下版本：C:\Program Files\Exelis\ENVI5x\
• ENVI 5.4 及以上版本：C:\Program Files\Harris\ENVI5x\

重启ENVI即可使用。

使用方法

安装好工具后，在 ENVI 5.x 工具箱 Extensions 下找到 HJ_AOD，HJ_AOD 下面即有 HJ_TOAReflectance、HJ_Angle、HJ_AOD 三个工具。

工具一：计算表观反射率

安装好工具之后，在HJ_AOD V1.0下面找到HJ_TOAReflectance工具，双击后弹出工具界面，如图1所示。该工具实现了环境卫星CCD数据的辐射定标、辐亮度转换为表观反射率、合成（Layer Stacking）三个功能。

图1 计算表观反射率

1) 点击Select CCD File Directory 按钮，弹出选择CCD数据目录的对话框，选择后，即可显示所选数据目录。
2) 该工具支持裁剪功能，用户可根据实际情况，选择裁剪或者不裁剪，为了减少运行时间，这里建议对数据进行裁剪。点击Shapefile按钮，选择和影像数据有相同投影坐标的Shapefile 文件。
3) 选择结果输出路径，如果使用了裁剪文件，数据量不大，可以将结果放入内存中。
4) 点击OK，运行工具，运行结果如图2所示，该影像的DN值已经变为大气表观反射率值。

图2 大气表观反射率

工具二：角度插值

在HJ_AOD V1.0下面找到HJ_Angle工具，双击后弹出工具界面，如图3所示。

工具二读取环境卫星数据中自带角度文件（txt格式）中的观测天顶角和观测方位角以及结合XML中的参数计算太阳天顶角和太阳方位角，然后进行角度插值，最终生成包含太阳天顶角、太阳方位角、卫星天顶角、卫星方位角四个波段的的角度数据。

图3 角度插值工具

1) 点击Select CCD File Directory 按钮，选择CCD数据存放目录。

2) 用户选择是否裁剪，这里一定要和计算表观反射率工具选择一样，如果裁剪必须使用同一个Shapefile文件。点击Shapefile按钮，选择Shpfile文件即可。
3) 角度数据包括太阳天顶角、太阳方位角、观测天顶角、观测方位角，角度插值工具会在用户选择的目录下生成这四个角度，然后合成为包含4个波段的角度文件。
4) 在点击OK，进行角度插值之前，最好设置ENVI的缓存大小和分块大小，经过试验一般缓存大小设置为1024M，分块大小设置为4M（如果设置过小，插值效果不理想；如果设置过大，工具运行速度很慢，这里强烈推荐设置为4M）。
5) 点击OK，运行工具。运行结果中的天顶角如图4所示。

图4 角度插值结果（太阳天顶角）

工具三：气溶胶反演

在HJ_AOD V1.0下面找到HJ_AOD工具，双击后弹出工具界面，如图5所示。

图5 气溶胶反演工具

1) 点击Select Reflectance File按钮选择计算出来的表观反射率文件。
2) 点击Select Angle File按钮选择计算出来的角度文件。
3) 点击Select LUT File按钮选择查找表文件。
4) 设置NDVI阈值，NDVI>0.3表示：NDVI大于0.3的区域为反演气溶胶的暗像元区，小于0.3的不做运算，用户可自行调整该阈值。
5) 设置云检测阈值，云阈值>0.2表示：红波段的表观反射率大于0.2的区域为云覆盖区域，不参与气溶胶反演，用户可自行调整该阈值。
6) 红蓝波段比值=1.6表示红波段的地表反射率与蓝波段的地表反射率之比为1.6，该值用于气溶胶反演方程组求解。
7) 可以设置输出结果的XY分辨率，一般默认为300m*300m。
8) 选择输出文件目录，点击OK即可进行气溶胶反演，反演过程中有两个进度条，图6是每一块数据进行气溶胶反演的进度，图7是环境数据分块运行的进度。

图 6 每一块气溶胶反演进度

图 7 分块反演进度

图8 北京市气溶胶反演结果