ENVI扩展工具：Sentinel-2L1C辐射率数据定标工具
Sentinel-2 L1C是经过几何精校正的大气表观反射率产品，可通过欧空局（https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home）免费下载。使用ENVI中的Radiometric Calibration 工具定标为辐射率（Radiance）目前版本存在问题，定标结果不正确，故特此编写Sentinel-2 L1C辐射率定标工具。本工具能正确的将Sentinel-2 L1C数据定标为10米4波段、20米9波段和60米11波段的辐射率（Radiance）数据，之后可以利用FLAASH工具进行大气校正。
一、 基本原理
Sentinel-2 L1C是大气表观反射率产品，辐射亮度值（
）与大气表观反射率（
）存在如公式（1）的数学关系，进而可由公式（2）求得。
其中：
：大气表观反射率
：辐射率，单位：
d：日地距离，单位：天文单位，即太阳和地球之间的平均距离
：太阳辐照度，单位：
：太阳高度角，单位：度
本工具基于公式2将大气表观反射数据转为辐射率数据。
二、下载安装
方法1：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
方法2：手动下载 https://envi.geoscene.cn/appstore/radaennl1c
下载 zip 压缩包并解压，将得到的 extensions 和 custom_code 文件夹拷贝到如下 ENVI 安装路径，覆盖同名文件夹即可：
-
ENVI 5.3 - C:\Program Files\Exelis\ENVI53\
-
ENVI 5.4 及以上 - C:\Program Files\Harris\ENVI5x\
重启 ENVI 即可使用。
该工具直接使用了ENVI的OpenRaster函数打开哨兵2数据，由于哨兵2数据的格式有多次更改，使用该工具处理相应的哨兵2数据的前提为ENVI能打开待处理的哨兵2数据。ENVI5.3.1和ENVI5.4有相应的补丁，参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102y279.html。
如果是ENVI5.4.1版本，则支持所有格式的哨兵2数据。
三、 使用说明
(1) 在ToolBox中，启动/Extensions/Radiance Sentinel-2 L1C，如下图所示。下面为每个参数的详细说明：
图1 Sentinel-2 L1C 辐射率定标参数面板
-
Input Sentinel-2 XML：Sentinel-2 L1C xml文件，2017年发布的xml文件为MTD_MSIL1C.xml。
-
Sentinel-2 L1C辐射率定标工具提供三种辐射率定标方案：
-
Output Four 10m Bands：10m四个波段定标，即B2、B3、B4、B8。
-
Output Nine 20m Bands：20m九个波段定标，即B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B11、B12。
-
Output Eleven 60m Bands：60m十一个波段定标，即B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B9、B11、B12。
-
注*：B8与B8A中心波长接近，B8A比B8波宽窄，而且但对于2）3）方案若保留B8则无法进行气溶胶反演（Aerosol Retrieval），故保留B8A。
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Scale Factor：缩放系数。默认值0.1，即乘以0.1，则输出单位为
，与FLAASH要求输入的量纲相同。 -
Resample Method：重采样方法，默认为Bilinear。
注*：
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高分辨率数据重采样为低分辨率数据时不推荐使用Nearest Neighbor。
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重采样只作用于方案2）3），方案1）无需重采样。
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Enter Suffix：输出影像的后缀。输出影像名称为S2X_ML1C_YYYY-MM-DD_ Zm_Suffix.dat。
其中：
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A星，则X=A；B星则X=B
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YYYY-MM-DD为影像拍摄日期
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Z为输出影像空间分辨率，根据输出选项，Z为10、20或者30
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Suffix为输入的后缀，默认为Radiance
-
以示例数据为例，按照默认参数，则输出的4波段10m分辨率影像名称为：S2A_ML1C_2017-03-14_10m_Radiance.dat。
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-
Output Directory：输出文件路径。选择文件夹即可，不必设置文件名称。
-
Display Result：是否在ENVI中显示辐射率影像。
(2) 选择相应参数，单击OK执行定标处理。
附：Sentinel-2数据介绍
Sentinel-2包括A、B两颗卫星（简称以下S2A，S2B），其传感器性能相同。Sentinel-2影像基本参数和产品级别如下。
基本参数
表1. Sentinel-2 波段设置
|
波段名称 |
S2A |
S2B |
空间分辨率（m） |
||
|
中心波长（nm） |
半高宽（nm） |
中心波长（nm） |
半高宽（nm） |
||
|
B2 |
496.6 |
98 |
492.1 |
98 |
10 |
|
B3 |
560.0 |
45 |
559.0 |
46 |
|
|
B4 |
664.5 |
38 |
665.0 |
39 |
|
|
B8 |
835.1 |
145 |
833.0 |
133 |
|
|
B5 |
703.9 |
19 |
703.8 |
74.5 |
20 |
|
B6 |
740.2 |
18 |
739.1 |
18 |
|
|
B7 |
782.5 |
28 |
779.7 |
28 |
|
|
B8A |
864.8 |
33 |
864 |
32 |
|
|
B11 |
1613.7 |
143 |
1610.4 |
141 |
|
|
B12 |
2202.4 |
242 |
2185.7 |
238 |
|
|
B1 |
443.9 |
27 |
442.3 |
45 |
60 |
|
B9 |
945.0 |
26 |
943.2 |
27 |
|
|
B10 |
1373.5 |
75 |
1376.9 |
76 |
|
产品级别
注：目前国内用户仅能下载Level-1C数据。
