ENVI扩展工具：MODIS气溶胶反演与查找表构建工具

基本功能

基于浓密植被法（DDV）反演气溶胶光学厚度，当前仅支持MODIS L1B级别1KM分辨率数据,ENVI5.4.1及以上版本。

工具特性

一键式处理，提供友好的可视化交互界面，通过简单的参数设置即可完成复杂的气溶胶反演流程，简洁、高效、灵活、稳定。

安装方法

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/modaoltval

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 5.4.1 及以上 - C:\Program Files\Harris\ENVI5x\

重启 ENVI 即可使用。

气溶胶反演工具使用说明

一．启动

在Tool Box中，打开/Extensions/Modis Aerosol Retrieval/Modis Aerosol Retrieval Using Lookup Table，工具界面如下图所示。

图 Modis Aerosol Retrieval Using Lookup Table参数面板

二、参数设置

参数面板中直接点击Input Modis HDF File后的按钮，选择MDOIS HDF文件，请不要预先在ENVI中打开MODIS HDF文件，否则会报错。

Input Modis L1B HDF File：MODIS L1B 1km HDF数据

Input Lookup Table File：查找表文件，查找表构建工具见下文。工具自动识别查找表波段，即，若查找表基于红波段构建，则使用红波段反演气溶胶；若查找表基于蓝波段构建，则使用蓝波段反演气溶胶。

Input Shape File：矢量掩膜文件（可选）

Rectangle Subset：是否基于矢量外接矩形规则裁剪。对于节点较多的矢量文件，建议保持默认，因为不规则裁剪速度较慢。

Interpolation Factor：查找表插值系数。默认为10，即对插值表进行10倍密度的线性插值。数值越大，反演AOD值越连续，用时越长。

Dark Target Threshold：暗像元在2.1um处TOA（大气表观反射率）阈值，小于此阈值的像元为暗像元。

Auto Cloud Mask：是否自动云掩膜，默认为Yes。

Cloud Threshold：云掩膜阈值。默认为0，值越大，云掩膜范围越大，反之同理。

TOA Tolerance：6S计算TOA与影像TOA差值容差，差值大于此容差的像元不进行AOD反演。

Background Value：输出AOD影像背景填充值。

Output AOD Filename：输出AOD影像名称。

三、反演结果 

图 AOD对比（左，NASA 3km气溶胶产品；右，工具1km反演结果）

图 北京市AOD反演结果与Google Earth叠加

查找表构建工具使用说明

该工具极大简化MODIS气溶胶查找表构建流程，参数设置灵活、运行高效、稳定易用。

一．启动

在ToolBox中，启动/Extensions/Modis Aerosel Retrieval/Build Modis Aerosol Lookup Table，工具界面如下图所示。

图 Build Modis Aerosol Lookup Table 参数面板

二、参数设置

Target Altitude (Km)：地面高程

IDATM：大气模式

• No Absorption                       无气体吸收
• Tropical                                   热带大气
• Midlatitude Summer               中纬度夏大气
• Midlatitude Winter                中纬度冬季
• Subartic Summer                    亚北极区夏季
• Subartic Winter                     亚北极区冬季
• US62                                        美国标准大气（62年）

IAER：气溶胶模式

• No Aerosol                              无气溶胶
• Continental                             大陆型气溶胶
• Maritime                                海洋型气溶胶
• Urban                                       城市气溶胶
• Desert                                       沙漠型气溶胶
• Biomass                                   生物质燃烧型
• Stratospheric                          平流层模式

IWAVE：波段，基于Red波段或Blue波段

IGROUN：下垫面类型

• VEGETA                                绿色植被
• CLEARW                                清水
• SAND                                      沙地
• LAKEW                                 湖水

AOD at 550nm：550nm气溶胶光学厚度。

Solar Zenith：太阳天顶角

Satellite Zenith：卫星（观测）天顶角

Azimuthal Angle Difference：相对方位角

注*：若有误，望不吝指正，详细参数设置可参见6s模型官网：

http://6s.ltdri.org/index.html

三、返回结果

输出结果为7列N行的浮点型ENVI标准影像格式，其中

•   第一列 太阳天顶角
•   第二列 卫星天顶角
•   第三列 相对方位角
•   第四列 大气总透过率
•   第五列 半球反照率
•   第六列 大气中气溶胶反射率
•   第七列 550nm气溶胶光学厚度

每行数据代表不同角度组合下6s返回结果和AOD值。

四、结果使用及查看

关于气溶胶反演将陆续推出相关工具，该结果作为后续工具输入文件。

若需查看查找表内容，可启动IDL并在控制台敲入以下命令：

注*：其中LutFileName为Build Modis Aerosol Lookup Table工具输出结果。

图 查找表内容示例