ENVI - Landsat Surface Reflectance 처리

무료 소프트웨어는 아니지만, Surface reflectance

내용 대한 정보가 그리 많지 않기 때문에 처리 하는 방법에 대해 정리하고자 한다.  

 

무료로 데이터를 받을 수 있는 Landsat 8을 기준으로 수행하였으며 

사실상 USGS에서 SR 데이터(Level-2)를 요청하여 받을 수 있지만 직접 처리하는 방법에 대해서도 

수행함으로써 영상 처리에 대한 정리를 할 수 있을 것 같다.

 

Surface Reflectance 처리 과정 자체는 아래와 같다.

  - DN 값에서 Radiance 값을 계산한다. (TOA 값이라고도 함)

  - SR를 구하기 위해 대기 정보, 영상 날짜 등에 대한 값을 정확하게 입력한다.  (TOC 값이라고도 함)

 

2 과정으로 나눠지기 때문에 저게 어렵나? 라고 생각할 수 있다.

그렇디 TOA 값을 구하는데는 어렵지 않다..

하지만, TOC 값을 구하는데 대기 정보를 설정하는 것이 소프트웨어 마다 간혹 용어가 조금 다르고

영상 자체 메타데이터로 제공해주지 않은 경우도 있어... 어려움이 있다. 

ENVI의 경우 Landsat 데이터 시각화 및 처리를 잘 지원해주기 때문에 큰 문제가 없긴 하다 (대부분 소프트웨어는 Landsat을 모두 지원해줌 )

 

자 그럼 이제 ENVI에서 처리하는 방법에 대해 정리해보자

 

1. 데이터 불러오기 

 TIF 파일을 그냥 불러올 수 있지만 메타데이터로 불러오면 편리하게 불러올 수 있으므로 아래와 같은 방법으로 불러온다.

 

 

2. Radiance 값을 생성한다. 

   - Toolbox -> Radiometric Calibration 선택

   - 여러 값 에 멀티스펙트럼 밴드를 선택 

   - Apply FLAASH Settings을 선택하여 실제 TOC 값을 처리하는 FLAASH에서 읽을 수 있도록 설정한다.

 

 

 

3. Reflectance 계산을 위해 FLAASH 기능 수행

(참고)
FLAASH는 정수로 스케일링 된 반사율 데이터.. 0 ~ 10,000 범위임
0~ 1.0 사이 부동 소수점 값으로 조정하기 위해서는 Math를 통해 픽셀 값을 10,000으로 나눔.
처리시 열 처리 밴드는 제외 시켜야함 
물 검색을 수행하기 위해 1050-1210nm, 770-870nm 870-1020nm 중 하나를 선택해야함
Landsat GeoEye 데이터는 별도 설정 필요 없음(메타데이터에서 받아옴)

 

    - Toolbox -> FLAASH Atmospheric Correction

 

옵션 값 설명 

Input Radiance Image : Radiometric Calibration 에서 만든 radiance 값 
                              (이 때, Use single scale factor for all bands 선택)
Output Reflectance File : OUTPUT 폴더 설정
Rootname for FLAASH Files : 파일 접두어 설정

Sensor Options
DD <-> DMS  클릭
Sensor Type : Landsat 8 선택 (다른거라면... 다른걸로...)
Flight Date : 해당 날짜 및 시간 설정 

Atmospheric Model
Tropical : 열대지방
sub-arctic winter : 북극 겨울
Mid-Latitude Winter : 중위도 겨울
Mid-Latitude Summer : 중위도 여름
U.S. Standard : 미국 표준
sub-arctic summer : 북극 여름
 
Aerosol Model 
  No Aerosol : 
  Rural : 농촌
  Maritime : 해상
  Urban : 도시
  Troposheric : 대류권
  
Aerosol Retrieval (에어로졸 검색)
  2-Band (K-T) : 적합한 어두운 픽셀이 없으면 초기 가시성 필드 값 사용
  2-Band Over Water : 해양 씬일 때 선택 
  이 설정을 추가로 Multispectral Setting에서 에어로졸 밴드를 수동 설정 필요 그렇지 않으면 검색 X
  Filter Function File에서 Envi에서 제공하는 Sli 파일 선택 가능 (Landsat의 경우..)

 

 

 

 

 

4. Band Math로 0.0 ~1.0 값으로 변경

    - Toolbox -> Band Math 

(B1 le 0)*0 + (B1 ge 10000)*1 + (B1 gt 0 and B1 lt 10000) * float(B1) / 10000

 

 

 

이후 TIFF 파일로 저장하고 싶은 경우 Save as를 통해 Band 별로 저장한다.