环境与灾害监测预报小卫星星座A、B星（简称环境小卫星，简写HJ-1A /1B）于2009年3月30日开始正式交付使用，HJ-1-A星搭载了CCD相机和超光谱成像仪（HSI），HJ-1-B星搭载了CCD相机和红外相机（IRS）。HJ-1A /1B卫星是继我国继气象、海洋、国土资源卫星之后一个全新的民用卫星。卫星投入使用后，对自然灾害、生态破坏、环境污染进行大范围、全天候、全天时的动态监测，对灾害和环境质量进行快速和科学评估，提高灾害和环境信息的观测、采集、传送和处理能力，为紧急救援、灾后救助及恢复重建和环境保护工作提高科学依据。
HJ-1数据应用于自然灾害、生态环境之前，需要进行几何及光谱方面的预处理。ENVI在数据读取、图像配准、精确大气校正等方面提供了非常好的工具。
1、数据读取
目前，网上免费获取的 HJ-1A /1B卫星CCD和HSI影像的分发的格式主要有两种：CCD为Geotiff，每一个波段为一个Geotiff文件，并提供一个元数据说明（.XML）; HSI为HDF5格式，也提供一个元数据说明（.XML）。 CCD相机的Geotiff格式直接可以在ENVI软件下打开，利用ENVI->Basic Tools->Layer Stacking工具将各个波段组合成一个文件输出。HIS高光谱数据是以HDF5格式提供，安装ENVI的HDF5读取补丁后直接在ENVI中打开。
更为方便的方法是直接使用HJ-1数据读取补丁，下载网址为：http://bbs.esrichina-bj.cn/ESRI/thread-83044-1-3.html。直接双击运行 .sav 或拷贝 sav 文件到 ENVI安装目录的save_add 目录下，
1）启动ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools工具（下图）。直接读取CCD、HIS、IRS数据，输出结果为一个多波段的ENVI标准栅格文件，并带有中心波长等信息，其中CCD数据可以直接输出定标结果（辐射亮度）。
图1.1 HJ-1A /1B Tools
注意此步骤中Calibration 和Layer Stacking选项应勾上。如果数据是BSQ格式的，要转换
成BIL或者BIP格式的。转换方法
2) 构建波谱响应函数
任何传感器在设计时都会给出严格的波段响应函数，环境小卫星也不例外。在中国资源卫星应用中心可下载：http://www.cresda.com/n16/n1115/n1522/n2118/index.html。以四列数字形式提供，第一列表示波长，后面四列分别表示4个波段对应波长的波谱响应值。
选择Window->Start New Plot Window，ENVI Plot Window窗口中，选择File->Input Data->ASCII,如图2所示，选择相应的波普响应函数
3) 选择File- >Save Plot As->Spectral Library，将波谱曲线保存为波谱库文件。
注意此处的Wavelength Units 应选Nanometers.
4）如下图3.2所示，生成了4条曲线。选择Edit->Data Parameters，更改每一条曲线的名称：b1,b2,b3,b4，便于区分。
2 、FLAASH大气校正
启动FLAASH模块，将准备好的数据输入，注意定标后的单位是W/（m2*um*sr）与FLAASH要求的单位（μW）/（cm2*nm*sr）相差10倍关系，因此在Radiance Scale Factors中输入10缩放系数。
其他特殊参数设置主要如下： l 一般参数设置
传感器高度（Sensor Altitude）：650km 像元大小（pixel Size）：30m 地面高程（）：0.05km
多光谱数据参数设置
Fileter Function File：选择前面生成的波谱响应文件。
大气模型（Atmospheric Model）根据经纬度和日期来定。
表1六种标准的大气模型
Latitude (°N)
80 70 60 50 40 30 20
Jan. SAW SAW MLW MLW SAS MLS T
March SAW SAW MLW MLW SAS MLS T
May SAW MLW MLW SAS SAS MLS T
July MLW MLW SAS SAS MLS T T
Sept. MLW MLW SAS SAS MLS T T
Nov. SAW SAW MLW SAS SAS MLS T
10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80
T T T T MLS SAS SAS MLW MLW MLW
T T T T MLS SAS SAS MLW MLW MLW
T T T T MLS SAS SAS MLW MLW MLW
T T T MLS MLS SAS MLW MLW MLW SAW
T T T MLS MLS SAS MLW MLW MLW MLW
T T T T MLS SAS SAS MLW MLW MLW
高级设置
其它参数参考FLAASH大气校正的参数说明。
高级设置里注意将Title Size设置成合适的值，一般设置成100-800不等，如有发现此类问题相关报错，请试着调试Title Size大小和图7中的 Image Title Size大小，一般Cache Size设置成物理内存的一半，Image Title Size大小设置成Cache Size的一半。
图 7
FLAASH大气校正常见错误及解决方法
FLAASH对输入数据类型有以下几个要求：
1、波段范围：卫星图像：400－2500nm，航空图像：860nm-1135nm。如
果要执行水汽反演，光谱分辨率<=15nm（环境小卫星的光谱分辨率平均为5nm），且至少包含以下波段范围中的一个：
l1050-1210 nm
l770-870 nm l870-1020 nm
2、像元值类型：经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单位是：（μW）/（cm2*nm*sr）。 3、数据类型：浮点型（Floating Point）、32位无符号整型（Long Integer）、16位无符号和有符号整型（Integer、Unsigned Int)，但是最终会在导入数据时通过Scale Factor转成浮点型的辐射亮度（μW）/（cm2*nm*sr）。 4、文件类型：ENVI标准栅格格式文件，BIP或者BIL储存结构。
5、中心波长：数据头文件中（或者单独的一个文本文件）包含中心波长（wavelenth）值，如果是高光谱还必须有波段宽度（FWHM），这两个参数都可以通过编辑头文件信息输入（Edit Header）。
运行错误
1.Unable to write to this file.File or directory is invalid or unavailable。
没有设置输出反射率文件名。
解决方法是单击Output Reflectance File按钮，选择反射率数据输出目录及文件名，或者直接手动输入。 2.ACC Error：convert7
IDL Error：End of input record encountered on file unit:0.
平均海拔高程太大。
注意：填写影像所在区域的平均海拔高程的单位是km：Ground Elevation（Km）。 3.ACC error：avrd:
IDL error：Unable to allocate memory:to make array Not enough space ACC_AVRD
为了能处理大数据，ENVI采用分块计算的方式，这个提示是分块（Tile）太大了。
在高级设置里面（Advanced Settings），tile size：它默认是File-> preferences ->miscellaneous:cache的大小，这个值正常是1~4Mb（0背景很少的情况下）;如果0背景较多，这个值还是需要设置大一些，比如100~200m。 4. ACC error:avrd:No nonblank pixels found IDL error:
OPENR: Error opening file. Unit: 100,
为了能处理大数据，ENVI采用分块计算的方式，当Tile设置太小，而且有
背景值（0），就会出现一个Tile中全部为0的情况，提示这个错误信息。 在高级设置里面（Advanced Settings），tile size：设置稍微大一些，如100~200M等。
5. ACC error:lsmooth2: IDL error:
ACC_LSMOOTH2:Cannot continue with smoothing calculation
比较低，领域效应区分不出来。
ENVI的FLAASH提供领域纠正功能，但是MODIS、AVHRR等图像分辨率
解决方法是在在高级设置里面（Advanced Settings），将领域纠正（Use
Adjacency Correction）设置为No。
6. ACC error:modrd5:Nonfinite numbers in coefficient array coefprefix
=
o
ns
=
\"urn:schemas-microsoft-com:office:office\" /> IDL error:
CDRIVER4V3R2:>>>Wait for MODTRAN4 calculation to
finish…
提示传入MODTRAN模型参数有误，常常是由于太阳高度角太小或者太大引起的。提示这个错误之前会出现以下提示框。
解决方法是确认填写的影像中心位置经纬度信息（西经为负数、南纬为负数）、影像成像时间（格林威治时间）是否正确。
7.ACC error:autochan
HIS数据缺少K-T气溶胶反演的所需的波段，因此不能使用K-T方法反演气溶胶。8、ACC error:
autochanACC_AUTOCHAN:No water absorption channels selected
这种错误一直没模拟出来，一般是由于水汽反演、大气模型的选择和飞行时间的问题，如飞行时间使用的是北京时间等。
9、ACC error:avrd
IDL error:REBIN:Result dimensions must be integer factor of original dimen
这个错位一般出现在你多次执行FLAASH工程文件时，没有重新设置输出文件而选择替代的时候出现。好的方法就是重新启动FLAASH和加载一次工程文件。
结果错误
1.结果中某一个波段或者多个波段全部为0或者负值
主要产生的原因是输入的辐射亮度数据值偏小。 可能有以下几种情况：
(1)在传感器定标的时候选择的是表观反射率（Reflectance）而不是辐射率数据（Radiance）； (2)没有做传感器定标，即没有将DN值转换为辐射率数据；
(3)选择了错误的波谱响应函数；
(4)用BandMath做了辐射亮度的单位换算，在FLAASH中导入辐射亮度数据时，Scale Factor选择的不是1.0000。
2.结果中极大值、极小值非常多，也就是0~10000之外的值。当选择RGB假彩色显示的时候，出现花花绿绿的情况。
辐射定标得到的辐射率数据单位与FLAASH要求的单位不一样。
可能有以下几种情况：
(1)用BandMath做了辐射亮度的单位换算，在FLAASH中导入辐射亮度数据时，Scale Factor选择的不是1.0000。 (2)没有做单位换算。
3.结果中部分像元为负值
这个属于正常现象。FLAASH是采用MODTRAN辐射传输模型模拟成像中的大气过程，而且很多大气属性都是通过图像来估算，加上大气组成的非均一性，即使MODTRAN4模型精度很高，也不能完全表达大气辐射传输的真实状况。当影像上有强吸收或者高反射地物时候，就会出现部分像元为负值（如深水、高密度）或者大于10000。
解决方法可以手动修改，如用周围的像元的平均值代替，可以使用ENVI下的The DEM Editing Tool工具。
4.结果图像以RGB显示比原图像视觉效果要差，如模糊。
这个需要了解下遥感软件RGB显示机制。遥感软件为了让遥感图像显示更加“艳丽”，方便解译，默认会对图像进行拉伸显示，一般是2%的线性拉伸。也就是我们常常会看到图像值有两个，一个是Scrn值，也就是拉伸之后的显示值，一个是Data值，也就是原始的图像DN值。另外一个方面，目前我们的RGB加色法显示都是基于8bit显示，也就是0~255。
FLAASH大气校正之后的结果是16bit的整型，而且存在一些极小、极大值，这些对直方图整体形状有一定的影响，影响拉伸效果。解决方法是利用ENVI下的Interactive stretching工具，选择有效值范围进行拉伸。 还有一种情况是校正图像有很多背景值，比如经过几何校正的整景TM影像。背景及图像边缘处的像元在大气校正之后变成负值或者0值，由于这样的像元数量多，对图像的整体拉伸影响很大。解决方法就是将这些像元掩膜掉，如在ROI Tool中，利用Option->Band Threshold to ROI建立一个ROI进行图像裁剪。
5.结果图像为什么像元值大多是大于1
ENVI FLAASH考虑到数据储存和后续处理，将大气校正得到的反射率结果乘以10000变成16bit整型。
如果想让反射率结果在0~1范围，可用BandMath，表达式为b1/10000.0。
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