Просмотр кода страницы Конвертация данных Landsat TM/ETM+ в значения температуры - Теория

{{Статья|Опубликована|dn2temperature}}
{{Аннотация|Техническое описание процесса пересчета данных 6 канала Landsat 4,5,7) в температуру.}}

Для конвертации данных TM используется канал номер 6, для конвертации данных ETM+ используются каналы 61 и 62.

Конвертация данных полученных со спутников Landsat 4, 5 и 7 в значения температур земной поверхности осуществляется в два этапа:

===Пересчет значения DN в значения излучения приходящего на сенсор ===

Пересчет осуществляется по формуле:

<math>L_\lambda = \frac{L_{max \lambda} - L_{min \lambda}}{Q_{calmax} - Q_{calmin}} \cdot \left ( Q_{cal} - Q_{calmin} \right ) + L_{min \lambda}</math>

Подробнее о конвертации данных TM, ETM+ в показатели излучения на сенсоре см. [http://gis-lab.info/qa/dn2radiance.html здесь]. Подробнее о том, какие значения могут принимать параметры <math>Q_{calmax}</math>, <math>Q_{calmin}</math> см. [http://gis-lab.info/qa/dn2temperature-sa.html практическую часть].

Таблица 1. Параметры пересчета данных 6-ого канала в излучение, приходящее на сенсор (at-sensor radiance) [watts/(meter squared * ster * μm)] для сенсора ETM+

{|class="wikitable"
!colspan="2"|Low Gain 
!colspan="2"|High Gain
|-
!<math>L_{min \lambda}</math>
!<math>L_{max \lambda}</math>
!<math>L_{min \lambda}</math>
!<math>L_{max \lambda}</math>
|-
|0.0
|17.04
|3.2
|12.65
|}

Обратите внимание, что в отличие от других каналов значения LMINλ и LMAXλ 6-ого канала остаются неизменными для снимков полученных после 1 Июля 2000.

Таблица 2. Параметры пересчета данных 6-ого канала в излучение, приходящее на сенсор (at-sensor radiance) [watts/(meter squared * ster * μm)] для сенсора TM, различий в Low Gain и High Gain нет, 6 канал только один.

{|class="wikitable"
!<math>L_{min \lambda}</math>
!<math>L_{max \lambda}</math>
|-
|1.2378
|15.303
|}

Обратите внимание, что в отличие от других каналов значения <math>L_{min \lambda}</math> и <math>L_{max \lambda}</math> 6-ого канала остаются неизменными для снимков полученных после 5 мая 2003.

Для данных TM (Landsat 4, 5) <math>Q_{calmin} = 0</math> и формула пересчета соответственно:

<math>L_\lambda = \frac{L_{max \lambda} - L_{min \lambda}}{Q_{calmax}} \cdot Q_{cal} + L_{min \lambda}</math>

===Пересчет значений излучения на сенсоре в значения температуры ===

Пересчет осуществляется по формуле:

<math>T = \frac{K_2}{\ln \left( \frac{K_1}{L_\lambda} + 1\right )}</math> 

где,
''T'' — абсолютная температура в Кельвинах

<math>K_1</math> — калибровочная константа 1

<math>K_2</math> — калибровочная константа 2

<math>L_\lambda</math> — излучение на сенсоре, полученное на этапе 1 [watts/(meter squared * ster * m)]

[Источник: 1, стр.120]

Константы 1 и 2 получаются из следующей таблицы:

{|class="wikitable"
!Камера/Единицы измерения 
![watts/(meter squared * ster * m)]
!Кельвин
|-
|Константа
|1
|2 
|-
|TM 4
|671.62
|1284.30
|-
|TM 5
|607.76
|1260.56
|-
|ETM +
|666.09
|1282.71
|}

''(Источники: 1. ETM+ - [http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov/pdfs/Landsat7_Handbook.pdf Landsat Science Data Users Handbook], 2. TM - [http://landsat.usgs.gov/documents/L5_TM_Cal_2003.pdf Revised Landsat-5 TM Radiometric Calibration Procedures and Postcalibration Dynamic Ranges])''

=== Важные замечания, о которых нужно помнить ===

# Данные будут конвертированы в значения абсолютных температур, выраженных в градусах Кельвина
# Чувствительность данных (разница температур, которая может быть зафиксирована)
#* 0,5 К - для low gain режима
#* 0,48 K - для high gain режима
# Для данных полученных с сенсора ETM+ до 20 декабря 2000 (LPGS) (до 30 октября 2000 для IAS и до 1 октября 2000 для NLAPS) существует погрешность, связанная с неправильной калибровкой 6 канала, поэтому все значения примерно на 3 градуса Кельвина выше реальных. Для того, чтобы компенсировать эту погрешность, необходимо вычесть из полученного на 1 этапе значения излучения, приходящего на сенсор, величину равную 0.31 [watts/(meter squared * ster * μm)]. Это условие обязательно для данных уровня обработки Level 1R и Level 1G.

=== Ссылки по теме ===

* [http://gis-lab.info/qa/thermal.html Дистанционное геотермическое картографирование]
* [http://gis-lab.info/qa/dn2radiance.html Конвертация данных TM, ETM+ в показатели излучения на сенсоре]
* [http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/handbook_htmls/chapter11/chapter11.html Landsat Science Data Users Handbook. Data Products]