OpticalCalibration¶
执行光学校准TOA/TOC(大气层顶部/树冠顶部)。支持的传感器：QuickBird、Ikonos、WorldView2、FORMOSAT、SPOT5、昂宿星团、Spot6、Spot7。对于其他传感器，该应用程序还允许手动提供校准参数。
描述¶
该应用程序允许将像素值从Dn(用于数字数字)转换为反射率。定标值称为表面反射率，其值位于 [0, 1] 。第一个级别称为大气顶部(TOA)反射率。它考虑了传感器增益、传感器光谱响应和太阳照度。第二个级别称为冠顶(TOC)反射率。除了传感器增益和太阳照度外，它还考虑了大气的光学厚度、大气压力、水蒸气数量、臭氧数量以及气溶胶气体的组成和数量。也可以指示包含大气参数的AERONET文件(支持Aeronet文件的版本1和版本2)。请注意，计算TOC反射率将首先在内部计算TOA，然后计算TOC反射率。
如果OTB的元数据接口工厂不支持传感器，用户仍有可能向应用程序提供所需的参数。对于TOA转换，这些参数为：
- 采集日期和月份，或通量归一化系数，或太阳距离(AU)；
- 太阳仰角；
- 增益和偏差，每个波段的一对值(通过文件传递)；
- 太阳照度，每个波段一个值(通过文件传递)。
对于从dN(数字)到光谱辐射(或‘TOA辐射’)L的转换，使用以下公式：
(1) L(b) = DN(b)/gain(b)+bias(b) (in W/m2/steradians/micrometers) 其中B是频段ID。
这些值由用户通过一个简单的txt文件提供，该文件有两行，一行用于增益，一行用于偏置。每个值必须用冒号(：)分隔，并以空格结尾。不允许使用空行。如果行以‘#’符号开头，则将其视为注释。请注意，有时，某些元数据文件提供的值假定公式L(B)=增益(B)*DC(B)+偏差(B)。在这种情况下，请确保提供反向增益值，以便应用程序可以正确解释它们。
为了将TOA辐射度转换为TOA反射率，使用以下公式：
(2) R(b) = (pi*L(b)*d*d) / (ESUN(b)*cos(θ)) (no dimension) 其中：
- L(B)是波段b的光谱辐射度
- 圆周率是著名的数学常数(3.14159...)
- D是地球到太阳的距离(天文单位)，取决于采集的日期和月份
- ESun(B)是平均TOA太阳辐照度(或太阳照度)，单位为W/m2/微米
- θ是以度为单位的太阳天顶角。
请注意，该应用程序要求提供太阳仰角，并将执行到天顶角本身的转换(Zenith_Angel=90-Elevation_Angel，单位：度)。还要注意的是，eSun(B)不仅取决于波段b，还取决于传感器在该特定波段中的光谱灵敏度。换句话说，光谱灵敏度的影响包含在eSun的不同值内。这些值是由用户提供的，这要归功于遵循与前面相同约定的txt文件。除了提供采集日期，用户还可以提供通量归一化系数或太阳距离(AU)‘fn’。取而代之的公式如下：
(3) R(b) = (pi*L(b)) / (ESUN(b)*fn*fn*cos(θ))
无论使用哪种公式(2或3)，用户都应该注意他将提供给应用程序的参数的解释，并考虑到元数据文件采用的原始公式。
下面，我们给出两个包含有关增益/偏置和太阳照明信息的txt文件示例：
- Antibias.txt：
重要说明：对于昂宿星图像校准，波段顺序很重要，它应该给出：红、绿、蓝、近红外(B2、B1、B0、B3)。
- Solarillation.txt：
最后，“日志”选项卡提供了有用的消息，可以帮助用户了解进程的不同状态。
参数¶
Input -in image Mandatory
Input image filename
Output -out image [dtype] Mandatory
Output calibrated image filename
Calibration Level -level [toa|toatoim|toc] Default value: toa
- Image to Top Of Atmosphere reflectance
- TOA reflectance to Image
- Image to Top Of Canopy reflectance (atmospheric corrections)
Convert to milli reflectance -milli bool Default value: false
Flag to use milli-reflectance instead of reflectance.
This allows saving the image with integer pixel type (in the range [0, 1000] instead of floating point in the range [0, 1]. In order to do that, use this option and set the output pixel type (-out filename double for example)
Clamp of reflectivity values between [0, 1] -clamp bool Default value: true
Clamping in the range [0, 1]. It can be useful to preserve area with specular reflectance.
采集参数¶
此组允许设置与采集条件相关的参数。
Minute -acqui.minute int Default value: 0
Minute (0-59)
Hour -acqui.hour int Default value: 12
Hour (0-23)
Day -acqui.day int Default value: 1
Day (1-31)
Month -acqui.month int Default value: 1
Month (1-12)
Year -acqui.year int Default value: 2000
Year
Flux Normalization -acqui.fluxnormcoeff float
Flux Normalization Coefficient
Solar distance -acqui.solardistance float
Solar distance (in AU)
太阳角¶
该组包含太阳角度
Sun elevation angle (deg) -acqui.sun.elev float Default value: 90
Sun elevation angle (in degrees)
Sun azimuth angle (deg) -acqui.sun.azim float Default value: 0
Sun azimuth angle (in degrees)
视角¶
此组包含传感器视角
Viewing elevation angle (deg) -acqui.view.elev float Default value: 90
Viewing elevation angle (in degrees)
Viewing azimuth angle (deg) -acqui.view.azim float Default value: 0
Viewing azimuth angle (in degrees)
Gains and biases -acqui.gainbias filename [dtype]
A text file containing user defined gains and biases
注意：对于昂宿星团产品，如果用户没有给出此参数，则默认情况下会在dimap中读取增益和偏移值。如果在dimap中找不到它们，则从校准团队给出的硬编码表中获取它们。
Solar illuminations -acqui.solarilluminations filename [dtype]
Solar illuminations (one value per band, in W/m^2/micron)
大气参数(TOC)¶
此组允许设置大气参数。
Aerosol Model -atmo.aerosol [noaersol|continental|maritime|urban|desertic] Default value: noaersol
- No Aerosol Model
- Continental
- Maritime
- Urban
- Desertic
Ozone Amount (cm-atm) -atmo.oz float Default value: 0
Stratospheric ozone layer content (in cm-atm)
Water Vapor Amount (g/cm2) -atmo.wa float Default value: 2.5
Total water vapor content over vertical atmospheric column (in g/cm2)
Atmospheric Pressure (hPa) -atmo.pressure float Default value: 1030
Atmospheric Pressure (in hPa)
Aerosol Optical Thickness -atmo.opt float Default value: 0.2
Aerosol Optical Thickness (unitless)
Aeronet File -atmo.aeronet filename [dtype]
Aeronet file containing atmospheric parameters
Relative Spectral Response File -atmo.rsr filename [dtype]
Sensor relative spectral response file
By default the application gets this information in the metadata
Window radius (adjacency effects) -atmo.radius int Default value: 2
Window radius for adjacency effects correctionsSetting this parameters will enable the correction ofadjacency effects
Pixel size (in km) -atmo.pixsize float Default value: 1
Pixel size (in km) used tocompute adjacency effects, it doesn't have tomatch the image spacing
Available RAM (MB) -ram int Default value: 256
Available memory for processing (in MB).
实例¶
从命令行执行以下操作：
otbcli_OpticalCalibration -in QB_1_ortho.tif -level toa -out OpticalCalibration.tif
来自Python的评论：
import otbApplication
app = otbApplication.Registry.CreateApplication("OpticalCalibration")
app.SetParameterString("in", "QB_1_ortho.tif")
app.SetParameterString("level","toa")
app.SetParameterString("out", "OpticalCalibration.tif")
app.ExecuteAndWriteOutput()