大气辐射校正软件(ENVI--FLAASH)

MODTRAN（Berk等，1989）的目的在于改进LOWTRAN光谱分辨率；

它的主要改进包括发展了一种2cm-1光谱分辨率的分子吸收的算法和更新了对分子吸收的气压温度关系的处理，同时维持LOWTRAN7的基本程序和使用结构；程序以卡片的形式来进行参数设置，操作起来清晰简洁。
Modtran操作步骤：1.可以直接对文件夹PC下面的tape5做参数输入（前提：对各参数所表示含义及格式比较清楚，可参照上面maomaogao 提供的文本），tape5用记事本方式打开。设置好参数并保存，然后运行同目录下的Mod4v1r1，得到tape6、tape7、tape8等结果文件。tape6里保存的是全部结果，tape7tape8里面的信息都能在其里面找到，Tape7: 是依据频率分层的各辐射组分的输出结果，此数据文件可提供给FILTER, SCANNING等程序处理。Tape8: 根据计算方式，输出各吸收分子的透过率或黑体函数沿视线各频率各层的差分透过率或频率各层的向上、向下，太阳和热辐射垂直通亮和太阳辐照度。2.参数设置可通过可视化界面来完成，产生一个tape5文件，然后再运行程序。
MODTRAN 低版本的可以随便找到，但现在高版本的都有购买了！

大气传输辐射校正模型－3 modtran

该模型是由美国空军地球物理实验室研制的大气辐射模拟计算程序，在遥感领域被广泛应用于图像的大气校正。

lowtran7是一个光谱分辨率20cm^－1，的大气辐射传输实用软件，它提供了6种参考大气模式的温度、气压、密度的垂直廓线，水汽、臭氧、甲烷、一氧化碳、一氧化二氮的混合比垂直廓线，其他13种微量气体的垂直廓线，城乡大气气溶胶、雾、沙尘、火山喷发物、云、雨的廓线，辐射参量（如消光系数、吸收系数、非对称因子的光谱分布），以及地外太阳光谱。

lowtran7可以根据用户的需要，设置水平、倾斜、及垂直路径，地对空、空对地等各种探测几何形式，适用对象广泛。lowtran7的基本算法包括透过率计算方法，多次散射处理和几何路径计算。

1）多次散射处理

lowtran采用改进的累加法，自海平面开始向上直至大气的上界，全面考虑整层大气和地表、云层的反射贡献，逐层确定大气分层每一界面上的综合透过率、吸收率、反射率和辐射通量。再用得到的通量计算散射源函数，用二流近似解求辐射传输方程。

2）透过率计算

该模型在单纯计算透过率或仅考虑单次散射时，采用参数化经验方法计算带平均透过率，在计算多次散射时，采用k－分布法

3）光线几何路径计算

考虑了地球曲率和大气折射效应，将大气看作球面分层，逐层考虑大气折射效应

由于lowtran直接使用大气物理参数，因而需要按照下列方法计算出与lowtran使用的大气物理参数相对应的大气光学参数179页

4.modtran辐射传输模型

modtran可以计算0到50000cm^－1的大气透过率和辐射亮度，它在440nm到无限大的波长范围精度是2cm^－1，在22680到50000cm^－1紫外波（200-440nm）范围的精度是20cm^－1，在给定辐射传输驱动、气溶胶和云参数、光源与遥感器的几何立体对和地面光谱信息的基础上，根据辐射传输方程来计算大气的透过率以及辐射亮度。

cm^－1是表示波数，即使指在波的传播方向上单位长度内所含的波长的数目。

开发modtran是为例改进lowtran的光谱分辨率，modtran将光谱的半高全宽度（full width half maximum，FWHM）由lowtran的20cm^－1减少到2cm^－1，目前的modtran4.0它的光谱分辨率已经达到2cm^－1，改进了瑞利散射和复折射系数的计算精度，增加了disort计算太阳散射贡献的方位角相关选项，并将7种brdf模型引进到模型中，使地表的参数化输入成为可能。

1)modtran输入输出参数

控制运行参数：如何采用何种辐射传输程序，是否进行多次散射计算等。，主要在card1中完成，card5提供了多重复计算的选项

遥感器参数：如遥感器的波段参数，观测的波束（波长范围），其中在card1a中有是否输入遥感器波段响应函数的选项，在card1a3中输入波段响应函数的文件名，在card4中输入模拟计算的波长范围。

大气参数：其中大气模型通过card1中的选项确定，其他具体参数包括气溶胶主要通Card2来进行选择。

观测几何条件：在card1中有关于几何条件的选项，另外在card3中主要为几何参数的输入选项，它通过多种方式组合来实现几何参数的输入，可根据计算的方便进行选择。

地表参量：在card1中提供了地表参数设定的初步选项，所以只能在card4根据card1中设定的参数对地表的参数进行具体设定。

所有的输入都通过card1进行控制，然后在由后续的card进行具体社这

设定所有参数之后，就可以用modtran来模拟大气辐射传输过程

由卫星获得的表观反射率可以表示为

为目标反射率，为大气的路径辐射项等小反射率

为大气的光学厚度，为大气的半球反照率，为散射透过率，＝

在实际的工作中，我们可以用下面的公式：

为遥感器接收到的辐射亮度，为路径的程辐射

太阳下行总辐射，是大气层顶的太阳辐照度

为遥感器和目标之间的透过率，是直射透过率，

由此可以得出

将遥感器接收的辐射亮度和modtran4模拟的大气校正参数带入式子就可以进行校正。

ENVI采用模块化设计，它齐全的遥感影像处理功能连同丰富的二次开发函数库，组成了非常全面的影像处理系统。ENVI RT环境和ENVI/IDL环境为不同层次的用户提供了完整的影像处理工具，能满足大多数用户的专业应用需求。此外ENVI系统还拥有FLAASH、DEM、异常地物提取、SARscape等扩展功能模块，可满足更高级用户需求。

大气校正模块--FLAASH

　　ENVI独有的大气校正模块--FLAASH，由光学研究权威机构--光谱科学研究所与美国空气动力研究实验室（AFRL）及光谱信息技术应用中心（SITAC）共同研发。
　　FLAASH使用了目前精度最高的大气辐射校正模型 MODTRAN 4+ 辐射传输模型，它基于像元进行校正，不仅校正了由于漫反射引起的邻域效应，还可以进行卷云和不透明云层的分类图，并调整由于人为抑止而导致的波谱平滑。该模块可以处理各种高(多)光谱、卫星和航空数据(860nm/1135nm)，还能校正垂直成像数据和侧视成像数据。
FLAASH模块采用向导式流程，FLAASH纠正向导指导用户进行大气校正，能够在很短的时间内完成复杂的大气纠正工作。

DEM自动提取模块

　　越来越多的遥感影像处理用户需要通过精确的三维显示来更好地分析影像数据。ENVI 的DEM自动提取模块能够简单、快速地从ASTER、SPOT5、IKONOS、QuickBird、OrbView-3及航片的立体像对中创建DEM，而独特的向导工具使得DEM提取更加简便、自动。提取完成后还可以使用DEM编辑工具对DEM进行局部编辑。DEM模块全面支持RPC模型参数，尽可能用最少的地面控制点达到有效精度；此外用户还可以交互量测特征的高度或者是收集3D特征并导出为3D Shapefile格式文件。

ENVI-RX异常探测工具

　　随着遥感影像数据量的增长，从影像中提取信息所耗费的时间也成倍增多。实际上用户一般关心的是影像中发生异常的区域。ENVI-RX异常探测工具能够快速在影像中定位异常发生区域，帮助用户在更小的范围内快速准确地提取有用信息。
异常探测可应用于多个领域，包括精细农业上农作物胁迫的识别，林业上染病树木定位，以及地质学上珍稀矿石的寻找。在国防和情报分析应用中，能够于探测军事车辆等运动目标，能够通过识别土壤的细微变化检测出地雷埋设或部队行军等军事活动行动。
ENVI-RX异常探测工具采用了最新的RXD异常探测算法，该算法能够非常敏感地识别微弱异常。ENVI-RX异常检测工具提供了向导式的处理方法，简化了操作过程，用户无需专门知识就能使用该工具快速从影像上提取异常信息。

ENVI SARscape模块

　　ENVI具有全面的雷达数据处理功能。ENVI提供了许多特定的雷达数据分析工具，包括读取标准SAR格式的Radarsat和ERS-1数据；从CEOS格式数据中浏览和读取头文件信息；消除天线增益畸变；斜距校正；生成入射角图像；自适应纹理滤波；合成彩色图像；极化数据分析等工具。SARscape模块是在ENVI原有雷达处理模块的基础上，由瑞士Sarmap公司依托ENVI系统开发的用于InSAR/SAR数据处理的专业工具。SARscape模块进一步增强了 ENVI对雷达数据处理的能力。
　　 ENVI SARscape模块专门用于处理合成孔径雷达数据。目前SARscape模块支持ERS-1/2、JERS-1、RADARSAT-1以及ENVISAT ASAR数据。SARscape模块可以从SAR原数据开始处理，或是从SLC数据或多视角数据进行处理。除了能够处理振幅数据，SARscape模块也完全集成了各种干涉合成孔径雷达处理技术。
ENVI SARscape模块是构建在SARscape2.2基础之上的。SARscape2.2是当前市场上最先进的雷达数据处理软件之一。SARscape模块通过IDL编写的用户界面集成到ENVI系统中。IDL接口和ENVI软件环境使得用户能够自动进行InSAR/SAR数据的处理，并将它集成到各种复杂的工作流程中。

特征提取模块

Spear模块

ArcGIS ENVI格式读取模块

　　ArcGIS ENVI格式读取模块是为ArcGIS 8.X(或更高)软件提供的扩展模块，它使ArcGIS能够访问ENVI格式的影像文件。ENVI影像文件格式包括一个二进制文件以及一个相关联的ASCII码头文件。头文件中包含了用于读取影像数据的必要信息。

ENVI RemoteView模块

　　RemoteView是北美和欧洲国家广泛应用于提取影像信息的强大工具，它能够快速浏览GB级影像数据，并拥有丰富的多光谱分析工具。ENVI RemoteView模块，作为RemoteView和ENVI两个软件之间的桥梁，能够为RemoteView软件的用户增加ENVI强大的高光谱数据可视化和分析功能，同时ENVI用户也能够利用RemoteView软件的强大功能进行影像浏览和分析处理。