ENVI下基于GLT的风云三号气象卫星几何校正研究

　　1　引　言

　　气象卫星具有覆盖范围大、重返周期短等特点,广泛应用于气象灾害监测、气候变化监测、海洋、环境监测、农作物长势监测和估产等领域。气象卫星空间分辨率比较低,地面控制点很难选取而且选择的意义不大,通过地面控制点利用二次多项式几何校正方法对这类卫星影像进行几何校正已经不适用了。风云三号气象卫星于2008年5月成功发射,发射质量为2400kg,在轨飞行尺寸为4·46m×10m×3·79m,轨道高度836·4km,倾角98·753°,周期101·496分,使用寿命2年以上。风云三号气象卫星装载的探测仪器有:10通道可见光红外扫描辐射计、20通道红外分光计、20通道中分辨率成像光谱仪、臭氧垂直探测仪、臭氧总量探测仪、太阳辐照度监测仪、4通道微波温度探测辐射计、5通道微波湿度计、微波成像仪、地球辐射探测仪和空间环境监测器[1]。其中可见光红外扫描辐射计(Visible and InfraRed Radi-ometer,VIRR)的主要任务是通过对地扫描方式获取地球的可见光、红外二维影像信息[2],星下点分辨率1·1km,扫描宽度3000km。本文研究将GLT几何校正法应用于VIRR的几何校正。

　　2　HDF5格式

　　HDF (Hierarchical Data Format)的全称为层次式文件格式,HDF文件格式是一种具有自我描述性、可扩展性、自我组织性的可用于绝大多数科学研究的储存格式[3]。HDF5是HDF系列格式的最新版本,为了充分利用当今计算机系统的能力和特点,克服HDF4·x的不足。采用了二叉树的方式建立文件内容的“索引”,通过“索引”可以方便快捷的访问数据内容,支持大于2G的文件管理(HDF4·X的极限),支持并行I/O。HDF 5支持跨平台,它所支持的操作系统包括windows、linux、unix等主流操作系统。目前,大多数的气象卫星使用HDF5作为储存数据格式,包括我国的风云系列卫星、美国的NO-AA系列气象卫星、MODIS数据等。

　　3　GLT几何校正法

　　VIRR影像文件包含每个初始像元的地理定位信息,以几何文件(经纬度)方式提供。GLT几何校正法利用输入的几何文件生成一个地理位置查找表文件(Geographic Lookup Table,GLT),从该文件中可以了解到某个初始像元在最终输出结果中实际的地理位置。地理位置查找表文件是一个二维图像文件,文件中包含两个波段:地理校正影像的行和列。文件对应的灰度值表示原始影像每个像素对应的地理位置坐标信息,用有符号整型储存,它的符号说明输出像元是对应于真实的输入像元,是由邻近像元生成的填实像元(infill pixel)。符号为正时说明使用了真实的像元位置值;符号为负时说明使用了邻近像元的位置值,值为0说明周围7个象元内没有邻近像元位置值。GLT文件包含初始影像每个像元的地理定位信息,它的校正精度很高。避免了通过地面控制点利用二次多项式几何校正法对低分辨率影像数据的处理。