3.2 影像数据处理

3.2.1 Landsat8遥感影像预处理

由于遥感卫星在轨道运行时会受到一些因素的影响，如卫星传感器的高度和姿势角、大气折射、地球表面曲率、地形、地球自转等。这些因素都会造成传感器在成像时发生变形和畸变。由于太阳光线穿过大气层时发生折射、散射等物理现象，因此图像的实际灰度值会相对减少，从而引起图像信息量变化及图像模糊。所以，在使用遥感影像之前需要去除这些因素的影响。

3.2.2 辐射校正

一般情况下，遥感影像记录的是数字量化值（DN值），即采用DN值表示影像像元的属性特征，像元值不同表示地物信息不同；相近的地物特征，其DN值相近。首先辐射定标，将遥感影像的DN值转换成相对应的辐射亮度值或者地表发射率值，然后进行大气校正，辐射定标是大气校正的基础。大气校正是基于大气辐射传输模型消除大气中气溶胶、水汽以及其他大气成分对物体反射波谱的影响。

Landsat系列卫星各载荷的绝对辐射定标系数可以从美国USGS（http://glovis.usgs.gov/）网站下载，然后利用式（1-3-1）将Landsat卫星影像的DN值转换为辐射亮度值：

式中，Gain为定标斜率，单位为W · m−2 · sr−1· μm−1;DN为卫星载荷观测值；Bias为定标截距，单位为W · m−2 · sr−1· μm−1。

遥感应用中常用的大气校正模型：RADFIELD模型、5S模型、6S模型以及FLAASH模型等。本篇采用ENVI软件中的FLAASH（Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes）大气校正模块进行大气校正，采用MODTRAN4+ 辐射传输模型，并集成于遥感图像处理软件ENVI。

3.2.3 正射校正

正射校正就是利用校正模型对影像进行倾斜校正和投影校正，消除因传感器和地表引起的变形。RPC模型将地面点大地坐标D（经度，纬度，高程）与卫星影像像点坐标d（行，列）采用两个多项式的比值关联起来，构建两者的空间变换关系。本篇以2016年野外考察GPS信息点（可在影像上找到，共10个控制点）为基础，采用有理函数传感器模型对影像进行校正。

3.2.4 几何校正

几何校正就是将影像投影到某一选定的参考坐标系下并消除原始影像存在的几何形变。本篇利用控制点对影像做一般多项式模型校正，即基于10个控制点信息，选择高斯—克吕格投影模式及三次卷积内插法重采样进行图像点的精密校正，并保证控制点的总体均方根误差小于0.5；再以2014年遥感影像为基础，对2016年的影像数据进行几何校正，保证影像的几何一致性。