Sentinel-2 L1C是经过几何精校正的大气表观反射率产品，可通过欧空局（https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home）免费下载。使用ENVI中的Radiometric Calibration 工具定标为辐射率（Radiance）目前版本存在问题，定标结果不正确，故特此编写Sentinel-2 L1C辐射率定标工具。本工具能正确的将Sentinel-2 L1C数据定标为10米4波段、20米9波段和60米11波段的辐射率（Radiance）数据，之后可以利用FLAASH工具进行大气校正。

一、 基本原理

Sentinel-2 L1C是大气表观反射率产品，辐射亮度值（）与大气表观反射率（）存在如公式（1）的数学关系，进而可由公式（2）求得。

其中：

：大气表观反射率

：辐射率，单位：

 d：日地距离，单位：天文单位，即太阳和地球之间的平均距离

：太阳辐照度，单位：

：太阳高度角，单位：度

本工具基于公式2将大气表观反射数据转为辐射率数据。

二、下载安装

方法1：使用 ENVI App Store 进行 ENVI 扩展工具的安装与管理。

App Store 下载地址：envi.geoscene.cn/appstore

方法2：手动下载 https://envi.geoscene.cn/appstore/radaennl1c

下载 zip 压缩包并解压，将得到的 extensions 和 custom_code 文件夹拷贝到如下 ENVI 安装路径，覆盖同名文件夹即可：

• ENVI 5.3 - C:\Program Files\Exelis\ENVI53\

• ENVI 5.4 及以上 - C:\Program Files\Harris\ENVI5x\

重启 ENVI 即可使用。

该工具直接使用了ENVI的OpenRaster函数打开哨兵2数据，由于哨兵2数据的格式有多次更改，使用该工具处理相应的哨兵2数据的前提为ENVI能打开待处理的哨兵2数据。ENVI5.3.1和ENVI5.4有相应的补丁，参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102y279.html。

如果是ENVI5.4.1版本，则支持所有格式的哨兵2数据。

三、 使用说明

(1) 在ToolBox中，启动/Extensions/Radiance Sentinel-2 L1C，如下图所示。下面为每个参数的详细说明：

图1 Sentinel-2 L1C 辐射率定标参数面板

• Input Sentinel-2 XML：Sentinel-2 L1C xml文件，2017年发布的xml文件为MTD_MSIL1C.xml。

• Sentinel-2 L1C辐射率定标工具提供三种辐射率定标方案：

  • Output Four 10m Bands：10m四个波段定标，即B2、B3、B4、B8。

  • Output Nine 20m Bands：20m九个波段定标，即B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B11、B12。

  • Output Eleven 60m Bands：60m十一个波段定标，即B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8A、B9、B11、B12。

注*：B8与B8A中心波长接近，B8A比B8波宽窄，而且但对于2）3）方案若保留B8则无法进行气溶胶反演（Aerosol Retrieval），故保留B8A。

• Scale Factor：缩放系数。默认值0.1，即乘以0.1，则输出单位为，与FLAASH要求输入的量纲相同。

• Resample Method：重采样方法，默认为Bilinear。

注*：

• • 高分辨率数据重采样为低分辨率数据时不推荐使用Nearest Neighbor。

  • 重采样只作用于方案2）3），方案1）无需重采样。

• Enter Suffix：输出影像的后缀。输出影像名称为S2X_ML1C_YYYY-MM-DD_ Zm_Suffix.dat。

其中：

• • A星，则X=A；B星则X=B

  • YYYY-MM-DD为影像拍摄日期

  • Z为输出影像空间分辨率，根据输出选项，Z为10、20或者30

  • Suffix为输入的后缀，默认为Radiance

  • 以示例数据为例，按照默认参数，则输出的4波段10m分辨率影像名称为：S2A_ML1C_2017-03-14_10m_Radiance.dat。

• Output Directory：输出文件路径。选择文件夹即可，不必设置文件名称。

• Display Result：是否在ENVI中显示辐射率影像。

(2) 选择相应参数，单击OK执行定标处理。

附：Sentinel-2数据介绍     

Sentinel-2包括A、B两颗卫星（简称以下S2A，S2B），其传感器性能相同。Sentinel-2影像基本参数和产品级别如下。

基本参数

表1. Sentinel-2 波段设置

产品级别

   Level-0： 原始数据。

   Level-1A：包含元信息的几何粗校正产品。

   Level-1B：辐射率产品，嵌入经GCP优化的几何模型但未进行相应的几何校正。

   Level-1C：经正射校正和亚像元级几何精校正后的大气表观反射率产品。

注：目前国内用户仅能下载Level-1C数据。