NPP/VIIRS DNB/SDR影像下载与预处理

记录一下千辛万苦找到的DNB/SDR传感器日数据处理

数据下载

1. 数据下载地址：
   https://www.bou.class.noaa.gov/saa/products/welcome;jsessionid=DBD319D633F64AD9DD4D2B52FB694124
   美国国家海洋和大气管理局(national oceanic and atmospheric administration，NOAA)下属综合性大型阵列数据管理系统(comprehensive large array-data stewardship system，CLASS)
2. 在“Please select a product to search”里选择
   数据筛选参数：
   Sensor Data Record：VIIRS Day Night Band SDR (SVDNB) (public 02/07/2012)
   Geolocation：VIIRS Day Night Band SDR Ellipsoid Geolocation (GDNBO) (public 02/07/2012)

下载前先GotoCart和Register，就可以发送至邮箱然后下载啦。

获取文件是h5格式（HDF5）
eg：GDNBO-SVDNB_npp_d20200412_t1726316_e1732120_b43830_c20200430012955351465_noac_ops.h5

由于NOAA修改了数据格式，现有hdf5格式数据在ENVI5.1貌似无法打开（几年前的hdf5是可以打开的）。
在ENVI IDL申请了ENVI5.5.3的45天许可，成功打开了h5格式数据，提取Radiance以及经纬度等投影信息，获取了可使用格式的日数据。

（个人重要记录部分）日数据预处理

由于日数据的时间分辨率相当高，比较常见用于渔船识别中。参考了两篇相似文献所使用的数据处理方法。

1. SDR数据空间分辨率为742m。
2. DNB/SDR数据的原始辐射单位为W/(sr·cm²)，其原始辐射值通常在10^-11～10^-8 W/(sr·cm²)之间，小数点后及有效辐射值前通常存在7到10个零，过小的辐射值会给数据读取和处理均带来不便，因此将原始辐射值统一乘10⁹，使其辐射单位变换为nW/(sr·cm²)，对应的辐射值也转换至10^-2 nW/(sr·cm²)以上
3. 选用维纳滤波对DNB影像进行降噪处理，除去白噪声。通过计算影像中3×3邻域内辐射值的均方差，依据最小均方差准则实现最优滤波。
4. 使用经验阈值，将所有辐射值低于0.3nW/cm²/sr的像元定义为背景再次去除。

参考文献：
[1]郭刚刚，樊 伟，薛嘉伦，张胜茂，张 衡，唐峰华，程田飞. 基于 NPP/VIIRS 夜光遥感影像的作业灯光围网渔船识别[J]. 农业工程学报，2017，33(10)：245－25
[2]陈冠宇，刘阳，田浩，叶振江，于海庆，李建超，田永军．以VIIRS-DNB数据为基础的黄海渔船夜间灯光动态．水产学报.

从NOAA获取的VIIRS_SDR_Users_Guide.pdf中了解到：
VIIRS数据分为三个级别：原始数据记录（RDR或级别0），SDR（或1级）和EDR（或2级）。 RDR数据包含用于航天器和传感器监控的工程和内务管理数据，以及用于SDR生产的科学数据。SDR数据是校准的辐射/反射率和亮度温度，具有地理位置。 SDR数据是诸如以下应用程序的EDR算法的输入云和气溶胶特性，海洋颜色，海陆温度，冰运动以及温度，火灾和地球的反照率。 气候学家还将使用VIIRS数据来增进我们对全球气候变化的了解。

月度和年度数据的下载地址在NOAA另一个地方…这数据组织得T-T
https://eogdata.mines.edu/download_dnb_composites.html

月度和年度数据时间分辨率相对较低，常用于城市识别、城市空间范围扩张、城市建筑密度等较长时序的研究；日数据时间分辨率高，因此用于灾情、渔船等对时间要求较高的研究中。
VIIRS也可以和DMSP/OLS（1992-2013）间进行校正，夜光数据时间序列可延长从1992年至今。