利用Sen2cor對哨兵2號（Sentinel-2）L1C多光譜數據進行輻射定標和大氣校正

04-19

歐空局（ESA）僅發布了哨兵2號（S2）的L1C級多光譜數據（MSI），L1C級數據是經過幾何精校正的正射影像，並沒有進行輻射定標和大氣校正。同時，ESA還對S2 L2A級數據就行了定義，L2A級數據主要包含經過輻射定標和大氣校正的大氣底層反射率數據（Bottom-of-Atmosphere corrected reflectance），但這個L2A數據需要用戶根據需求自行生產，為此，ESA發布了專門生產L2A級數據的插件Sen2cor。目前，SNAP對Sen2cor的支持並不好，很難在SNAP中直接調用Sen2cor，所以，這裡介紹下sen2cor的命令行配置步驟。當然，L2A級數據還包含一些別的產品，如氣溶膠厚度（Aerosol Optical Thickness, AOT）、大氣水蒸氣（Water Vapour Map, WVM）等。想要詳細了解S2各級產品數據、以及Sen2cor插件的，請參見以下鏈接，沒興趣的可以直接跳過。

S2用戶手冊：https://sentinel.esa.int/web/sentinel/technical-guides/sentinel-2-msi/products-algorithms
Sen2cor：http://step.esa.int/main/third-party-plugins-2/sen2cor/

具體演算法如何實現的不是我們關心的，有興趣的去查找相關用戶手冊和技術報告，這裡僅給實現步驟：

1. 首先，下載SNAP平台和Sen2cor插件：SNAP建議下載最新6.0 版（http://step.esa.int/main/download/），這裡主要用來查看S2數據；Sen2cor下載2.4獨立安裝版。

2. SNAP直接安裝就可以；Sen2cor解壓之後（文件夾名為：Sen2Cor-2.4.0-win64），放到自己的用戶文件夾下，如，C:UsersAdministratorAppDataLocal，然後雙擊運行其中的L2A_Process.bat文件。

3. 打開Windows自帶的命令提示符（Command Propmt, CMD），Win10 CMD在開始菜單的「Windows系統」下。然後，在CMD中進入到Sen2cor的路徑下，如：cd C:UsersAdministratorAppDataLocalSen2Cor-2.4.0-win64。之後，輸入命令，L2A_Process --help，如果返回以下結果，並且沒有錯誤，說明你的安裝沒有問題。

C:UsersAdministratorAppDataLocalSen2Cor-2.4.0-win64>L2A_Process --help

usage: L2A_Process.py [-h] [--resolution {10,20,60}] [--sc_only] [--cr_only]

[--refresh] [--GIP_L2A GIP_L2A]

[--GIP_L2A_SC GIP_L2A_SC] [--GIP_L2A_AC GIP_L2A_AC]

directory

Sentinel-2 Level 2A Processor (Sen2Cor). Version: 2.4.0, created: 2017.06.05,

supporting Level-1C product version: 14.

positional arguments:

directory Directory where the Level-1C input files are located

optional arguments:

-h, --help show this help message and exit

--resolution {10,20,60}

Target resolution, can be 10, 20 or 60m. If omitted,

all resolutions will be processed

--sc_only Performs only the scene classification at 60 or 20m

resolution

--cr_only Performs only the creation of the L2A product tree, no

processing

--refresh Performs a refresh of the persistent configuration

before start

--GIP_L2A GIP_L2A Select the user GIPP

--GIP_L2A_SC GIP_L2A_SC

Select the scene classification GIPP

--GIP_L2A_AC GIP_L2A_AC

Select the atmospheric correction GIPP

4. 然後，把Sen2cor的存放路徑（C:UsersAdministratorAppDataLocalSen2Cor-2.4.0-win64），添加到系統的環境變數中，具體步驟：我的電腦→右擊、屬性→高級系統設置→選擇環境變數→Path→編輯、新建，即可完成添加；這樣做的目的，是為了無論在什麼目錄下運行，Windows系統都可以找到Sen2cor插件。

5. 下載一景S2 L1C數據（建議使用Internet Download Management 下載，快且不間斷），解壓；然後，在CMD中，切換到你數據所在的文件夾，如：cd G:s2-gucheng（不熟悉CMD的，記得先使用G:切到G盤）；此時，你就可以在CMD中，根據Sen2cor語法要求（參見cmd給出的幫助信息），輸入處理命令了，語法結構基本上是：L2A_Process+數據相對路徑+可選參數，如：L2A_Process S2A_MSIL1C_20171005T030551_N0205_R075_T50SLJ_20171005T031513.SAFE --resolution=10 --refresh；當然，你也可以在CMD任意目錄下，輸入數據文件的絕對路徑進行處理，如：L2A_Process G:s2-guchengS2A_MSIL1C_20171005T030551_N0205_R075_T50SLJ_20171005T031513.SAFE --resolution=10 --refresh。

6. 然後，就焦急地等待Sen2cor慢慢生產吧，三種解析度全選，大約半小時左右。生產的L2A級數據，和L1C數據在同一文件夾下，命名規則和數據存放方式也相同，文件名僅把MSIL1C更新為了MSIL2A。

7. 在SNAP打開L2A數據，你會發現，較L1C數據，L2A的多光譜曲線變得正常了。如果，你不習慣SNAP，並且沒有最新的ENVI5.4，你可以通過自行構建多光譜數據，在ENVI5.3中查看，如何實現參見上一篇筆記。有問題歡迎交流：zhuyongchao10@163.com