Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №2. С. 123-137
Полетная радиометрическая кросс-калибровка комплекса многозональной спутниковой съемки на КА «Метеор-М» №1 по спектрорадиометру MODIS на КА Terra
Б.С. Жуков
1 , Т.В. Кондратьева
1 , И.В. Полянский
1 , Л.И. Пермитина
2 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Научный центр оперативного мониторинга Земли, Федеральное космическое агентство, Москва, Россия
На КА «Метеор-М» №1 установлен комплекс многозональной спутниковой съемки (КМСС), в состав которого входят две трехзональные камеры МСУ-100 с пространственным разрешением 60 м и одна трехзональная камера МСУ-50 с разрешением 120 м. Полетная радиометрическая кросс-калибровка камер КМСС проводится ежегодно по спектрорадиометру МОDIS на КА Terra с использованием данных съемок однородного снежного покрова в районе с географическими координатами 70-80° ю.ш., 90-130° в.д. на высокогорном Антарктическом плато. Путем моделирования спектров отражения природных объектов на верхней границе атмосферы получены регрессионные соотношения, позволяющие пересчитывать значения коэффициентов спектральной яркости (КСЯ), измеряемые в спектральных зонах КМСС и MODIS. По данным MODIS получены калибровочные функции, аппроксимирующие зависимость КСЯ антарктического снега на верхней границе атмосферы от углов наблюдения и Солнца для каждого канала камер КМСС. Кросс-калибровка КМСС и MODIS проводится путем сопоставления значений КСЯ снежного покрова Антарктиды, измеряемых элементарными детекторами линейных ПЗС-фотоприемников камер КМСС, с калибровочными функциями. Для каждого элементарного детектора проводится усреднение измерений по нескольким десяткам тысяч отсчетов. Точность относительной радиометрической калибровки камер КМСС оценивается в ~2%, абсолютной - 6-7%. Приводятся распределения коэффициента чувствительности для каждого канала камер КМСС по данным калибровок зимой 2012-2013 гг. Изменение чувствительности в полете за время наблюдений с 2010 по 2013 гг. сопоставимо с ошибками калибровок. Более надежное заключение о деградации чувствительности камер в полете требует более длинного ряда наблюдений.
Ключевые слова: КМСС, MODIS, полетная радиометрическая калибровка, КСЯ снега, индикатриса рассеяния снега
Полный текстСписок литературы:
- Аванесов Г.А., Полянский И.В., Жуков Б.С., Никитин А.В., Форш А.А. Комплекс многозональной спутниковой съёмки на борту КА «Метеор М» № 1: три года на орбите // Исследование Земли из космоса. 2013. № 2. С. 74–83.
- Ваваев В.А., Василейский А.С., Жуков Б.С., Жуков С.Б., Куркина А.Н., Полянский И.В. Наземная калибровка камер КМСС для КА «Метеор-М» №1 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Вып. 6. Т. 1. С. 251-258.
- Жуков Б.С., Василейский А.С., Жуков С.Б., Зиман Я.Л., Полянский И.B., Бекренев О.В., Пермитина Л.И. Предварительная обработка видеоданных КМСС c КА «Метеор-М» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Вып. 5. Т. 1. С. 260-266.
- Dumont M., Brissaud O., Picard G., Schmitt B., Gallet J.-C., Arnaud Y. High-accuracy measurements of snow bidirectional reflectance distribution function at visible and NIR wavelengths – comparison with modelling results // Atmos. Chem. Phys. 2010. Vol. 10. P. 2507–2520.
- Loeb N. G. In-flight calibration of NOAA AVHRR visible and near-IR bands over Greenland and Antarctica // Int. J. Remote Sensing. 1997. Vol. 18. No. 3. P. 477 – 490.
- Masonis S. J., Warren S.G.. Gain of the AVHRR visible channel as tracked using bidirectional refectance of Antarctic and Greenland snow // Int. J. Remote Sensing. 2001. Vol. 22. No. 8. P. 1495–1520.
- Tahnk W.R, Coakley J.A. Jr. Improved calibration coefficients for NOAA-12 and NOAA-15 visible and near-IR channels // J. Atmos. Oceanic Technol. 2002. Vol. 19. 1826-1833.
- Warren S.G., Brandt R.E., Hilton P.R. Effect of surface roughness on bidirectional reflectance of Antarctic snow // J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. No. E11. P. 25789-25807.
- Wu A.S., Xiong X.X., Doelling D.R., Morstad D., Angal A., Bhatt R. Characterization of Terra and Aqua MODIS VIS, NIR, and SWIR Spectral Bands' Calibration Stability // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2013. Vol. 51. No.7. P. 4330-4338.