ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 187-202

Результаты географической привязки изображений AVHRR/NOAA в условиях оперативной обработки

С.Н. Катаманов 1 
1 Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток, Россия
Одобрена к печати: 30.11.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-187-202
Представлены результаты географической привязки, полученные при оперативной обработке изображений AVHRR/NOAA в Региональном спутниковом центре мониторинга окружающей среды (РСЦМОС) ДВО РАН. Технология географической привязки спутниковых изображений, созданная в РСЦМОС ДВО РАН, позволяет полностью в автоматическом режиме привязывать каждое изображение полного сеанса приёма с пиксельной точностью. Разработанный метод географической привязки основан на орбитальной модели движения SGP4 (с телеграммами NORAD TLE) в сочетании с математической моделью, которая достаточно точно учитывает все аспекты формирования изображения. Пиксельная точность привязки каждого изображения достигается вычислением оптимальных значений углов ориентации спутниковой платформы (крен, тангаж и рысканье) по автоматически рассчитанным реперным точкам или прогнозированием. При прогнозе привязки выполняется перенос значений углов ориентации спутниковой платформы, вычисленных по реперным точкам на изображениях, которые были сформированы на близлежащих витках орбиты с одинаковым направлением. Представлены результаты привязки длительной серии изображений AVHRR с действующих спутников серии NOAA (-15, -18, -19), полученных с 2009 г. по 2015 г. в РСЦМОС ДВО РАН. Также приведено сравнение с результатами привязки альтернативных методов, полученных при оперативной обработке в зарубежных спутниковых центрах. По web-ссылке (http://www.satellite.dvo.ru/gallery/sat_image) сайта РСЦМОС ДВО РАН размещена галерея RGB-изображений, по которым можно непосредственно оценить результаты автоматической привязки данных AVHRR/NOAA, полученных с 2006 г.
Ключевые слова: NOAA, AVHRR, спутниковые изображения, автоматическая географическая привязка, реперные точки, углы ориентации спутниковой платформы (крен, тангаж и рысканье), пиксельная точность, прогноз привязки, близлежащие витки орбиты, картографическая проекция
Полный текст

Список литературы:

  1. Катаманов С.Н. Точная географическая привязка изображений AVHRR/NOAA без реперных точек // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 78–91.
  2. Катаманов С.Н. Автоматический метод географической привязки изображений AVHRR/3 от полярно-орбитальных спутников серии MetOp // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 63–74.
  3. Эпштейн Ю.С., Гербек Э.Э. Метод точной географической привязки изображений AVHRR NOAA // Электронный журнал «Исследовано в России». 2001. № 41. С. 456–464.
  4. Bordes P., Brunel P., Marsouin A. Automatic Adjustment of AVHRR Navigation // J. Atmos. Ocean. Technol. 1992. Vol. 9. No. 1. P. 15–27.
  5. Brunel P., Marsouin A. Operational AVHRR navigation results // Int. J. Rem. Sens. 2000. Vol. 21. No. 5. P. 951–972.
  6. Crawford P.S., Scheidgen P., Harrmann O. Landmark correction for polar orbiters // EUMETSAT Meteorological Satellite Conf. Weimar, Germany. 2003. 8 p.
  7. Dybbroe A. Improved navigation of Advanced Very High Resolution Radiometer data at high latitudes // Tech. Proc. of the 14th International TOVS Study Conf. Beijing, China. 25–31 May 2005. 8 p.
  8. Emery W.J., Baldwin D.G., Matthews D. Maximum cross correlation automatic satellite image navigation and attitude corrections for open-ocean image navigation // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2003. Vol. 41. No. 1. P. 33–42.
  9. Esquerdo J.C.D.M., Antunes J.F.G., Baldwin D.G., Emery W.J., Junior J.Z. An automatic system for AVHRR land surface product generation // Int. J. Rem. Sens. 2006. Vol. 27. No. 18. P. 3925–3942.
  10. Eugenio F., Marques F. Automatic satellite image georeferencing using a contour-matching approach // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2003. Vol. 41. No. 12. P. 2869–2880.
  11. Eugenio F., Marcello J. Featured-based algorithm for the automated registration of multisensorial/multitemporal oceanographic satellite imagery // Open Access J.: Algorithms. 2009. Vol. 2. No. 3. P. 1087–1104.
  12. Huseby R.B., Halck O.M., Solberg R. A model-based approach for geometrical correction of optical satellite images // Int. J. Rem. Sens. 2005. Vol. 26. No. 15. P. 3205–3223.
  13. Kamekawa N. Navigation adjustment for polar orbital satellites // Meteorological Satellite Center Technical Note. Meteorological Satellite Center of JMA. February 2012. No. 57. P. 27–38. (In Japanese).
  14. Katamanov S.N. Automatic navigation of one pixel accuracy for meteorological satellite imagery // Proc. 1st Russia and Pacific Conf. on Computer Technology and Applications. Vladivostok, Russia. 2010. P. 269–274.
  15. Khlopenkov K.V., Trishchenko A.P., Luo Y. Achieving subpixel georeferencing accuracy in the Canadian AVHRR processing system // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2010. Vol. 48. No. 4. P. 2150–2161.
  16. Marsouin A., Brunel P., Atkinson N. AAPP documentation – Annex of scientific description: AAPP navigation // EUMETSAT. Version 1.3. October 2011. 29 p.
  17. Moreno J., Melia J. A method for accurate geometric correction of NOAA AVHRR HRPT Data // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 1993. Vol. 31. No. 1. P. 204–226.
  18. Patt F.S., Gregg W.W. Exact closed-form geolocation algorithm for Earth survey sensors // Int. J. Rem. Sens. 1994. Vol. 15. No. 18. P. 3719–3734.
  19. Pergola N., Tramutoli V. SANA: sub-pixel automatic navigation of AVHHR imagery // Int. J. Rem. Sens. 2000. Vol. 21. No. 12. P. 2519–2524.
  20. Pergola N., Tramutoli V. Two years of operational use of Sub-pixel Automatic Navigation of AVHRR scheme: accuracy assessment and validation // Rem. Sens. Env. 2003. Vol. 85. No. 2. P. 190–203.
  21. Rosborough G.W., Baldwin D., Emery W.J. Precise AVHRR image navigation // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 1994. Vol. 32. P. 644–657.
  22. Scheidgen P., Harrmann O., Crawford P.S. Improvement of image navigation by means of Doppler correction and landmark correction for polar orbiters // EUMETSAT Meteorological Satellite Conf. Dublin, Ireland. 2002. P. 168–173.
  23. Snyder J.P. Map projections – a working manual // USGS Professional Paper 1395. U.S. Government Printing Office, Washington. 1987. 383 p.
  24. Vallado D.A., Crawford P.S., Hujsak R., Kelso T.S. Revisiting spacetrack report #3 // AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conf. Keystone, CO. 21–24 August 2006. 94 p.
  25. Wessel P., Smith W.H.F. A global, self-consistent, hierarchical, high-resolution shoreline database // J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. No. B4. P. 8741–8743.