Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 2. С. 251-259
Исследование влияния метеорологических условий на оптические свойства атмосферы при дистанционном зондировании Земли в ночное время
А.А. Пойда
1 , М.Н. Жижин
2, 3, 4 , А.В. Андреев
2 1 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
3 Университет Колорадо, Брумфилд, США
4 Национальный информационный центр по окружающей среде НОАА, Болдер, США
Одобрена к печати: 20.12.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-2-251-259
Мультиспектральное дистанционное зондирование ночной поверхности Земли позволяет детектировать и оценивать различные параметры световых и инфракрасных источников, включая яркость, температуру, площадь и т. д. Одной из ключевых сложностей при этом является локальная вариация оптических свойств атмосферы вследствие поглощения и рассеяния излучения от исследуемых объектов (облака, туман, аэрозоли и осадки). В статье представлен метод локальной оценки и коррекции атмосферных искажений на спутниковых снимках, полученных в ночное время суток. В основу метода легли модели многократного рассеивания световых лучей в атмосфере, позволяющие учитывать её оптическую плотность и средний размер аэрозольных частиц (туман, дождь). В отличие от предыдущих работ, которые были ориентированы в первую очередь на компьютерный синтез и оценку эффекта погодных условий на ночных фотоснимках и в компьютерных играх, данная работа направлена на анализ спутниковых изображений ночной поверхности Земли и определение истинных параметров объектов съёмки (электрических огней, газовых факелов), локальных атмосферных и погодных условий (облака, смог, дымовые шлейфы). Результаты работы позволят выделять на мультиспектральных изображениях области малых атмосферных искажений, а также восстанавливать размытые и спектрально искажённые данные ДЗЗ с учётом локальных метеорологических условий.
Ключевые слова: ДЗ ночной поверхности Земли, оптические свойства атмосферы, коррекция атмосферных искажений
Полный текстСписок литературы:
- Жижин М. Н., Пойда А. А., Тютляева Е. О., Коноплев В. В., Элвидж К. Мониторинг ночных судовых огней по данным VIIRS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. C. 101–119.
- Cao C., Bai Y. Quantitative Analysis of VIIRS DNB Nightlight Point Source for Light Power Estimation and Stability Monitoring // Remote Sens. 2014. V. 6. P. 11915–11935.
- Elvidge C. D., Baugh K. E., Zhizhin M., Hsu F. C. Automatic Boat Identification System for VIIRS Low Light Imaging Data // Remote Sens. 2015. V. 7(3). P. 3020–3036.
- Lagarias J. C., Reeds J. A., Wright M. H., Wright P. E. Convergence Properties of the Nelder-Mead Simplex Method in Low Dimensions // SIAM J. Optimization. 1998. V. 9. No. 1. P. 112–147.
- McHardy T. M., Zhang J., Reid J. S., Miller S. D., Hyer E. J., Kuehn R. E. An improved method for retrieving nighttime aerosol optical thickness from the VIIRS Day/Night Band // Atmospheric Measurement Techniques. 2015. V. 8. Iss. 11. P. 4773–4783.
- Metari S., Deschenes F. A new convolution kernel for atmospheric point spread function applied to computer vision // Proc. IEEE 11th Intern. Conf. Computer Vision (ICCV, 2007). Rio de Janeiro, Brazil, 2007. P. 1−8.
- Narasimhan S. G., Nayar S. K. (2003a) Shedding light on the weather // Proc. 2003 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR’03). 2003. P. 665–672.
- Narasimhan S. G., Nayar S. K. (2003b) Interactive (De) weathering of an image using physical models // IEEE Workshop on Color and Photometric Methods in Computer Vision (In Conjunction with ICCV). Nice, France, 2003. P. 528–535.