Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
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. 2023. Т. 20. № 4. С. 30-41

Абсолютная радиометрическая калибровка и валидация данных КА «Аист 2Д» на основе съёмки Луны

А.И. Васильев 1 , А.С. Стремов 1 , В.П. Коваленко 1 , С.В. Ромайкин 1 , А.В. Коржиманов 2 
1 Научный центр оперативного мониторинга Земли, Москва, Россия
2 АО «РКЦ «Прогресс», Самара, Россия
Одобрена к печати: 14.08.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-30-41
Рассматривается принципиальная возможность абсолютной радиометрической калибровки и валидации данных российского опытно-технологического космического аппарата (КА) «Аист 2Д» на основе съёмки Луны. Для этого, во-первых, была проведена серия съёмок Луны в период ноябрь 2021 г. – март 2022 г. и выполнена предобработка данных дистанционного зондирования Земли в части детектирования и оконтуривания лунного диска, а также оценки средних значений цифровых отсчётов в спектральных каналах. Во-вторых, на основе значений коэффициента спектральной яркости Луны, рассчитанного с использованием аналитической модели ROLO 311g, выполнен расчёт градуировочных характеристик (среднеквадратическая ошибка (СКО) регрессии для спектральных каналов составляет около 1 Вт•м–2•ср–1•мкм–1), а также оценка стабильности съёмочной системы — отклонение от медианного значения мультипликативного фактора составляет 2–3 % в зависимости от спектрального канала. В-третьих, для оценки корректности измерений с использованием рассчитанного мультипликативного фактора в период январь – март 2022 г. была выполнена съёмка полигонов RadCalNet, а также псевдоинвариантных полигонов Libya 4 и Niger 3. Учитывая, что данные наземных измерений RadCalNet были доступны только для полигона Gobabeb, выборка обогащалась на основе данных съёмок КА Landsat и Sentinel тех же полигонов пересчётом спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) с использованием методики кросскалибровки. В итоге полученные оценки демонстрируют абсолютную точность измерений СПЭЯ 4,72–11,59 % (в зависимости от спектрального канала) на основе результатов калибровки по данным съёмки Луны. При этом валидация результатов кросскалибровки (с использованием данных Sentinel) на основе измеренной СПЭЯ Луны показала 2,03–10,16 % в зависимости от спектрального канала.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, космический аппарат, «Аист 2Д», абсолютная радиометрическая калибровка, коэффициент спектральной яркости Луны, съёмка Луны, ROLO, полигоны RadCalNet, кросскалибровка, Landsat, Sentinel
Полный текст

Список литературы:

  1. Васильев А. И., Стремов А. С., Коваленко В. П. Исследование данных комплекса широкозахватной мультиспектральной аппаратуры КА «Ресурс-П» для решения спектрометрических задач // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 36–51. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-36-51.
  2. Васильев А. И., Ромайкин С. В., Коржиманов А. В. Алгоритмы обработки изображений Луны для абсолютной калибровки съемочных систем ДЗЗ // Материалы 20-й Международ. конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». М.: ИКИ РАН, 2022. С. 23. DOI: 10.21046/20DZZconf-2022a.
  3. Опытно-технологический малый космический аппарат «Аист 2Д». Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2017. 324 с.
  4. Стремов А. С., Васильев А. И., Коваленко В. П. Методика замещающей калибровки данных группировки КА «Канопус-В» на основе длительного наблюдения полигонов RadCalNet // Ракетно-косм. приборостроение и информац. системы. 2021. Т. 8. Вып. 4. С. 23–30. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2021.8.4.23.30.
  5. Bouvet M., Thome K., Berthelot B. et al. RadCalNet: A Radiometric Calibration Network for Earth Observing Imagers Operating in the Visible to Shortwave Infrared Spectral Range // Remote Sensing. 2019. V. 11. Article 2401. https://doi.org/10.3390/rs11202401.
  6. Czapla-Myers J., McCorkel J., Anderson N. et al. The Ground-Based Absolute Radiometric Calibration of Landsat 8 OLI // Remote Sensing. 2015. V. 7. P. 600–626. https://doi.org/10.3390/rs70100600.
  7. Dinguirard M., Slater P. N. Calibration of Space-Multispectral Imaging Sensors // Remote Sensing of Environment. 1999. V. 68(3). P. 194–205. DOI: 10.1016/s0034-4257(98)00111-4.
  8. Kieffer H. H. Photometric Stability of the Lunar Surface // Icarus. 1997. No. 130(2). P. 323–327. https://doi.org/10.1006/icar.1997.5822.
  9. Kieffer H. H., Stone T. C. The Spectral Irradiance of the Moon // The Astronomical J. 2005. No. 129(6). P. 2887–2901. DOI: 10.1086/430185.
  10. Markham B. L., Barsi J. A. Landsat-8 operational land imager on-orbit radiometric calibration // 2017 IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2017. P. 4205–4207. DOI: 10.1109/igarss.2017.8127929.
  11. Meygret A., Blanchet G., Colzy S., Mounier F., Gross-Colzy L., Buil C. Progress on Extra-terrestrial Target Based Calibration techniques using PLEIADES-HR satellites // Working Group on Calibration and Validation (WGCV): 41: Infrared Visible and Optical Sensors (IVOS). Tucson, 15–17 March 2017. 28 p.
  12. Stone T. C., Kieffer H., Lukashin C., Turpie K. The Moon as a Climate-Quality Radiometric Calibration Reference // Remote Sensing. 2020. V. 12(11). Article 1837. DOI: 10.3390/rs12111837.
  13. Thuillier G. The solar spectral irradiance from 200 to 2400 nm as measured by the SOLSPEC spectrometer from the Atlas and Eureca missions // Solar Physics. 2003. V. 214(1). P. 1–22. DOI: 10.1023/a:1024048429145.
  14. Wilson N., Greenberg J., Jumpasut A., Collison A., Weichelt H. Absolute Radiometric Calibration of Planet Dove Satellites, Flocks 2p & 2e. San Francisco, CA, USA: Planet Labs, 2017. 2 p.