Первые результаты восстановления альбедо подстилающей поверхности по данным дзз в видимой и УФ области спектра

В 2013-2016 годах был осуществлен запуск трех новых российских спутников серии РЕСУРС-П с гиперспектральной аппаратурой ГСА на борту [1,2]. В стандартном режиме ГСА/Ресурс-П выполняет съемку поверхности Земли со спектральным разрешением 5-10 нм в спектральном диапазоне 400-1000 нм и пространственным разрешением 30 м. В специальном режиме спектральное разрешение ГСА/Ресурс-П может достигать 1-8 нм [3].
Одной из задач дистанционного зондирования является классификация подстилающих поверхностей по их спектральным характеристикам отражения. Такую классификацию возможно проводить, сопоставляя измеренные на орбите Земли СПЭЯ с набором СПЭЯ, рассчитанным для подстилающих поверхностей с различными спектральными характеристиками отражения.
Предварительную оценку коэффициента отражения поверхности можно сделать без атмосферной коррекции с помощью поиска на гиперспектральном изображении, покрывающем большую территорию, «типичных» поверхностей с небольшим альбедо. К таким «типичным» поверхностям можно отнести воду, почву, асфальт, некоторую растительность. Коэффициент отражения предварительно оценивается по результатам расчета спектрального расстояния или спектральной корреляцией между пикселями гиперспектрального изображения и «типичными» спектрами из спектральной библиотеки.
Полученное предварительное значение альбедо позволяет запустить итерационный процесс оценки оптической толщины аэрозоля, используя метод наименьших квадратов, и последующее уточнение альбедо. Другие параметры атмосферы опускаются из рассмотрения, т.к. слабо влияют на СПЭЯ
Далее, при работе с гиперспектральным изображением, значение аэрозольной оптической толщины, полученное для одной точки изображения распространяется на другие точки, т.к. атмосферу можно считать однородной в широких пределах.
В работе представлены первые результаты восстановления спектрального альбедо для гиперспектрального изображения по описанному алгоритму. Стандартная ошибка восстановления предлагаемого метода не превышает 15% для зенитного угла 35O. К недостатку разработанного метода можно отнести плохое восстановление альбедо в полосах сильного поглощения атмосферными газами, например, в полосе поглощения кислорода O2 (760 нм).
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках проекта № 15-55-04097.
1. Arkhipov S.A., Senik B.N., Zavarzin V.I. Developing and fabricating optical systems for a prospective remote-earth-probe spacecraft // J. Opt. Technol. 2013. V.80. № 1. P. 25-27. doi: 10.1364/JOT.80.000025.
2. Архипов С.А., Ли А.В., Линько В.М., Морозов С.А. Оптические системы современных космических видеоспектрометров: варианты и особенности схемных решений // Сборник материалов Восьмой науч.-техн. конф. “Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли”, 2011. С. 146–152
3. Заварзин В.И., Ли А.В. Методика определения спектральных характеристик гиперспектральной съемочной аппаратуры дистанционного зондирования Земли // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. №1(13). С. 1 – 13. doi: 10.18698/2308-6033-2013-1-517