Исследование влияния метеорологических условий на оптические свойства атмосферы при дистанционном зондировании Земли в ночное время

Мультиспектральное дистанционного зондирование ночной поверхности Земли позволяет детектировать и классифицировать ночные огни и инфракрасные источники от людских поселений, транспортной инфраструктуры (автомобили, корабли), индустриальных объектов (газовые факелы, сталелитейные и цементные печи, электростанции), лесных пожаров, извержений вулканов и т.п. Спутниковые наблюдения ночных огней на поверхности Земли осложняются локальной вариацией оптических свойств атмосферы вследствие поглощения и рассеяния излучения от исследуемых объектов (облака, туман, аэрозоли и осадки) и паразитной засветки (лунный свет, полярное сияние, космические лучи).
В докладе представлен метод локальной оценки коррекции атмосферных искажений на спутниковых снимках. В основу методов были положены модели многократного рассеивания световых лучей в атмосфере, позволяющие учитывать оптическую плотность атмосферы, т.е. величину, характеризующую ослабление света в среде за счет его поглощения и рассеяния (Narasimhan, Nayar, 2003; Metari, Deschenes, 2007). Однако предыдущие работы были направлены в первую очередь на компьютерный синтез и оценку эффекта погодных условий (туман, дождь) на фотографиях и в компьютерных играх. В представляемой работе предпринята попытка адаптировать предложенные модели для случая спутниковых изображений.
Результаты работы позволят не только выделять на мультиспектральных изображениях области малых атмосферных искажений (выделять участки, размытые или полностью закрытые облаками), но и частично видеть «сквозь облака» с помощью восстановления (деконволюции) размытых и спектрально искаженных данных ДЗЗ с учетом локальных метеорологических условий, что в свою очередь повысит надежность детектирования и точность оценки параметров (яркость, повторяемость, температура, субпиксельный размер, оптическая толща атмосферы, размер аэрозольных частиц) для источников видимого и ИК излучения на ночной стороне Земли.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-07-07710 “Исследование влияния метеорологических условий на оптические свойства атмосферы в видимом и ИК диапазонах при дистанционном зондировании Земли в ночное время”.

1. S. Metari, F. Deschenes. A new convolution kernel for atmospheric point spread function applied to computer vision // Труды 11-й Международной конференции по компьютерному зрению ICCV 2007, Рио-де-Жанейро, Бразилия. 2007. Стр. 1-8.
2. S. G. Narasimhan, S. K. Nayar. Shedding light on the weather // In Proc. CVPR. 2003. Стр. 665-672