Алгоритм атмосферной коррекции данных спутникового сканера MODIS в области солнечного блика

Предложенный нами ранее новый алгоритм атмосферной коррекции данных спутникового сканера цвета MODIS позволяет осуществлять коррекцию солнечных бликов по данным самого сканера MODIS без привлечения дополнительной информации о скорости ветра. Его применимость показана путем сравнения с данными судовых измерений в отдельных точках в Атлантическом океане и Каспийском море (материалы Шестой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», 2009 г).
Цель настоящей работы - применение вышеуказанного алгоритма для построения изображений по данным сканера цвета MODIS, скорректированных на солнечный блик.
Напомним, что в новом алгоритме яркость на верхней границе задается шестью неизвестными коэффициентами: двумя для крупной и мелкой фракции аэрозоля в двупараметрической модели аэрозольной яркости, тремя для малопараметрической модели водной толщи и неселективным множителем, характеризующим вклад блика. Пренебрегая вышедшим из воды излучением в ближнем ИК диапазоне (748, 869, 1240 нм) находим аэрозольные яркости и неселективный множитель, определяемый распределением уклонов на морской поверхности и геометрией наблюдения. При известном вкладе блика, решение обратной задачи сводится к нахождению пяти неизвестных коэффициентов для вклада воды и аэрозоля. Необходимая точность решения достигается применением метода итераций.
Алгоритм атмосферной коррекции реализован в виде программ, работающих с подготовленным файлом первого уровня L1B, который содержит 27 входящих параметров: яркости на верхней границе атмосферы для 10 длин волн, рэлеевские яркости для 10 длин волн, зенитные и азимутальные углы солнца и спутника, оптическую толщину озона, давление и глубину моря. Для его создания используются файлы первого уровня MODIS с разрешением 1 км и 500м и соответствующие метеофайлы.
В результате для каждого пикселя получаются спектральные значения нормализованной яркости водной толщи, оптической толщины аэрозоля и коэффициента отражения от взволнованной морской поверхности.
В работе представлены результаты применения разработанного алгоритма для разных акваторий мирового океана. Полученные с помощью нашего алгоритма коэффициенты яркости воды лучше совпадают с данными натурных измерений в области солнечного блика, чем полученные с помощью стандартного алгоритма SeaDAS. Увеличивается количество пикселей для которых может быть решена обратная задача. Также применение алгоритма позволяет устранить наиболее распространенную ошибку – отрицательные значения нормализованной яркости для спектральных каналов 412 и 443 нм, возникающие при обработке снимков высоких широт и прибрежных вод.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 10-05-00936.