Калибровка данных приборов серии МСУ-МР для учёта высоких температур в задачах детектирования пожаров

Современные требования к спутниковым продуктам для мониторинга опасных явлений включают не только высокую точность измерений, но и достаточно широкий динамический диапазон регистрируемых значений, критически важный, например, для детектирования природных пожаров и оценки их последствий. Штатный продукт ИК-канала МСУ-МР (4-й канал, 4 мкм), создаваемый НКПОР Росгидромета, при переводе значений из цифровых отсчётов в яркостные температуры подвергается оконной фильтрации для устранения шумов, что приводит к потере высокотемпературных пикселей (~380 К) и, как следствие, к ухудшению потенциального качества детектирования и занижению оценок интенсивности пожаров.
В докладе рассматривается реализация калиброванного продукта МСУ-МР, построенного без учёта пространственного осреднения. Продукт формируется путём восстановления калибровочных коэффициентов ИК-каналов прибора и последующего расчёта яркостных температур напрямую из цифровых отсчётов (DN) - по методике, аналогичной штатной, но без процедур пространственного сглаживания. Проблема усугублялась отсутствием исходных калибровочных коэффициентов, необходимостью кросс-калибровки по штатным продуктам, а также геометрическими рассогласованиями каналов, проявляющимися в виде зонных сдвигов и артефактов сканирования.
В результате ключевые этапы реализации включают сопоставление гистограмм цифровых отсчётов и штатного потока излучения, на основе которого формируется таблица пересчёта (LUT) с исключением пикселей насыщения - это позволяет получить корректные значения излучения в области высоких температур. Полученный LUT применяется для расчёта собственных значений потока излучения, однозначно переводящихся в яркостные температуры. Геометрические рассогласования в виде зонных сдвигов сегментов устраняются процедурой сегментной коррекции, а артефакты сканирования - медианоподобным фильтром.
Результаты показали, что перекалиброванный продукт сохраняет высокотемпературные пиксели (до 370 К), которые в штатном продукте оказываются не достижимы. Это существенно улучшает возможность детектирования активных очагов горения и оценки интенсивности пожаров.
Таким образом, предложенный подход обеспечивает более точное воспроизведение тепловых аномалий по данным МСУ-МР и может быть использован в системах оперативного дистанционного мониторинга.
Работа выполнена с использованием мощностей ЦКП «ИКИ-Мониторинг» в рамках темы Минобрнауки «Мониторинг», гос. регистрация № 126031818938-6.