Оценка погрешности расчета NDVI при использовании
эмпирических методов учета влияния атмосферы

В ходе ряда исследований показана возможность использования данных гиперспектральных наблюдений из космоса для расчета не только общеизвестных широкополосных индексов вегетации, но и узкополосных, что, в первую очередь, определяется высоким спектральным разрешением гиперспектральной аппаратуры, при этом задача учета влияния атмосферы не имеет однозначного решения. В условиях отсутствия данных о состоянии атмосферы на момент съемки часто используют такие эмпирические методы коррекции, как DOS, COST и Flat Field Correction.
В докладе представлены результаты работ по оценке погрешности расчета NDVI при использовании эмпирических методов атмосферной коррекции данных ГСА/Ресурс-П, в сравнении с результатами коррекции с помощью программного пакета 6S.
С целью расчета эталонных значений NDVI использованы атмосферно скорректированные значения КСЯ из продукта MOD09, полученного на основе данных съемки MODIS/Terra. Поскольку использование данных MODIS/Terra позволяет получить только широкополосные индексы, данные ГСА/Ресурс-П в ходе работы преобразованы в соответствии с функциями спектральной чувствительности красного (1) и ближнего ИК (2) каналов MODIS/Terra. Вторичный эталон NDVI рассчитан по данным ГСА/Ресурс-П после атмосферной коррекции. Параметры состояния атмосферы получены на основе продуктов MOD07, MOD04, MOD09, а также по данным сети AERONET. По результатам работы сделан вывод о том, что для уменьшения погрешности расчета индексов необходимо предварительно выполнить коррекцию значений СПЭЯ на верхней границе атмосферы, измеренных ГСА/Ресурс-П. Соответствующая коррекция выполнена путем кросскалибровки данных ГСА/Ресурс-П по данным MODIS/Terra.
Сделано заключение, что использование эмпирических методов атмосферной коррекции приводит к уменьшению погрешности расчета NDVI по сравнению с расчетом без атмосферной коррекции. Наименьшую погрешность дает метод «модифицированный DOS», в котором расчет атмосферной дымки выполняется по темному объекту с вычитанием СПЭЯ, соответствующей КСЯ объекта 0.01. В диапазоне значений NDVI от 0.3 до 0.6 абсолютная погрешность расчета находится в пределах 0.02, что соответствует номинальному значению погрешности для продукта MOD13Q, содержащего декадные композиты NDVI. Тем не менее, если задача связана с расчетом NDVI для открытой почвы или для участков поверхности с угнетенной растительностью, может возникнуть необходимость выполнения полной атмосферной коррекции, предполагающей наличие данных о состоянии атмосферы.
Работа выполнена в рамках рабочей группы по вопросам отработки технологий целевого применения гиперспектральной аппаратуры космического аппарата «Ресурс-П».