Оценка абсолютной погрешности модуля атмосферной коррекции RACE по космическим снимкам со спутников Sentinel-2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье рассмотрены два модуля атмосферной коррекции RACE (A Robust Atmospheric Correction Procedure) и Sen2Cor семейства спутников дистанционного зондирования Земли Sentinel-2 (ESA) (уровень обработки снимков L2A) и их количественное сопоставление. Модулем RACE было обработано 22 сцены Sentinel-2 уровня обработки L1C с разными условиями съемки и большим разнообразием объектов. Оценка усредненной по всем сценам абсолютной погрешности по выведенным диапазонам альбедо проводилась каждой из 22 сцен для спектральных каналов B2, B3, B4 и B8 Sentinel-2. В результате оценки абсолютной погрешности RACE для рассмотренных спектральных каналов было показано, что модуль RACE по точности определения альбедо на уровне Земли сопоставим с модулем Sen2Cor.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Петр Александрович Защепко

ОАО «Пеленг»; Белорусский национальный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: 1zashchepko@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-1901-2818

инженер-исследователь 2 категории, ОАО «Пеленг», магистрант, Белорусский национальный технический университет

Белоруссия, Минск; Минск

Валентина Афанасьевна Зайцева

ОАО «Пеленг»

Email: zaitseva53@inbox.ru

ведущий инженер-исследователь, к. ф.- м. н.

Белоруссия, Минск

Ростислав Валерьевич Фёдорцев

Белорусский национальный технический университет

Email: feodrw@gmail.com

к. т. н., заведующий кафедрой «Технологическое оборудование», доцент

Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Stamnes K., Thomas E. G., Stamnes J. J. Radiative Transfer in the Atmosphere and Ocean. – Cambridge University Press: Cambridge, UK, 2017; 512p. doi: 10.1017/9781316148549.
  2. Earth remote sensing data from space. Radiometric correction of Earth remote sensing data from space obtained from optical-electronic observation spacecraft in the visible and near-infrared range. Requirements for algorithms: GOST R 59759-2021. – Introduction. 05/01/2022. – Moscow: Russian Institute of Standardization, 2021. 24 p. Данные дистанционного зондирования Земли из космоса. Радиометрическая коррекция данных дистанционного зондирования Земли из космоса, получаемых с космических аппаратов оптико-электронного наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Требование к алгоритмам: ГОСТ Р 59759-2021. – Введ. 01.05.2022. – Москва: Российский институт стандартизации, 2021. 24 с.
  3. Remote sensing of the Earth from space. Earth remote sensing data from space. Types of atmospheric correction: GOST R 70027-2022. – Introduction. 09/01/2022. – Moscow: Russian Institute of Standardization, 2022. 12 p. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Данные дистанционного зондирования Земли из космоса. Виды атмосферной коррекции: ГОСТ Р 70027-2022. – Введ. 01.09.2022. – Москва: Российский институт стандартизации, 2022. 12 с.
  4. Terez E. I., Terez G. A. i Lagunova M. I. Uchet releevskogo rasseyaniya zemnoj atmosfery pri fotometricheskih iskazheniyah. Uchenye zapiski Tavricheskogo nacional’nogo universitet imeni V. I. Vernadskogo. Seriya: fizika. – Simferopol’. 2008; 21: 117–124. Терез Э. И., Терез Г. А. и Лагунова М. И. Учет релеевского рассеяния земной атмосферы при фотометрических искажениях. Ученые записки Таврического национального университет имени В. И. Вернадского. Серия: физика. – Симферополь. 2008; 21: 117–124.
  5. Global reference atmosphere for altitudes from 0 to 120 km for aerospace practice. Parameters: GOST R 53460-2009. Introduction. 07/01/2010. – Moscow: Standartinform, 2009. 254 p. Глобальная справочная атмосфера для высот от 0 до 120 км для аэрокосмической практики. Параметры: ГОСТ Р 53460-2009. Введ. 01.07.2010. – Москва: Стандартинформ, 2009. 254 с.
  6. Katsev I. L., Prikhach A. S., Zege E. P., Kokhanovsky A. A. A robust atmospheric correction procedure for determination of spectral reflectance of terrestrial surfaces from satellite spectral measurements. Remote Sens. 2021;13 (9): 1831. Basel. doi: 10.3390/rs13091831.
  7. Copernicus Browser. URL: https://browser.dataspace.copernicus.eu/. [27.02.2025].
  8. Main-Knorn M., Pflug B., Louis J. M.B., Debaecker V., Müller-Wilm U., Gascon F. Sen2Cor for Sentinel-2. In Proceedings Volume10427, Image and Signal Processing for Remote Sensing XXIII; SPIE: Warsaw. Poland. 2017; 1042704.doi: 10.1117/12.2278218.
  9. Tynes H., Kattawar G. W., Zege E. P., Katsev I. L., Prikhach A. S., Chaikovskaya L. I. Monte Carlo and multicomponent approximation methods for vector radiative transfer by use of effective Mueller matrix calculations. Appl. Opt. 2001;40:400–412. doi: 10.1364/AO.40.000400.
  10. Barton J. S., Casey K., Chien J. Y.L., Digirolamo N. E., Klein A. G., Powell H. W., Tait A. B., Hall D. K., Riggs G. A., Solomonson V. V. Algorithm Theoretical Basis Document for the MODIS Snow and Sea Ice Mapping Algorithms. – Madison: Univ. Wisconsin, 2001. 45 p.
  11. Stepanova E. A., Skulkina N. A., Volegov A. S. / ed. Stepanova E. A. Fundamentals of measurement results processing – Yekaterinburg: Ural Publishing House. University. 2014. 95 p. Степанова Е. А., Скулкина Н. А., Волегов А. С. / под ред. Степановой Е. А. Основы обработки результатов измерения – Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та. 2014. 95 с.
  12. The state system of ensuring the uniformity of measurements. The measurements are direct and multiple. Methods of processing measurement results. The main provision: GOST R 8.736-2011. – Introduction. 01.01.2013. – Moscow: Standartinform,2019. – 19 p. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основное положение: ГОСТ Р 8.736-2011. – Введ. 01.01.2013. – Москва: Стандартинформ, 2019. – 19 с.
  13. Zorich V. A. Mathematical analysis. Part I. – It’s decreasing. 10th, SPANISH. – M.: ICNZO, 2019., ISBN 978-5-4439-4029-8, ISBN 978-5-4439-4030-4 (Part I). Зорич В. А. Математический анализ. Часть I. – Изд. 10-е, испр. – М.: МЦНЦО, 2019. ISBN 978-5-4439-4029-8, ISBN 978-5-4439-4030-4 (часть I).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Снимок (11.09.2022) с фрагментом земной поверхности сцена La Crau: а – уровень обработки L1C; b – уровень обработки L2A; c – уровень обработки RACE

Скачать (539KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гистограммы распределения альбедо для сцены La Crau: а – канал B2, b – канал B3, c – канал B4, d – канал B8

Скачать (402KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость распределения абсолютной погрешности альбедо от величины эталонного альбедо для сцены La Crau: а – канал B2, b – канал B3, c – канал B4, d – канал B8

Скачать (435KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Графики разброса абсолютных погрешностей RACE по диапазонам для сцены La Crau: а – канал B2, b – канал B3, c – канал B4, d – канал B8

Скачать (355KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Снимок (12.01.2024) с фрагментом земной поверхности сцена Антарктида: а – уровень обработки L1C; b – уровень обработки L2A; c – уровень обработки RACE

Скачать (227KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Графики разброса погрешности RACE относительно Sen2Cor по диапазонам, просуммированным по всем сценам: а – канал B2, b – канал B3, c – канал B4, d – канал B8

Скачать (380KB)
Метаданные

© Защепко П.А., Зайцева В.А., Фёдорцев Р.В., 2025