Характеристика спектральных зон IKONOS и их

Спектральные зоны IKONOS
и их радиометрическая калибровка и коррекция.
В этой статье кратко описаны характеристики спектральных зон снимков IKONOS и методы их
радиометрической калибровки и коррекции. Уравнения и коэффициенты радиометрической
коррекции используются для того, чтобы приводить цифровые характеристики зональных снимков к
соответствующим спектральным зонам с учётом характеристик оптического тракта камеры (Li,j,k).
Такие данные и переходные коэффициенты дают пользователям основу для изучения свойств
объектов местности отображенных на снимках IKONOS с точки зрения их спектральных свойств.
Спектральные зоны
В таблице 1 приведены параметры, которые характеризуют спектральные зоны, регистрируемые
на снимках IKONOS
Таблица 1. Параметры спектральных зон.
Спектральные
зоны
Менее
50%
(нм)
Более
50%
(нм)
Ширина
спектральной
зоны
(нм)
Среднее
значение (нм)
Панхроматический
525.8
928.5
403
727.1
MS-1 (Голубой)
444.7
516.0
71.3
480.3
MS-2 (Зелёный)
506.4
595.0
88.6
550.7
MS-3 (Красный)
631.9
697.7
65.8
664.8
MS-4 (БИК)
757.3
852.7
95.4
805.0
Примечание: Ширина спектральной зоны приведена на уровне половины максимума амплитуды.
Спектральная чувствительность съемочной аппаратуры спутника IKONOS была установлена
аналитически, путём сравнения данных стандартных образцов с известной спектральной
отражательной способностью и значений спектральных характеристик этих же объектов на снимках
IKONOS. Полученные функции, описывающие спектральную чувствительность, были нормализованы
и нанесены на графики, представленные на рис. 1 и 2 для панхроматического и мультиспектрального
диапазона соответственно.
Функции, описывающие спектральную чувствительность сенсора, могут быть использованы для
вычисления спектральной плотности потока в каждом диапазоне в соответствии с результатами
калибровки съемочной аппаратуры по спектральным характеристикам.
Коэффициенты радиометрической калибровки
Определение коэффициентов радиометрической калибровки IKONOS
Коэффициенты радиометрической калибровки были разработаны для того, чтобы можно было
сопоставить параметры цифрового изображения IKONOS с излучением объекта в данном
спектральном диапазоне. Излучение в каждом диапазоне характеризуется плотностью потока,
замеренного в каждом спектральном канале IKONOS, которые в свою очередь являются интегральной
величиной от соответствующей спектральной чувствительности сенсора и спектральной плотности
потока от источника излучения в диапазоне длин волн от 350 до 1035 нм:
Lk = ∫ L(λ ) Rk ' (λ )dλ
, где
Lk - излучение в диапазоне к-канала IKONOS (mW/cm2-sr)
L(λ) - Спектральная чувствительность самого сенсора (mW/cm2-sr-μm)
Rk’(λ) - нормализованное значение спектральной чувствительности сенсора IKONOS, взятое с графиков на рисунках
1 и 2.
λ - длина волны (μm)
Радиометрическая коррекция снимков IKONOS
Все продукты IKONOS могут быть радиометрически откорректированы с использованием
динамической настройки диапазона съемки (RDA), необходимость этой операции указывается при
заказе. Это самая первая ступень обработки, которая помогает сделать снимки более удобными для
дешифрирования. Снимки, которые не были откорректированы, не теряют точности передачи
спектральных характеристик, и к ним могут быть применены коэффициенты радиометрической
калибровки.
При радиометрической обработке цифровые значения пикселей (DN) могут приводиться к
физическим единицам, характеризующим излучение в каждом канале с помощью уравнения:
Li , j ,k =
DN i , j ,k
CalCoef k
, где
i,j,k - IKONOS пиксели изображения i,j в спектральном канале k;
Li,j,k - спектральное излучение на входной апертуре сенсора(mW/cm2*sr );
CalCoefk- Радиометрический калибровочный коэффициент (DN*cm2*sr/mW);
DNi,j,k - цифровые значения пикселя (DN).
В таблицах 2 и 3 представлены переходные коэффициенты для каждого канала многозональных
снимков IKONOS. Эти коэффициенты были разработаны совместно с NASA в рамках программы
поддержки коммерческих данных ДЗЗ. Однако нужно принимать во внимание то, что эти
поправочные коэффициенты зависят от даты обработки каждого конкретного снимка.
Таблица 2 – Радиометрические переходные коэффициенты
IKONOS для снимков с разрешением 11 bit [DN*cm2*sr/mW]
Дата обработки
Голубой
Зелёный
Красный
БИК
до 2/22/01
633
649
840
746
после 2/22/01
728
727
949
843
Таблица 3 – Радиометрические переходные коэффициенты
IKONOS для снимков с разрешением 8 bit [DN*cm2*sr/mW]
Дата обработки
Голубой
Зелёный
Красный
БИК
до 2/22/01
79
81
105
93
после 2/22/01
91
91
119
105
Рис. 1. Спектральная чувствительность панхроматических каналов.
Рис. 2. Спектральная чувствительность мультиспектральных каналов.