XXII.D.139
Реализация математических алгоритмов преобразования RGB-снимков в альбедо поверхности.
Петров Н.А. (1,2), Степаненко В.М. (1,3), Варенцов М.И. (2,1,3), Репина И.А. (2,3), Чечин Д.Г. (2)
(1) МГУ имени М.В. Ломоносова Географический факультет, Москва, Россия
(2) Институт физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН, Москва, Россия
(3) Научно-исследовательский вычислительный центр МГУ, Москва, Россия
Восстановление альбедо поверхности с высоким пространственным разрешением является актуальной задачей для детальных расчётов компонент энергетического баланса территории. В данной работе проводится реализация и адаптация двух алгоритмов [Afanasiev et al., 2015, Sun et al., 1999] преобразования RGB-сигналов от надирных снимков с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в альбедо поверхности. Математическая постановка задачи заключается в решении обратной задачи по восстановлению интеграла спектральной функции отражённого излучения и её нормировке по известным реперным значениям альбедо поверхности. Описаны некоторые важные математические свойства алгоритмов, заданы области их применимости. Важнейшим ограничением метода является требование однородных условий освещения при проведении съёмки с БПЛА.
Алгоритмы были протестированы в зимний и летний периоды по данным съёмок ортофотопланов с БПЛА на территории «Плейстоценового парка» (Республика Саха, Россия). Проведена нормировка алгоритмов на реперных территориях по данным обработки спутниковых снимков Landsat-8, 9 и Sentinel-2, а также с использованием эталонных пластин с известными значениями спектральной отражательной способности. Получены значения альбедо поверхности с высоким разрешением (около 12 см/пиксель). Выявлены оптимальные условия использования алгоритмов при наличии плотной слоистой облачности, а также негативное влияние теней от прямой солнечной радиации при безоблачной или малооблачной погоде.
Таким образом, в данной работе показана возможность использования алгоритмов преобразования RGB-сигналов для многократного увеличения пространственного разрешения альбедо поверхности, получаемого со спутниковых снимков или контактных измерений. В будущем планируется доработка алгоритмов и их тестирование на большей статистической выборке. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 24-17-00155.
Ключевые слова: RGB-снимки, альбедо поверхности, БПЛА, ортофотоплан, спутниковые снимки, математические алгоритмы.Литература:
- V. Afanasiev, A. Ignatenko, A. Voloboy.: The simple method of the RGB to spectrum conversion for tasks of physically based rendering // Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS Graphics & Media Lab, CS MSU – 2015.
- Sun, Y., Fracchia, F.D., Calvert, T.W., & Drew, M.S. Deriving Spectra from Colors and Rendering Light Interference. // IEEE Computer Graphics and Applications, 19, 61-67 - 1999.
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Петров Н.А., Степаненко В.М., Варенцов М.И., Репина И.А., Чечин Д.Г. Реализация математических алгоритмов преобразования RGB-снимков в альбедо поверхности. // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 267. DOI 10.21046/22DZZconf-2024aДистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов
267