Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII.B.436

Технология автоматической коррекции географической привязки данных прибора МСУ-МР КА «Метеор-М»

Волкова Е.Е. (1), Бурцев М.А. (1), Андреев А.И. (2), Лупян Е.А. (1), Мазуров А.А. (1), Матвеев А.М. (1), Холодов Е.И. (2)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Дальневосточный центр ФГБУ "НИЦ "Планета", Хабаровск, Россия
Многозональное сканирующее устройство малого разрешения – МСУ-МР, устанавливаемое на отечественных космических аппаратах серии «Метеор-М», обеспечивает регулярную съёмку земной поверхности с полосой обзора в 3000 км, пространственным разрешением в 1 км в шести узких каналах в спектральном диапазоне от 0,5 до 12,5 мкм (Акимов и др., 2015; Асмус и др., 2014). Данные, получаемые этими приборами, используются для решения задач гидрометеорологии, оценки состояния экосистем, а также мониторинга чрезвычайных ситуаций (см., например, Волкова, 2017; Зубкова и др., 2019; Лозин и др., 2024; Филей, 2020).
Для решения большинства задач мониторинга необходимо получение информационных продуктов, имеющих качественную географическую привязку, в полностью автоматическом режиме. Однако, в силу особенностей функционирования КА серии «Метеор-М» достичь требуемого качества географической привязки в автоматическом режиме только на основе данных о положении спутника не всегда возможно. В таком случае осуществить географическую допривязку снимков можно алгоритмически, с помощью поиска контрольных точек. Подобные алгоритмы предполагают преобразование проецированных снимков, что приводит к искажениям и потере части информации в процессе интерполяции значений пикселей. Для минимизации потерь данных при допривязке, предлагается восстанавливать входные параметры для модели сенсора и применять её к исходным данным МСУ-МР уровня L1B. Таким образом, схема привязки данных состоит из поиска контрольных точек, восстановления углов ориентации и применения модели сенсора к исходным данным.
В данной работе предлагается схема автоматического уточнения географической привязки данных прибора МСУ-МР КА серии «Метеор-М», в том числе вариант выбора опорных данных для её реализации и процедура автоматизированной оценки точности привязки; описывается реализованная технология и приводятся оценки качества привязки получаемых информационных продуктов.
С помощью реализованной схемы допривязки было обработано более 10000 сцен прибора МСУ-МР. В результате около 70% данных имеют привязку не хуже пиксельной, что подтверждает работоспособность предлагаемой процедуры.
В настоящее время разработанная процедура обработки данных в полностью автоматическом режиме функционирует в центрах НИЦ «Планета», что, в частности, позволяет собирать статистику для регулярной проверки качества работы предложенной схемы и её дальнейшего совершенствования.
Работа выполняется при поддержке Минобрнауки РФ (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8) с использованием возможностей центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019).

Ключевые слова: географическая привязка спутниковых данных, приборы МСУ-МР, спутники "Метеор-М", arosics, фазовая корреляция
Литература:
  1. Асмус В.В., Загребаев В.А., Макриденко Л.А., Милехин О.Е., Соловьев В.И., Успенский А.Б., Фролов А.В., Хайлов М.Н. Система полярно-орбитальных метеорологических спутников серии "Метеор-М". // Метеорология и гидрология. 2014 № 12, С. 5-16.
  2. Акимов Н.П., Бадаев К.В., Гектин Ю.М., Рыжаков А.В., Смелянский М.Б., Фролов А.Г. Многозональное сканирующее устройство малого разрешения МСУ-МР для космического информационного комплекса «Метеор-М». Принцип работы, эволюция, перспективы // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2015. Т. 2. Вып. 4. С. 30–39.
  3. Волкова Е.В. Оценки параметров облачного покрова и осадков по данным радиометра МСУ-МР полярно-орбитального метеоспутника «Метеор-М» № 2 для Европейской территории России
  4. Зубкова К.И., Гришанцева Л.А., Куревлев Т.Г., Скрипчук А.А., Морозов А.А. Алгоритм анализа спектральных характеристик снежного и облачного покрова по данным МСУ-МР/" Метеор-М"№ 2 //Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. – 2019. – Т. 6. – №. 2. – С. 68-79.
  5. Лозин Д.В., Лупян Е.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Волкова Е.Е., Мазуров А.А., Матвеев А.М. Адаптация алгоритма детектирования пожаров MOD14 для работы с данными прибора МСУ-МР // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 1. С. 231-245. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-231-245.
  6. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг»). // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151-170.
  7. Филей А.А. Восстановление высоты верхней границы облачности по данным спутникового прибора МСУ-МР КА «Метеор-М» № 2-2. // Оптика атмосферы и океана. 2020. 33, №12, С. 918-926
  8. Scheffler, D.; Hollstein, A.; Diedrich, H.; Segl, K.; Hostert, P. AROSICS: An Automated and Robust Open-Source Image Co-Registration Software for Multi-Sensor Satellite Data. Remote Sens. 2017, 9, 676. https://doi.org/10.3390/rs9070676

Презентация доклада

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Волкова Е.Е., Бурцев М.А., Андреев А.И., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Холодов Е.И. Технология автоматической коррекции географической привязки данных прибора МСУ-МР КА «Метеор-М» // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 92. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

92