Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Архив конференций
Дополнительная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVI.E.255

Валидация алгоритмов оценки показателя поглощения окрашенного органического вещества по спутниковым данным в северо-восточной части Черного моря

Вазюля С.В. (1), Юшманова А.В. (1,2), Глуховец Д.И. (1,2), Шеберстов С.В. (1)
(1) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
(2) Московский физико-технический институт (государственный университет)
Показатель поглощения ag окрашенного растворенного органического вещества (ОРОВ) – важнейший оптический параметр морской воды, определяющий поглощение света и характеризующий содержание окрашенной органики. Показатель ag также заметно влияет на спектр коэффициента яркости моря Rrs, что определяет возможность оценки ag по данным спутниковых сканеров цвета.
В настоящее время показатель поглощения ОРОВ для 443 нм входит в число параметров оптических свойств водной толщи, получаемых в результате применения полуаналитической модели GIOP (Werdell et al., 2013) к данным сканера цвета MODIS-Aqua. Для определения показателя ag(443) по данным OLCI используется алгоритм нейронных сетей C2RCC (Brockmann et al., 2016), который является модификацией алгоритма для MERIS (Doerffer, Schiller, 2007). В Лаборатории оптики океана ИО РАН разработан алгоритм оценки показателя ag по спутниковым данным (Буренков и др., 2001), который успешно используется для оценки ag в водах Черного и Каспийского морей (Копелевич и др., 2018).
В докладе представлены результаты валидации различных алгоритмов показателя поглощения ОРОВ по спутниковым данным на основе натурных измерений в северо-восточной части Черного моря на МНИС «Ашамба» в июне 2017 и 2018 гг. Измерения показателя поглощения света морской воды выполнялись с помощью портативного спектрофотометра в конфигурации ICAM (Integrating Cavity Absorption Meter), разработанного на кафедре биофизики Биологического факультета МГУ (Погосян и др., 2009). Для расчета спектральных величин показателя поглощения используется специально разработанная программа (Глуховец и др, 2017). Спектры поглощения желтым веществом рассчитываются, как разность показателя поглощения морской воды после ее фильтрации через фильтр с размером пор 0.4 мкм и дистиллированной воды.
Наилучшее соответствие с данными натурных измерений было получено при использовании алгоритма ИО РАН для данных MODIS Aqua и Terra: коэффициент детерминации 0.67, средняя относительная ошибка 17% (n=35). Для алгоритма GIOP соответствие заметно хуже: коэффициент детерминации 0.37, средняя относительная ошибка 36% (n=15). Сокращение количества данных для валидации алгоритма GIOP связано с тем, что для этого алгоритма оценки ag доступны на сайте НАСА (http://oceancolor.gsfc.nasa.gov) только по данным MODIS Aqua. Кроме того в 2017 г. для большей части района проведения натурных измерений не удалось получить данные MODIS Aqua, т.к. не работал алгоритм атмосферной коррекции из-за сильного кокколитофоридного цветения. Валидация алгоритма C2RCC (OLCI) проводилась только по данным 2018 г. и показала плохую корреляцию между спутниковыми и натурными данными для ag(443): коэффициент детерминации 0.18, средняя относительная ошибка 32% (n=13).
Исследование выполнено за счет гранта РНФ № 14-50-00095, предоставленного Институту океанологии им. П.П.Ширшова РАН. Авторы благодарят д.ф-м.н С.И. Погосяна (биологический факультет МГУ) за предоставленную возможность использовать в наших экспедиционных исследованиях измеритель поглощения ICAM.
Ключевые слова: валидация, спутниковые данные, MODIS, OLCI, показатель поглощения ОРОВ, Черное море

Ключевые слова: валидация, спутниковые данные, MODIS, OLCI, показатель поглощения ОРОВ, Черное море
Литература:
  1. Буренков В.И., Ведерников В.И., Ершова С.В., Копелевич О.В., Шеберстов С.В. Использование данных спутникового сканера цвета океана SeaWiFS для оценки биооптических характеристик вод Баренцева моря // Океанология, 2001, Т. 41, № 4, с. 485-492.
  2. Глуховец Д.И., Шеберстов С.В., Копелевич О.В., Зайцева А.Ф., Погосян С.И. Измерения показателя поглощения морской воды с помощью интегрирующей сферы // Светотехника. 2017, № 5. С.39-43.
  3. Копелевич О.В., Салинг И.В., Вазюля С.В., Глуховец Д.И., Шеберстов С.В., Буренков В.И., Каралли П.Г., Юшманова А.В. Биооптические характеристики морей, омывающих берега западной половины России, по данным спутниковых сканеров цвета 1998-2017 гг. // М.: ООО «ВАШ ФОРМАТ», 2018. 140 с. ISBN 978-5-907092-47-1.
  4. Погосян С.И., Дургарян А.М., Конюхов И.В., Чикунова О.Б., Мерзляк М.Н. Абсорбционная спектроскопия микроводорослей цианобактерий и растворенного органического вещества: измерения во внутренней полости интегрирующей сферы // Океанология. 2009. № 6. С. 934 – 939.
  5. Brockmann, C., Doerffer, R., Peters, M., Stelzer, K., Embacher, S ., and Ruescas, A. Evolution of the C2RCC neural network for Sentinel 2 and 3 for the retrieval of ocean colour products in normal and extreme optically complex waters // in Proceeding of Living Planet Symposium. 2016. (Prague: ESA SP-740).
  6. Doerffer, R., & Schiller, H. The MERIS case 2 water algorithm // International Journal of Remote Sensing. 2007. 28(3), 517−535.
  7. Werdell, P. J., Franz, B. A., Bailey, et al. Mangin, A. Generalized ocean color inversion model for retrieving marine inherent optical properties // Applied Optics. 2013. 52(10), 2019-2037.

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

252