Качество первичной обработки данных спутников Ресурс-П и Канопус-В

В работе проведено исследование качества первичной обработки данных с российских спутников высокого пространственного разрешения. Оценивались геометрические искажения изображений и точность калибровки данных, поставляемых НЦ ОМЗ.
Анализ геометрии изображений проводился на основе их совмещения с пиксельной точностью, разработанным авторами методом. Чтобы исключить влияние рельефа, совмещение проводилось на изображениях плоской поверхности – поверхности морского льда. Анализировались оптические аберрации спутниковых систем и геометрические искажения, получаемые при построении изображений в меркаторской проекции (уровень обработки 2). Анализ проводился для прибора Геотон (спутники Ресурс-П №1 и 2) и камер МСС и ПСС (спутники Канопус-В и Канопус-В ИК). При совмещении использовались фрагменты размером не более, чем 9000Х9000 пикселей. Считалось, что качество совмещения отличное, если изображения с одного и того же спутника, но с разных сеансов приема и спектральных каналов совмещаются с помощью аффинного преобразования с пиксельной точностью. Результаты позволили сделать вывод, что оптических аберраций у приборов нет, качество изображений обработки уровня 1 и 2 хорошее. Максимальная ошибка, превышающая 1 пиксель, наблюдалась только у панхроматических изображений прибора Геотон, причина которой скорее всего в алгоритмах склейки микрокадров. Анализ построенных аффинных преобразований показывает, что основная причина плохого совмещения изображений в неточностях используемых параметров орбитальной модели движения спутника и геометрии сканирования.
Оценка качества калибровки проводилась только для камер МСС спутников Канопус-В №1 и Канопус-В-ИК, так как для них были функции спектральной чувствительности (ФСЧ). Было разработано 3 алгоритма атмосферной коррекции по in situ данным: алгоритм, близкий к методике Дж. Зиборди, применяемой на морских станциях сети Aeronet; алгоритм, на основе модели 6S; алгоритм на основе модели Libradtran. В качестве эталонов для проверки алгоритмов брались данные спутников AQUA/MODIS и LandSat-8. Калибровки проводились на изображениях морской воды (минимальный сигнал) и ледника на о. Гренландия (максимальный сигнал). В качестве in situ данных брались данные сети станций Aeronet. Методики атмосферной коррекции на эталонах показывают, что ее точность не лучше 3 Вт / (м2 × ср × мкм) для каналов видимого спектра. Оценка калибровок камер МСС показала следующее. Процедура бесшовной склейки изображений со спутника Канопус-В №1 не позволяет сделать сколь-либо разумную калибровку изображений. Для спутника Канопус-В-ИК наблюдаются значительные систематические ошибки, которые скорее всего можно исправить, проведя перекалибровку по упомянутым выше полигонам.
Работа поддержана грантом РФФИ № 17-05-41152.