Алгоритмы обработки изображений Луны для абсолютной калибровки съемочных систем ДЗЗ

Съемка поверхности Луны в качестве эталонного объекта для задач абсолютной радиометрической калибровки КС ДЗЗ находит все большую применимость для зарубежных КС ДЗЗ, в частности, Landsat и Sentinel. При этом для оценки коэффициентов спектральной яркости на основе изображений Луны требуется статистически-значимая выборка наблюдений, для получения которой целесообразны алгоритмы автоматической обработки.
В рамках доклада рассматриваются данные алгоритмы обработки изображений Луны, полученных с использованием оптико-электронного сенсора Аист-2Д, для задач абсолютной радиометрической калибровки: 1) алгоритм детектирования и определения границ области Луны для оценки параметров с использованием модели ROLO (Kieffer, Stone); 2) алгоритм детектирования точек полигонов на поверхности Луны в обеспечение оценки параметров на основе одномоментных измерений с использованием наземных обсерваторий, в частности, ГАИШ МГУ (http://www.sai.msu.ru/dept/crimea/index.html).
Для детектирования Луны на снимке предлагается эвристический алгоритм оценки максимума интегральной суммы яркости по строкам (бинаризированного изображения), после чего оценивается центр и диаметр –характеристики изображения Луны (приближенные). Для определения точных границ Луны предлагается использовать модель окружности, параметры которой оцениваются на основе контурного изображения (Canny, 1986) с использованием схемы RANSAC (Fischler, Bolles, 1981). Далее выполнялась оценка средней величины цифровых отсчетов в спектральных каналах для изображения Луны.
Для поиска полигонов предлагается алгоритм расчета приближенной геометрической модели снимка (рассматривались DLT-модель, параллельно-перспективная модель и аффинная модель) на основе сопоставления с опорным изображением лунной поверхности (например, https://wms.lroc.asu.edu/lroc/view_rdr/WAC_GLOBAL) и последующей ректификации изображения спектрального канала в картографическую проекцию опорных данных. Далее выполняется экстремально-корреляционное уточнение координат полигонов на трансформированном изображении. Детектированные координаты позволяют оценить средние величины яркости и СКО по окрестности полигонов.
На основе предлагаемых алгоритмов было обработано несколько десятков снимков Луны, оценка адекватности которых осуществлялась на основе расчета статистических параметров. Допуская монотонный характер спектральной кривой отражения реголита (для видимого излучения, соответствующего рассматриваемым спектральным каналам), оценивался коэффициент детерминации (более 0,95) для множества измерений средних величин цифровых отсчетов, рассчитанных для различных спектральных каналов.