Метод и технология формирования свободных от влияния облаков композитных изображений по спутниковым данным Landsat-TM/ETM+

В последние годы данные спутниковых наблюдений высокого пространственного разрешения (10-30 м) приобретают все большую доступность. В первую очередь это относится к данным спутников серии Landsat, глобальный многолетний архив которых ежедневно пополняется новыми изображениями. Сформированный в ИКИ РАН архив данных Landsat-TM/ETM+ в настоящее время содержит около 250 тысяч изображений, десятки раз покрывающих территорию России и сопредельных стран. Наличие временных серий такого рода данных открывает новые возможности получения производных информационных продуктов с улучшенными качествами, таких как, свободные от влияния облаков композитные изображения для решения широкого круга задач мониторинга земного покрова. Практическая реализация этих возможностей сопряжена, в частности, с необходимостью разработки методов и автоматических технологий выявления по данным Landsat-TM/ETM+ участков изображений с влиянием облаков и случайных шумов для их последующего исключения из наборов данных, используемых при построении композитных изображений. При этом, необходимо учитывать относительно низкое временное разрешение съемки приборами Landsat-TM/ETM+ (период повторения около 16 дней), что обуславливает существенные отличия в подходах к построению вышеуказанных технологий по сравнению с использованием ежедневно получаемых данных SPOT-Vegetation и Terra/Aqua-MODIS, для которых аналогичные по назначению методы уже разработаны.
Разработанная технология формирования композитных изображений, включают следующую последовательность этапов обработки данных Landsat-TM/ETM+:
- Выявление облаков и теней на основе модифицированного алгоритма Fmask;
- Восстановление значений в сбойных полосах изображений Landsat-ETM+ с помощью модифицированного алгоритма LLHM;
- Калибровка используемых для построения композитного изображения данных;
- Усреднение свободных от влияния мешающих факторов данных разновременных наблюдений за заданный период.
Использование вышеуказанной технологии для обработки имеющихся в архиве ИКИ РАН данных Landsat-TM/ETM+, полученных на территорию России в 2011 году, позволило сформировать композитное изображение, практически полностью охватывающее территорию России.
В докладе анализируются проблемы построения композитных изображений для территорий с наличием вечных снегов и недостаточным количеством данных наблюдений. Рассматриваются возможности дальнейшего развития метода за счет комбинирования данных разнолетних наблюдений Landsat-TM/ETM+ и временных рядов данных MODIS, используемых в качестве вспомогательных.