ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ ТОЛЩИНЫ АТМОСФЕРЫ И ОЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ПО КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ

В алгоритмах атмосферной коррекции спутниковых изображений наряду с коэффициентами спектральной яркости (КСЯ или альбедо) поверхности определяется, как правило, и аэрозольная оптическая толщина (АОТ) атмосферы. В работе предложен простой и быстрый метод восстановления АОТ атмосферы и расчета на основе АОТ концентраций аэрозольных частиц.
Метод основан на аналитическом представлении разности яркостей двух близко расположенных пикселей (или двух однородных областей интереса) различных по отражению поверхностей, в основе которого лежат модель атмосферы и аналитические формулы, предложенные в работе [1] для быстрой атмосферной коррекции спектральных космических изображений. В указанном методе атмосферной коррекции [1] не используются никакие априорные данные. Единственным условием предлагаемого метода определения АОТ является априорное задание КСЯ (или спектральных альбедо) двух указанных пикселей, что обеспечивает повышение точности определения АОТ по сравнению с методами атмосферной коррекции, поскольку из полученного аналитического выражения ищется только АОТ (меньшее число неизвестных параметров), и указанное выражение разности яркостей двух пикселей не содержит вклада в регистрируемую яркость атмосферной дымки (она сокращается), который трудно аппроксимировать с высокой точностью. КСЯ двух указанных пикселей могут быть известны на основании априорных наземных (или аэрокосмических) измерений, если, например, используются стандартные поверхности с известными отражательными характеристиками. При отсутствии таких априорных данных о КСЯ пары объектов на обрабатываемом изображении на первом этапе метода выполняется быстрая процедура атмосферной коррекции [1], найденные на основе которой КСЯ используются в рамках предлагаемого метола для нахождения АОТ. Для нахождения затем концентраций аэрозольных частиц по АОТ используются известные регрессионные соотношения.
Результаты работы метода продемонстрированы на спектральных данных, полученных видеоспектральной системой с борта МКС [2], и на данных изображений Sentinel-2.