В работе рассмотрена методика автоматической коррекции географической привязки снимков радиометра КМСС-2 с разрешением 55 м в надире, устанавливаемого на КА серии Метеор-М №2. Методика основана на поиске ошибок привязки в виде смещений относительно опорного изображения безоблачного покрытия данными Sentinel 2 по максимуму коэффициента корреляции Пирсона. Ошибки ищутся с дискретностью целых пикселей. Найденные смещения одинаковые в связной области группируются в кластеры, и их смещение привязывается к центру тяжести кластера, а не сгруппированные в кластеры, одиночные отбрасываются. Найденные смещения и точки привязки служат далее исходными для построения полиномиальной модели коррекции географической привязки методом наименьших квадратов в географических координатах. Оптимальным, как выяснилось, является полином 2 степени, имеющий нелинейность с одной стороны, и нелинейность минимальную, с другой стороны. Построенная модель проверяется на адекватность исходным данным путём сравнения среднего смещения и его среднеквадратичного отклонения до и после коррекции, и, если обе средние ошибки уменьшаются, то она применяется для последующей подготовки тайловых покрытий. Данная проверка необходима потому, что коррекция вычисляется и применяется в сильно нелинейных географических координатах, тогда как средние и среднеквадратичные ошибки вычисляются локально, по сфере, и бывают случаи ухудшения точности привязки моделью коррекции. Методика реализована в виде постоянно работающего автоматического сервиса, обрабатывающего в потоковом режиме все оперативные данные КМСС-2 в круглосуточном, круглогодичном режиме в СЦ ФГБУ «НИЦ Планета». Применение данной методики к данным Метеор-М №2-2 (когда он ещё работал в 2024 г.) уменьшало среднюю ошибку с 736 до 15 м, а среднеквадратичную — 807 до 335 м, а для КА Метеор М №2 4 — с 271 до 1 м и со 160 до 76 м. Методика имеет принципиально непреодолимые ограничения, связанные с закрытием поверхности Земли облачностью, которые ограничивают применение методики, приблизительно, 96% среднемноголетнего числа снимков на территорию Сибири.

Ключевые слова: географическая привязка, автоматическая коррекция, Метеор-М, КМСС

Литература:

Полянский И. В., Жуков Б. С., Кондратьева Т. В., Прохорова С. А., Сметанин П. С. Комплекс многозональной спутниковой съёмки среднего разрешения для гидрометеорологических космических аппаратов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 6. С. 83–92.
Аванесов Г. А., Бессонов Р. В., Форш А. А., Куделин М. И. Анализ современного состояния и перспектив развития приборов звёздной ориентации семейства БОКЗ // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 1. С. 3–13.
Жуков Б. С., Кондратьева Т. В., Полянский И. В. Коррекция автоматической географической привязки изображений комплекса многозональной спутниковой съёмки КМСС 2 на КА «Метеор М» № 2-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 2. С. 75–81.
Плотников Д. Е., Колбудаев П. А., Лупян Е. А. Автоматический метод субпиксельной географической привязки спутниковых изображений КМСС-М на основе актуализируемого эталона низкого пространственного разрешения // Компьютерная оптика. 2022. Т 46, № 5. С. 818–827. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1098
Васильев А. И. Разработка методов автоматического контроля точности геореференцирования данных комплекса мультиспектральной съёмочной системы КА «Метеор М» № 2 // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2023. Т. 10. Выпуск 1. С. 31–41. DOI 10.30894/issn2409-0239.2022.10.1.31.41
Sentinel-2 cloudless — https://s2maps.eu by EOX IT Services GmbH (Contains modified Copernicus Sentinel data 2017 & 2018) Электронный ресурс. URL: https://s2maps.eu/ Дата обращения 02.11.2014.
Ромасько В. Ю. Геоинформационный сервис «Метео-Сибирь». Архитектура и реализация // Сборник научных материалов на русском языке в рамках конгресса «Интерэкспо ГЕО-Сибирь» по направлению XIX Международная выставка и научный конгресс «Интерэкспо ГЕО-Сибирь», круглый стол: «Интеграция данных дистанционного зондирования Земли в ГИС: практика и перспективы развития». DOI 10.33764/2618-981X-2023-4-1-192-199

Двадцать третья международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"

XXIII.A.81

Оценка точности и коррекция географической привязки данных прибора КМСС 2

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных