Ключавая тэхналогія атмасфернай карэкцыі, заснаваная на гіперспектральных дадзеных са спадарожніка Xiguang-1 05 (Tianxianpeihao) – мадэль MODTRAN

Уводзіны ў перадумовы

У галіне колькаснага дыстанцыйнага зандзіравання ключом да дакладнага атрымання сапраўдных радыяцыйных характарыстык наземных аб'ектаў з'яўляецца ліквідацыя ўплыву атмасфернага траекторнага выпраменьвання. Метады атмасфернай карэкцыі, заснаваныя на мадэлі MODTRAN, шляхам пабудовы дакладнай мадэлі механізму радыяцыйнага пераносу выконваюць адваротныя разлікі для комплекснай яркасці, атрыманай на ўваходным зрэнцы датчыка, тым самым ліквідуючы перашкоды ад паглынання і рассейвання ў атмасферы. Гэта неабходны ключавы крок у атрыманні дакладных фізічных параметраў наземных аб'ектаў. У гэтым даследаванні выкарыстоўваюцца калібровачныя дадзеныя са спадарожніка Xiguang-1 05 (Tianxianpei), атрыманыя 23 верасня на калібровачным полі Дуньхуан у правінцыі Ганьсу, для атрымання яркасці ўваходнага зрэнкі.

Метады і прынцыпы

Табліца 1 Параметры карыснай нагрузкі спадарожніка Xiguang-1 05 (Tianxianpei)

Мадэль MODTRAN убудавана ў праграмнае забеспячэнне PcModWin. Праграмнае забеспячэнне выкарыстоўвае графічны інтэрфейс карыстальніка для інкапсуляцыі складаных атмасферных, аэразольных і назіральных геаметрычных параметраў у стандартызаваныя ўваходныя модулі. Яго асноўная ідэя заключаецца ў мадэляванні перадачы электрамагнітных хваль ад сонца да паверхні Зямлі, а затым да датчыка шляхам стварэння фізічнай мадэлі атмасфернага радыяцыйнага пераносу, тым самым дакладна разлічваючы сукупную радыяцыю, якая дасягае ўваходнай зрэнкі датчыка. Асноўнае ўраўненне атмасфернага радыяцыйнага пераносу мадэлі мае выгляд:

У формуле I абазначае яркасць, S абазначае функцыю крыніцы, τ абазначае аптычную глыбіню, а μ абазначае напрамак косінуса, усе разлічаныя зыходзячы з атмасферных, аэразольных і геаметрычных параметраў назірання. Формула для разліку яркасці ўваходнага зрэнкі наступная:

У формуле ε_сНяхай B(λ,T) — эмісійная здольнасць паверхні._с) прадстаўляе выпраменьванне абсалютна чорнага цела, T_сρ — тэмпература паверхні, T — каэфіцыент прапускання, а ρ — тэмпература паверхні._сE абазначае павярхоўную адлюстравальную здольнасць._сонца(λ) прадстаўляе сонечную радыяцыю.

Вынік інтэрфейсу інверсіі ззяння ўваходнага зрэнкі PcModWin паказаны на наступным малюнку:

Малюнак 1 Інтэрфейс інверсіі мадэлі PcModWin

Адлюстраванне вынікаў

Вынікі інверсіі яркасці ўваходнай зрэнкі паказаны на малюнку 2. Інвертаваная крывая яркасці ўваходнай зрэнкі была пераўтворана ў паласу спадарожніка Xiguang-1 05 (Tianxianpei), як паказана на малюнку 3.

Малюнак 2. Параўнанне паміж інвертаванай крывой яркасці і крывой значэння DN у кантрольнай кропцы

Малюнак 3. Вынікі пасля перадыскрэтызацыі ззяння

Была разлічана лінейная залежнасць паміж яркасцю ўваходнага зрэнкі пасля перадыскрэтызацыі і значэннем DN у кантрольнай кропцы, а калібравальныя каэфіцыенты паказаны на малюнку ніжэй:

Малюнак 4. Вынікі разліку абсалютных калібравальных каэфіцыентаў

Аналіз вынікаў інверсіі яркасці і вынікаў разліку абсалютных каэфіцыентаў каліброўкі паказвае, што вынікі інверсіі яркасці маюць такую ​​ж тэндэнцыю, як і крывая DN выпрабавальнай кропкі, і застаюцца такімі ж, як і крывая DN выпрабавальнай кропкі ў такіх важных асаблівасцях, як лінія паглынання вадзяной пары. Абсалютныя каэфіцыенты каліброўкі таксама паказваюць тыя ж характарыстыкі ў тых жа пазіцыях.