Teknologi Koreksi Atmosfer Utama Berdasarkan Data Hiperspektral dari Satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpeihao) – Model MODTRAN

Pendahuluan Latar Belakang

Dalam bidang penginderaan jauh kuantitatif, kunci untuk mendapatkan karakteristik radiasi sebenarnya dari objek di permukaan tanah secara akurat terletak pada penghapusan pengaruh radiasi jalur atmosfer. Metode koreksi atmosfer berdasarkan model MODTRAN, dengan membangun model mekanisme transfer radiasi yang akurat, melakukan perhitungan invers pada radiasi komprehensif yang diterima di pupil masuk sensor, sehingga menghilangkan interferensi dari penyerapan dan hamburan atmosfer. Ini adalah langkah inti yang sangat penting dalam memperoleh parameter fisik objek di permukaan tanah secara akurat. Studi kasus ini menggunakan data kalibrasi dari satelit Xiguang-105 (Tianxianpei) yang diterima pada tanggal 23 September di lapangan kalibrasi Dunhuang di Provinsi Gansu untuk mendapatkan radiasi pupil masuk.

Metode dan Prinsip

Tabel 1. Parameter Muatan Satelit Xiguang-105 (Tianxianpei)

Model MODTRAN tertanam dalam perangkat lunak PcModWin. Perangkat lunak ini menggunakan antarmuka pengguna grafis untuk merangkum parameter geometris atmosfer, aerosol, dan observasi yang kompleks ke dalam modul input standar. Ide intinya adalah untuk mensimulasikan transmisi gelombang elektromagnetik dari matahari ke permukaan Bumi dan kemudian ke sensor dengan membangun model fisik transfer radiasi atmosfer, sehingga secara akurat menghitung radiasi komposit yang mencapai pupil masuk sensor. Persamaan transfer radiasi atmosfer inti dari model ini adalah:

Dalam rumus tersebut, I mewakili radiasi, S mewakili fungsi sumber, τ mewakili kedalaman optik, dan μ mewakili kosinus arah, semuanya dihitung dari parameter atmosfer, aerosol, dan geometri pengamatan. Rumus untuk menghitung radiasi pupil masuk adalah sebagai berikut:

Dalam rumus ε_SMisalkan B(λ,T) adalah emisivitas permukaan._S) mewakili radiasi benda hitam, T_Sρ adalah suhu permukaan, T adalah transmitansi, dan ρ adalah suhu permukaan._SE mewakili reflektansi permukaan._matahari(λ) mewakili radiasi matahari.

Hasil dari antarmuka inversi radiasi pupil masuk pada PcModWin ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 1 Antarmuka inversi model PcModWin

Tampilan Hasil

Hasil inversi radiasi pupil masuk ditunjukkan pada Gambar 2. Kurva radiasi pupil masuk yang telah diinversi kemudian di-resampling ke pita satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 2 Perbandingan antara kurva radiasi terbalik dan kurva nilai DN pada titik uji

Gambar 3. Hasil setelah resampling radiasi inversi

Hubungan linier antara radiasi pupil masuk setelah resampling dan nilai DN pada titik uji dihitung, dan koefisien kalibrasi ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 4. Hasil perhitungan koefisien kalibrasi absolut

Analisis hasil inversi radiasi dan hasil perhitungan koefisien kalibrasi absolut menunjukkan bahwa hasil inversi radiasi memiliki tren yang sama dengan kurva DN titik uji, dan tetap sama dengan kurva DN titik uji pada fitur-fitur penting seperti garis absorpsi uap air. Koefisien kalibrasi absolut juga menunjukkan karakteristik yang sama pada posisi yang sama.