تصحيح اتمسفري تصاوير ماهواره‌اي با استفاده از پروفيل اتمسفري GPS Radio Occultation

Atmospheric Correction of Satellite Imagery Using Atmospheric Profiles GPS Radio Occultation.

گازها و هواويزهاي موجود در اتمسفر تابش خورشيدي را پراكنده و جذب مي‌كند و تابش بازتاب شده از عوارض زميني را تغيير مي‌دهد. بنابراين، اتمسفر در راديانس رسيده به سنجنده ماهواره‌اي سهيم است. به طوري كه رسيدن به اطلاعات طيفي دقيق و قابل اعتماد، نياز به حذف اثرات اتمسفري از روي تصاوير ماهواره‌اي خواهد داشت. بنابراين، تصحيحات اتمسفري يك مرحله پيش‌پردازشي مهم در كسب اطلاعات درباره سطح زمين از تصاوير سنجش از دور است. روش‌هاي ساده و پيچيده فراواني وجود دارند كه هدفشان تصحيح اثرات اتمسفر روي تصاوير است. دقيق‌ترين و پيچيده‌ترين اين روش‌ها، مدل‌هاي فيزيك مبناي تصحيح اتمسفري هستند. روش‌هاي فيزيك‌مبنا به اطلاعات اتمسفري هم‌زمان با تصويربرداري نياز دارند. تهيه اين اطلاعات، مشكل و پرهزينه است؛ همچنين، به طور معمول اين اطلاعات براي تصاوير آرشيو وجود ندارند. در اين تحقيق، براي حل مشكل نبود داده‌هاي اتمسفري و هزينه زياد تهيه آن‌ها، از پروفيل‌هاي حاصل از پديده اختفاي راديويي استفاده شده است. بنابراين يك مدل فيزيك مبنا براي تصحيح تصاوير ماهواره‌اي پيشنهاد شده است كه بخشي از اطلاعات اتمسفري را از پروفيل‌هاي حاصل از پديده اختفاي راديويي فراهم مي‌كند. روش ارايه شده به دو مرحله كلي تقسيم مي‌شود. در مرحله اول پارامترهاي اتمسفري با اجراي مدل انتقال تابش محاسبه شده و در مرحله دوم، پارامترهاي محاسبه شده براي حذف اثر اتمسفر استفاده مي‌شوند. نتايج تصحيحات اتمسفري، با بررسي ميزان اطلاعات طيفي تصاوير با معيار آنتروپي و مقايسه طيف‌هاي بازتابش زميني حاصل از تصحيح اتمسفري تصوير با بازتابش زميني حاصل از اندازه‌گيري ميداني ارزيابي شدند. نتايج حاصل بيانگر افزايش حدوداً 20 درصدي محتويات اطلاعاتي تصوير و بهبود طيف بازتابش زميني حاصل از تصحيح اتمسفري با استفاده از پروفيل‌هاي اختفاي راديويي GPS هستند.

A fuzzy predictive model is The atmospheric gases, aerosols and clouds scatter and absorb solar radiation and can modulate the reflected radiation from the earth. Therefore, the atmosphere contributes to the at-sensor radiance. So, one of the requirements for extracting reliable spectral information is to first compensate for atmospheric effects. Therefore, Atmospheric correction is a most important preprocessing step required in many remote sensing applications. There is a plethora of methods available, from simple to complex, which addresses correction and calibration issues. Some of the most accurate and severe methods are physically-based models, which require atmospheric data coincident with remote sensing data acquisition. Preparation of these data is difficult and expensive. In this study, a physical based algorithm proposed which provide partial information about atmosphere from GPS radio occultation profile. The method is provided to two global steps: in first step, atmospheric parameters are calculated using radiative transfer model. Then, in second step, calculated parameters are used for atmospheric correction. The results of the atmospheric correction process are evaluated by checking the level of spectral information using entropy criterion and comparing the computed at-surface reflectance with in-situ surface reflectance measurements. The results show the improvement of atmospheric corrected surface reflectance based on GPS radio occultation. Also, the information content criterion shows higher spectral content in images resulting from the proposed method.