Атмосферная коррекция GRASS_GIS

[Сергей Микитченко]

Доброго всем времени суток!

Помогите пожалуйста, разобраться.

Исходя из тем по атмосферной коррекции в GRASS_GIS можно понять, что в начале для проведения коррекции необходимо применить модуль i.landsat.toar. Что я собственно говоря и сделал (думаю результат получился правильный). Теперь возникает вопрос, что же делать дальше? Считать NDVI в растровом калькуляторе или необходимо делать еще какие то операции с моими изображениями?

Спасибо всем за советы!

[Ariki]

Модуль i.landsat.toar по умолчанию конвертирует значения пикселей в top-of-atmosphere radiance, пользуясь метаданными снимка. Это не атмосферная коррекция.
Для вычисления NDVI нам нужны значения at-surface reflectance, получаемые в результате атмосферной коррекции. В i.landsat.toar встроены несколько алгоритмов упрощённой атмосферной коррекции (параметр method с возможными значениями dos1|dos2|dos3|dos4). Если не ошибаюсь, эти методы используют некоторую статистическую информацию о значениях пикселей снимка, но игнорируют состояние атмосферы. Лучшим из этих методов считается DOS4.
Более точные результаты даёт атмосферная коррекция с использованием модели 6S (модуль i.atcorr). Его следует применять после i.landsat.toar с method=uncorrected. Для использования i.atcorr вам понадобится дополнительная метеорологическая информация и информация о рельефе местности.

[xen87]

Спасибо, Ariki за столь развернутый ответ!
Позвольте заметить, что по умолчанию в модуле i.landsat.toar рассчитывается - at-surface reflectance.
А для расчета radiance в модуле i.landsat.toar необходимо на вкладке "Опции" выставить галочку в пункте: "Output at-sensor radiance instead of reflectance for all bands".
Для атмосферной коррекции в модуле i.atcorr как раз и требуется at-sensor radiance.

Вот только мне не совсем понятно с дополнительными параметрами, используемыми в модуле i.atcorr: рельеф и метеорология.
С рельефом боль-менее ясно - нужно создать DEM из горизонталей, можно взять готовый SRTM.
Не понятно с метеорологией. Как я понял там нужно указывать либо видимость в км (visibility [km]), либо указываем ноль, а след. строчкой указываем - "оптическую глубину аэрозолей 550 нм" - вот с этим вообще не понятно?
В данном обсуждении - viewtopic.php?f=29&t=17642 автор топика указал так:
0 - visibility [km] (aerosol model concentration)
0.022 - aerosol optical depth 550 nm (from MODIS data)
но чем при этом руководствоваться нужно?

Заранее большое спасибо за ответ!

[darsvid]

Информацию о метеорологических параметрах брала отсюда http://grasswiki.osgeo.org/wiki/Atmosph ... stimations, хотя уже и не помню точно, что именно (кажется скачивала какие-то данные MODIS и смотрела значение).

Также можете попробовать готовые Landsat Surface Reflectance High Level Data Products, которые уже прошли атмосферную коррекцию + содержат различные маски. Подробности по ссылкам:
http://landsat.usgs.gov/CDR_LSR.php
http://landsat.usgs.gov/about_LU_Special_Issue_3.php

Эти продукты доступны через EarthExplorer и уже прошли атмосферную коррекцию

[kclo]

Для вычисления NDVI нам нужны значения at-surface reflectance, получаемые в результате атмосферной коррекции. В i.landsat.toar встроены несколько алгоритмов упрощённой атмосферной коррекции (параметр method с возможными значениями dos1|dos2|dos3|dos4). Если не ошибаюсь, эти методы используют некоторую статистическую информацию о значениях пикселей снимка, но игнорируют состояние атмосферы. Лучшим из этих методов считается DOS4.

Не подскажете, где можно почитать про эти методы?

[xen87]

Не подскажете, где можно почитать про эти методы?

- про DOS-model (Dark Object Subtraction) можно почитать здесь - http://www.unc.edu/courses/2008spring/g ... 6-PERS.pdf

Интересный обзор-сравнение значений reflectance, полученных разными способами: TOA (Top Of Atmosphere) reflectance, метода DOS1 и продукта Surface Reflectance High Level Data Product - http://fromgistors.blogspot.com/2015/01 ... tance.html

[Vedmed]

Скажите, правильно ли я понял алгоритм действий по атмосферной коррекции космоснимка? Для примера воспользовался снимком Landsat5 от 2010-08-20. Итак:
1. Используя модуль i.landsat.toar высчитываем значение сигнала на сенсоре спутника, для чего ставим галочку в опции Output at-sensor radiance instead of reflectance of all bands. Также указываем название базового слоя, исходящего и путь к файлу метаданных. Больше ничего не меняем.
2. Полученное изображение прогоняем через i.atcorr, где указываем его имя, имя результирующего слоя и путь к icdn-файлу, который делаем сами. После этого коррекция завершена.

Сразу вопрос по параметрам видимости / оптической глубины в icdn-файле. Я скачал данные modis на нужную дату отсюда - ftp://ladsweb.nascom.nasa.gov/allData/51/MOD08_D3/
К сожалению, файл не открылся Modis Tool'ом пришлось устанавливать HEG Tool для его распаковки. В файле масса характеристик, среди которых есть:
а) Optical_Depth_Land_and_Ocean_Mean;
б) Corrected_Optical_Depth_Land_QA_Mean;
в) Deep_Blue_Aerosol_Optical_Depth_Land_QA_Mean;
г) Deep_Blue_Aerosol_Optical_Depth_550_Land_Mean;
д) Deep_Blue_Aerosol_Optical_Depth_550_Land_QA_Mean.
Насколько понимаю, надо использовать вариант - (г), однако все дип блю имеют во всех ячейках одно значение -9999. Можно ли использовать вариант (а) или (б) для атмосферное коррекции, или, может быть, какой-то другой? Возможно, следует взять данные с другого сайта? Тогда, какие конкретно?
И сразу еще один вопрос на ту же тему. Если корректируемый космоснимок перекрывает достаточно большую область, на протяжении которой оптическая глубина варьируется, можно ли использовать усредненные значения оптической глубины для его коррекции? Насколько важен данный параметр?

[voltusya]

По поводу данных, мы брали вот с этих двух сайтов http://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/ty ... era_v2_new и http://gdata1.sci.gsfc.nasa.gov/daac-bi ... S_DAILY_L3, в итоге использовали с первого SAD AOD. Значение,конечно, сильно влияет на результат. По крайней мере, после моих экспериментов мне так кажется.

[kclo]

Не подскажете, где можно почитать про эти методы?

- про DOS-model (Dark Object Subtraction) можно почитать здесь - http://www.unc.edu/courses/2008spring/g ... 6-PERS.pdf

Интересный обзор-сравнение значений reflectance, полученных разными способами: TOA (Top Of Atmosphere) reflectance, метода DOS1 и продукта Surface Reflectance High Level Data Product - http://fromgistors.blogspot.com/2015/01 ... tance.html

большое спасибо!

[gamm]

про DOS-model (Dark Object Subtraction) можно почитать здесь - http://www.unc.edu/courses/2008spring/g ... 6-PERS.pdf

а вам не попадалась где-нибудь сводная табличка с "заводскими" значениями Esun по каналам разных спутников и сенсоров, в том числе высокого разрешения? Точных кривых отклика по каналам нет (кроме картинок), да и солнечные модели разные попадаются - а хочется чего-то принятого самим производителем.

[xen87]

а вам не попадалась где-нибудь сводная табличка с "заводскими" значениями Esun по каналам разных спутников и сенсоров, в том числе высокого разрешения?

нет, таких данных у меня нет.
П.С. в статье - Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+,
and EO-1 ALI sensors имеется сводная табличка с указанием Esun, но насколько они "заводские" - не знаю.