Альбедо поверхности по снимкам IRS-P6(LISS-III)

[SuRH]

Встала задача посчитать альбедо (Spectral Reflectance (SRefl)) поверхности. Есть снимок LISS-III.
Вообщем, получаются кое-какие не стыковки.
Итак, сначала считаем снимок в Spectral Radiance (SRad).
Формула для LISS-III:
L=DN*(Lmax-Lmin)/255 + Lmin
Для оценки рассчитаем SRad для пикселя с яркостью 255. В мет-файле узнаем что для второго канала Lmax=15.131 mW/(cm2*ster*um) , Lmin = 0
L=255*(15.131-0)/255+0=15.131 mW/(cm2*ster*um) = 151.31 W/(m2*ster*um)
Теперь считаем Srefl для этого пикселя. Формула:
Pr=(ПИ*L*d2)/(ESUN*cosS), где
ПИ=3,14159265
L - Spectral Radiance
cosS - косинус зенитного угла солнца равный (90 - высота солнца). из мет-файла узнаем высоту солнца = 36,839468. cos(90-36,839468)=0.599575037
d2 - квадрат расстояния между землей и солнцем в а.е. На дату снимка d=0,99909857723149. тогда d2=0,998197967

ESUN - Solar Exoatmospheric Spectral Irradiances. Для второго канала LISS-III он равен 1575.5
Считаем SRefl:
Pr=(3.14159265*151.31*0.998197967)/(1575.5*0.599575037)=474.49778/944.63047=0,50231

Теперь непонятно почему самый яркий пиксел имеет альбедо всего лишь 50%? Я так понимаю что оно должно быть близко к 100%
Может быть я что-то неправильно понимаю? Что конкретно?

[nadiopt]

Альбедо различных естественных поверхностей (по В. Л. Гаевскому и М И. Будыко), %
Свежий сухой снег - 80...95 Влажный снег - 60...70 Чернозем влажный - около 8 Чернозем сухой - около 15 Сухая глинистая почва - 20...35 Сухая песчаная почва - 20...45 Свежая зеленая трава - около 25 Поля ржи и пшеницы - 10...25 Картофельное поле - 15...25 Хлопковое поле - 20...25 Луг - 15...25 Лиственный лес летом - 15...20 Сухая степь - 20...30
ледники у вас там чтоль?

[SuRH]

У нас там снег и местами облака. Но суть вопроса не в этом. А в том, что, теоретически, при максимальном значении DN равным 255 альбедо получается примерно 50%. Ибо Lmax и Lmin для LISS-III на IRS-P6 не зависит от условий съемки и постоянно для всех снимков этим прибором насколько я понял.

[alexandr cherepanov]

у LISS-3 не 8 бит на канал, а только 7.
а в растр я могу вам и все 16 записать

Для второго канала LISS-III он равен 1575.5

и откуда вы взяли такую цифру

IRS-P6 Liss-3
B2 1849.5
B3 1553.0
B4 1092.0
B5 239.52

Conversion formula for Digital Count to radiance is as follows.
Lrad = (DN/MaxGray)*(Lmax – Lmin) + Lmin.
Lrad : Radiance for a given DN value.
DN : Digital Count
MaxGray : IRS-1C/1D : 63 for PAN & 127 for WiFS & LISS-3 for Raw Products only.
255 for Corrected products.
For IRS-P6 : 127 for LISS-4 and LISS-3, 1023 for AWiFS for raw products only.
255 for LISS-3&4,1023 for AWiFs for corrected products
Lmin/Lmax(Bias/Gain) : Minimum/Maximum radiance value for a given band supplied as bias
and gain respectively.

[SuRH]

у LISS-3 не 8 бит на канал, а только 7.
а в растр я могу вам и все 16 записать

это не значит что DN не может быть равным 255.

Для второго канала LISS-III он равен 1575.5

и откуда вы взяли такую цифру

Нашел pdf в инете. http://ifolder.ru/19634252 на 16 странице

[SuRH]

Получается у меня снимок не RAW, а Corrected.
Более того, разницы нет что 255 что 127 ... ибо DN в RAW тоже не будет больше 127, ибо 7 бит.
Что так что так получится одинаково 127/127=255/255.

Смысл вот в чем. Для рассматриваемого диапазона Lmax = 15.131000 mW/cm2/str/um = 151.31 W/(m2*ster*um)
По смыслу это максимальное регистрируемое излучение в данном диапозоне. То есть максимальное DN (в RAW =127, в скорректированных данных =255) соответствует излучению 151.31 W/(m2*ster*um) на пикселе.

ESUN который привели вы тоже кардинально не изменяет ничего - альбедо 100% не становится никак )

[alexandr cherepanov]

Да без разницы чему равен DN, как уже говорил можно 7 бит и в 16 битный растр записать

Формула пересчета строгая
Lrad = (DN/MaxGray)*(Lmax – Lmin) + Lmin.

и MaxGray будет равно 255 только у продуктов прошедших коррекцию, у RAW продуктов он равен 127
а DN тот который записан в растр

Значение Solar Exoatmospheric Irradiance есть сугубо их расчеты, я таких и сам могу насчитать несколько вариантов по разным моделям

Вот что то более менее похоже на официальное
http://www.euromap.de/download/exoatm_1.pdf

файл метаданных выкладывайте.

меняет 255/127 мет выкладывайте
это стандартный формат поставки (Fast или Super Structure) или это прием Scanex?

[SuRH]

Lrad = (DN/MaxGray)*(Lmax – Lmin) + Lmin
в моем случае MaxGray = 255?

это ScanEx

файл MET:

Код: Выделить всё

METFILE 4
+proj=utm +zone=41 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs
                  24.00000000000000
                   0.00000000000000
                   0.00000000000000
                 -24.00000000000000
              565328.12893117708000
             6437956.53944477440000
 CHANNEL 1
 BEGIN
    CHANNEL_NAME  1_P6L31B_074026_080331_ch1
    PLATFORM      IRS-P6
    SENSOR        LISS-III
    STARTING_TIME 2008-03-31T07:00:13.109Z
    ENDING_TIME   2008-03-31T07:00:34.423Z
    SCALE         0
    BIAS          0
    MIN           4
    MAX           255
    MEAN          193.787
    STD           51.0856
    PIXEL_FORMAT  byte
 END
 CHANNEL 2
 BEGIN
    CHANNEL_NAME  2_P6L31B_074026_080331_ch2
    PLATFORM      IRS-P6
    SENSOR        LISS-III
    STARTING_TIME 2008-03-31T07:00:13.109Z
    ENDING_TIME   2008-03-31T07:00:34.423Z
    SCALE         0
    BIAS          0
    MIN           4
    MAX           255
    MEAN          137.752
    STD           47.639
    PIXEL_FORMAT  byte
 END
 CHANNEL 3
 BEGIN
    CHANNEL_NAME  3_P6L31B_074026_080331_ch3
    PLATFORM      IRS-P6
    SENSOR        LISS-III
    STARTING_TIME 2008-03-31T07:00:13.109Z
    ENDING_TIME   2008-03-31T07:00:34.423Z
    SCALE         0
    BIAS          0
    MIN           30
    MAX           255
    MEAN          104.15
    STD           27.1631
    PIXEL_FORMAT  byte
 END
 CHANNEL 4
 BEGIN
    CHANNEL_NAME  4_P6L31B_074026_080331_ch4
    PLATFORM      IRS-P6
    SENSOR        LISS-III
    STARTING_TIME 2008-03-31T07:00:13.109Z
    ENDING_TIME   2008-03-31T07:00:34.423Z
    SCALE         0
    BIAS          0
    MIN           1
    MAX           255
    MEAN          26.0068
    STD           7.18369
    PIXEL_FORMAT  byte
 END

файл summary

Код: Выделить всё

Avaliable IMAGE bands:
****************\superstructure\L37427310301.led
Meta Data:

Scene ID      31-MAR-08 07:00:32L-3 ST00B2345
Platform       IRS-P6        
Sensor          L3                           
Spectral mode	   MULTI SPECTR
Path          74
Row           27
Tilt Step number 1
Tilt Angle    0.000000

Orbit Parameters:
Orbit number                       23119
Orbit Inclination (deg)            98.6700000      
Longitude of Ascending node (deg)  240.0220630     
Satelite Heading Angle (deg)       210.8799438     
Satelite nominal Altitude (meters) 817000.0000000  

Scene Parameters:
Scene start time            07:00:32:087                   
Number of Pixels            6000
Number of Lines             6934
Nominal Pixel size (meters) 23.50
Sun Azimuth                 166.3452945     
Sun Elevation               36.8394680      
Radiance
Band 1 LMIN = 0.000000, LMAX = 12.064000
Band 2 LMIN = 0.000000, LMAX = 15.131000
Band 3 LMIN = 0.000000, LMAX = 15.757000
Band 4 LMIN = 0.000000, LMAX = 3.397000

Corner coordinates:
Center            56.7789083       64.9320182
Upper Left        57.5830996       64.1563081
Upper Right       57.1777266       66.4253548
Lower Left        56.3626308       63.4703430
Lower Right       55.9700586       65.6747892

Angles:
X -0.029920
Y 0.065790
Z 1.967820
FOV: 0.000029
IT: 3.319496

[alexandr cherepanov]

без понятия можно ли вообще это калибровать
мет ничего общего с реальными метаданными не имеет

вообще похоже так и получается если посмотреть тот же Ландсат 7 то у него в Low режиме максимальное значение около 300. Отсюда и разница. Там все хорошо здесь все хреново

То есть либо сами поставляемые данные картинка и не более, что мало вероятно, либо просто это тупо такой хреновый сенсор . Вообщем надо брать какие нибудь стандартные примеры индусов разных уровней обработки и смотреть на них.

[SuRH]

Скорее всего это не тот МЕТ который ожидается, а тот в котором геопривязка
надо саммари смотреть

[SuRH]

без понятия можно ли вообще это калибровать
мет ничего общего с реальными метаданными не имеет

а что не так со СканЭксом?

[nadiopt]

вот интересно, а у нас в комплекте поставки ИРС р6 от Сканекса мета-файла нет, а есть xml следующего содержания

Код: Выделить всё

<?xml version="1.0"?>
 <SCANEX_IRSP6_SCENE>
  <PRODUCT_INFO>SCANEX IRS-P6 SCENE</PRODUCT_INFO>
  <PRODUCT_ID>P6-L3-L1B</PRODUCT_ID>
  <PROCESSING_LEVEL>1B</PROCESSING_LEVEL>
  <GEOMETRIC_PROCESSING>RAW</GEOMETRIC_PROCESSING>
  <RADIOMETRIC_PROCESSING>SYSTEM</RADIOMETRIC_PROCESSING>
  <ALGORITHM_VERSION>IRS-P6 Calibrator, Version 1.0</ALGORITHM_VERSION>
  <SCENE_ID>P6L31B_042023_080502</SCENE_ID>
 <SCENE_SOURCE>
  <LEVEL0_FILE>IP6_23575_080502090920n00.p63</LEVEL0_FILE>
  <LEVEL0_NUMBER>0</LEVEL0_NUMBER>
  <LEVEL0_BEGINNING_TIME>2008-05-02T09:13:38.093Z</LEVEL0_BEGINNING_TIME>
  <LEVEL0_START_LINE>27498</LEVEL0_START_LINE>
  <LEVEL0_END_LINE>33918</LEVEL0_END_LINE>
 </SCENE_SOURCE>
 <SCENE_PARAMETERS>
  <NCOLS>6000</NCOLS>
  <NROWS>6420</NROWS>
  <NBANDS>4</NBANDS>
  <NBITS>8</NBITS>
 </SCENE_PARAMETERS>
 <SCENE_ATTRIBUTES>
  <BEGINNING_TIME>2008-05-02T09:15:09.386Z</BEGINNING_TIME>
  <ENDING_TIME>2008-05-02T09:15:30.700Z</ENDING_TIME>
  <PLATFORM>IRS-P6</PLATFORM>
  <SENSOR>LISS-III</SENSOR>
  <REV_NUMBER>3575</REV_NUMBER>
  <PATH>042</PATH>
  <START_ROW>023</START_ROW>
  <END_ROW>023</END_ROW>
  <STATION_ID>IVT-1P</STATION_ID>
 </SCENE_ATTRIBUTES>
 <SCENE_GEOREFERENCE>
  <TLE>1 28051U 03046A   08121.88465494  .00000012  00000-0  25562-4 0  4317
2 28051 098.7518 195.9710 0001030 238.2638 121.8437 14.21610995235547
</TLE>
  <TIME_BIAS>+0.000000e+000</TIME_BIAS>
  <TILT_ANGLE>+0.000000e+000</TILT_ANGLE>
  <ROLL_BIAS>+0.000000e+000</ROLL_BIAS>
  <PITCH_BIAS>+0.000000e+000</PITCH_BIAS>
  <YAW_BIAS>+0.000000e+000</YAW_BIAS>
  <CENTER_LAT>+6.130848e+001</CENTER_LAT>
  <CENTER_LON>+3.420239e+001</CENTER_LON>
  <UL_LAT>+6.210665e+001</UL_LAT>
  <UL_LON>+3.336376e+001</UL_LON>
  <UR_LAT>+6.169182e+001</UR_LAT>
  <UR_LON>+3.595438e+001</UR_LON>
  <LL_LAT>+6.090417e+001</LL_LAT>
  <LL_LON>+3.249289e+001</LL_LON>
  <LR_LAT>+6.050486e+001</LR_LAT>
  <LR_LON>+3.499650e+001</LR_LON>
 </SCENE_GEOREFERENCE>
 <SCENE_QUALITY>
  <LOSS_LINES>0</LOSS_LINES>
  <BLACK_LINES>0</BLACK_LINES>
  <TIME_STEP>+1.000000e+000</TIME_STEP>
  <SAMPLE_SIZE>28800</SAMPLE_SIZE>
  <SUM_VALUE>0</SUM_VALUE>
  <NVALUES>64</NVALUES>
 <BIT_ERRORS>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>
	<VALUE>0</VALUE>

 </BIT_ERRORS>
 </SCENE_QUALITY>
 </SCANEX_IRSP6_SCENE>

у вас нет такого? и можно ли по нему радианс считать?

[SuRH]

И еще сразу сюда же один момент. Вызывает сомнения.
вот гистограммы каждого канала сабжевого снимка:
1.
2.
3.

и если рис 1 вопросов не вызывает, то рис 2 и рис 3 меня немного смущает, а именно количество пикселей с DN=255.
Такое может быть или данные некорректны?

[SuRH]

вот интересно, а у нас в комплекте поставки ИРС р6 от Сканекса мета-файла нет, а есть xml следующего содержания
у вас нет такого? и можно ли по нему радианс считать?

нет. у нас файлы геопривязки (met,tab,tfw), растр(geotiff), текстовый файл summary.
по вашему? можно я думаю. все константы известны и без XML-файла.

[alexandr cherepanov]

ну с 3 явно что то не то , второй тоже странный явно масштабировался

А что чему соответствует по диапазонам? Гистограмма на весь растр, я правильно понял?

В общем оно вам надо? Возьмите бесплатный Ландсат и посчитайте все по нему