Кросс-калибровка данных российских спутников методом гистограммного анализа

В 2018 году активно разрабатывались подходы ориентированные на проведения кросс-калибровки данных российских спутников (Метеор-М №1,№2, приборы КМСС-101, КМСС-102) методом сведения гистограмм с данными с известной калибровкой (MODIS) через равенство их частичные сумм на выбранных участках данных. Область интереса выбиралась следующим образом: район 50 градусов широты, данные КМСС утренние по местному времени, данные MODIS (использующиеся как эталон) - съемка по тому же участку поверхности через временной интервал около 100 минут. Важно отметить, что данные выбирались безоблачные, либо с небольшой облачностью. На сильно зашумленных данных алгоритм не тестировался. Пример выборки области интереса представлен на рис. 1.

Рисунок 1 - Пример сопоставляемых данных приборов MODIS и КМСС

На рис. 2. приводятся графики сопоставления гистограмм канала 2 КМСС-102 (630 – 680 нм) с гистограммами канала 1 прибора  MODIS с датами съемки от 13 сентября 2018 г до 4 октября 2018 года. Соответствие гистограмм проводилось сопоставлением нормализованного на 1 интеграла (частичной площади). Данные выбраны парами по одной территории с временной разницей около полутора часов и примерно одинаковой относительной геометрией съемки на одинаковой широте в разных географических регионах. Целью работы являлось также выявление устойчивости  поведения отношения частичных сумм гистограмм, которая подтвердилась, как видно из графика суммарного распределения площадей по сценам с различной датой и местом съемки. Таким образом, предложенный метод можно считать устойчивым.

    Кроме того, можно наблюдать, что в области максимума и основных значений гистограмм (ход гистограммы MODIS обозначен кривой синего цвета) преобразование практически линейное, но что более интересное – устойчивое для разных дат съемки. Построив таблицу преобразования и учитывая разные освещенности сцен (зенитный угол Солнца), возможно применение этого преобразования к данным КМСС для вычисления физических значений яркости пикселов, т.е. можно выполнить кросс-калибровку прибора КМСС по данным прибора MODIS.

Рис. 2 - графики преобразования гистограмм КМСС и МОДИС