Παρατήρηση των βιο-περιοχών στην Αυστραλία με χρήση συστήματος MODIS στα κανάλια 8-19
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος Τίτλος: « OPERATIONAL OBSERVATION OF AUSTRALIAN BIOREGIONS WITH BANDS 8-19 OF MODIS »
Συγγραφείς: By B. K. McAtee , M. Gray , M. Broomhall , M. Lynch , P. Fearns
posted on 1 September, 2012 in Articles, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXIX-B8, 2012
Πηγή: ISPRS Congress
«Παρατήρηση των βιο-περιοχών στην Αυστραλία με χρήση συστήματος MODIS στα κανάλια 8-19»
Δεδομένα από τα κανάλια 1-7 του οργάνου MODIS χρησιμοποιούνται για την επίγεια παρατήρηση της δραστηριότητες στην περιοχη της Αυστραλία. Ωστόσο, πολλά από τις Βιοπεριοχες της Αυστραλίας παρουσιάζουν μοναδικά σενάρια τα οποία αποτελούν πρόκληση στην τηλεπισκόπησης της ποσοτικοποίησης του περιβάλλοντος. Υπάρχει η εκτίμηση ότι τα δεδομένα MODIS στις μπάντες από 8 - 19 μπορούν να παρέχουν σημαντικό όφελος στη παρατήρηση του εδάφους πάνω σε συγκεκριμένους τύπους Βιοπεριοχών της αυστραλιανής ηπείρου.Στην εργασία αυτή υπάρχουν παραδείγματα χρήσης του καναλιού 8 για τον χαρακτηρισμό του οπτικού βάθους των αεροδιαλυματων πάνω από φωτεινές επιφάνειες γης και στον υπολογισμό της προκαλούμενης παραμόρφωσης λόγω των ατμοσφαιρικών υδρατμών. Έχουν γίνει εστιασμένες έρευνες που έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη της αυτοματοποιημένης επεξεργασίας, για την ατμοσφαιρική διόρθωση και BRDF διόρθωση των πρώτων 19 καναλιών του MODIS.
Εισαγωγη
Ο αισθητήρας MODIS σχεδιάστηκε για να βελτιώσει της ικανότητας του δορυφόρου για τηλεπισκόπηση και να καλύψει τις ανάγκες της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας. Το εύρος των προϊόντων που παρέχονται από τον MODIS βρήκε επίσης πρακτική εφαρμογή στους τομείς των γεωργικών, των φυσικών πόρων και των υπηρεσιών διαχείρισης έκτακτων ανάγκων, και όλο και περισσότερο στην οικολογική έρευνα. Η παρούσα εργασία αποτελεί μέρος της Έρευνας Οικοσυστημάτων (TERN) του Προγράμματος AusCover (www.auscover.org.au) και επιδιώκει να επεκτείνει τη χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων στην οικολογική έρευνα. Στο πλαίσιο του έργου AusCover καταρτίζονται αρχεία των τηλεπισκοπικών προϊόντων σε εθνικό επίπεδο επίπεδο σε όλη την Αυστραλία. Άλλα θέματα στην TERN είναι η δημιουργία υποδομής για την ανάλυση και τη σύνθεση για πλήθος οικολογικών δεδομένων που θα ενσωματωθούν στην AusCover.
Στην εργασία αυτή περιγράφονται μερικά από τα επεξεργασμένα δεδομένα MODIS στο πλαίσιο του έργου AusCover και περιγράφονταν επιλεγμένες εφαρμογές της έρευνας. Η επεξεργασία MODIS, αυτής της εργασίας επικεντρώνεται στην εφαρμογή της απλής μεθόδου Ατμοσφαιρική Διόρθωση (SMAC) για τις ζώνες 8-19 του MODIS στο εθνικό δίκτυο HPC. Αποτελεί μια προέκταση στο σύστημα επεξεργασίας MODIS για τις ζώνες 1-7 και η έμπνευση για αυτό πηγάζει από την πεποίθησή ότι η φασματική επιπλέον πληροφορίες που περιέχεται σε αυτές τις ζώνες θα ωφελήσει την ατμοσφαιρική διόρθωση του MODIS. Η έρευνα έχει βασίσει στην ατμοσφαιρική διόρθωση της επιφανειακής συνιστώσας ανάκλασης και η επικύρωση των αποτελεσμάτων αυτής της μελέτης κατά κύριο λόγο στηρίχτηκαν στις in situ μετρήσεις των φασματικών ανακλαστικοτήτων που συλλέγονται με τη χρήση ενός Αναλυτή Φάσματος (ASD) .
Μεθοδολογία
Η ανάλυση τοπίων έχει διεξαχθεί σε μια περιοχή της Δυτικής Αυστραλίας κοντα στη πόλη Merredin της περιοχής Wheatbelt. Οι θέσεις του πεδίου φαίνονται στην εικόνα 1. Κατά την πρώτη φάση αυτής της μελέτης χρησιμοποιήθηκε μια προϋπάρχουσα επικύρωση του συνόλου των δεδομένων για την αξιολόγηση της ακρίβειας των ατμοσφαιρικά διορθώσεων καναλιών MODIS 8-19. Παλαιότερες εργασίες επικύρωσης έδειξαν ότι η χρήση της SMAC μεθοδολογίας έχει επιτυχία. Στα αποτελέσματα υπάρχουν μερικές καλές ποιοτικές συγκρίσεις για τα κανάλια 1 και 3, αλλά υπάρχει σημαντική εξάπλωση στα υπόλοιπα. Με στοχο τη βελτίωση αυτών των συγκρίσεων οδηγηθήκαμε στην εξετάσει το επιπλέον καναλιών MODIS μεταξύ 8 και 19. Η υπό εξέταση έκταση διακρίνεται από αραιή βλάστηση όπως απεικονίζεται στην εικόνα 2. Για την υποβοήθηση της ανάλυσης το Μάιο του 2012 έγινε εναέρια συλλογή υπερφασματικών και LiDAR δεδομένων του έδαφος.
Στο πλαίσιο της συλλογής δεδομένων και της επικύρωσης εργασίας κατασκευάστηκαν χρονοσειρές των παραμέτρων που προέρχονται από τα νέα MODIS προϊόντα από μπάντες 8-19 μπάντα που περιγράφουν τις οικολογικές διεργασίες. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται η χρονοσειρα της ανακλαστικότητας της επιφάνειας για το κανάλι 18 των δεδομένων MODIS επεξεργασμένων βάση της μεθόδου SMAC.
Συμπεράσματα
Η τυπικά φωτεινή επιφάνεια της γης στην οποία υπάρχει αραιή βλάστηση δεν προσεγγίζεται στην εκτίμηση αεροδιαλυματος. Στην εργασία αυτή χρησιμοποιήθηκε η διαφορά μεταξύ της MODIS μέτρησης της επιφανειακής ανάκλασης και της προβλεπόμενης από την ανάλυση BRDF για την εκτίμηση αερολύματος στην επιφάνεια ανακλάσης. Αυτή η προσέγγιση «αλλαγής ανάκλασης» αποδεικνύεται επίσης αποτελεσματική για την ανίχνευση θύελλας από σκόνης όπως δείχνεται στο σχήμα 3.
Το έργο AusCover στο πλαίσιο του προγράμματος TERN δίνει την δυνατότητα της κατάρτιση ενός αρχείου τηλεπισκοπικων δεδομένων που συνδέονται με τις επί τόπου μετρήσεις. Σε αυτό το έργο έχουν επικεντρωθεί οι προσπάθειες για την εξέλιξη στην επεξεργασία δεδομένων MODIS και την υποστήριξη μιας μεθόδου ατμοσφαιρικής διόρθωσης της ανάκλασης των επιφανειών .
