Неогеография: загадки пространства-времени

WorldView-2: свежий взгляд

Четверг, 03 Ноябрь 2011 20:05
Кристиан Тёттруп (Christian Tøttrup)

Микаэль Камп Сёренсен  (Mikael Kamp Sørensen)

www.euspaceimaging.com

Запуск спутника WorldView-2 в 2009 году стал важным этапом в развитии дистанционного зондирования сверхвысокого разрешения из-за возросшего количества спектральных диапазонов. Новая организация спектральных каналов удобна для использования в различных предметных областях — таких, как определение рельефа дна, подробное зонирование растительности и почвенно-растительного покрова. Целью исследования, описываемого в данной статье, явилась проверка возможностей 8-канальных данных в тех областях, в которых использование новых спектральных диапазонов сулило возможность извлечения дополнительной информации.

Вероятно, наиболее значительный эффект даёт применение 8-канальных данных WorldView-2 при изученииприбрежных акваторий и мелководий. Благодаря возможности спектрального канала Coastal проникать глубже в толщу воды, можно допустить, что WorldView-2 лучше приспособлен для изучения вариаций глубин.

Возможности батиметрии по космоснимкам были проверены в прибрежных акваториях острова Сицилия (Италия). Для этих акваторий имелись необходимые для калибровки и оценки высококачественные данные, полученные с помощью гидролокаторов бокового обзора. Сначала относительные глубины были дифференцированы с помощью алгоритма Штумпфа (Штумпф и др., 2003 г.). Затем были вычислены коэффициенты корреляции Пирсона для отдельных диапазонов и для выбранных отношений диапазонов.

Выяснилось, что использование дополнительно новых диапазонов спутника WorldView-2 выразилось в более точном определении коэффициента корреляции, и особенно в диапазоне глубин от 5 до 20 м, для которого отношение каналов Coastal (Coastal Blue, фиолетовый) и Yellow (желтый) наилучшим образом соответствовало глубинам (r = 0,92). Общая среднеквадратичная ошибка определения глубины оказалась меньше 1 метра на мелководье (<5 м) и несколько большей — на глубинах до 20 м. Такая точность достаточна для предварительного исследования при многих видах экологического и технического применения и анализе технической осуществимости различных проектов.

Точность батиметрии будет зависеть от состояния окружающей среды во время спутникового зондирования. Тесное сотрудничество с целевой группой EUSI/DG позволило снизить нежелательные воздействия — например, информация о волнении моря в районе съёмки и поднятых со дна осадках поступала в группу планирования. Солнечные блики минимизировались выбором подходящих углов возвышения и азимута спутника в момент съёмки.

Наличие у спутника WorldView-2 дополнительных диапазонов открывает новые перспективы в определении цветовых индексов акваторий (ocean colour mapping). Обычно используемые в решении «морских» задач спутниковые сенсоры, такие как MODIS и MERIS, имеют несколько узких спектральных диапазонов, однако их низкое пространственное разрешение (250 м – 1000 м) ограничивает возможность мониторинга с их помощью прибрежных акваторий и мелких водоёмов.

В реализуемом в настоящее время демонстрационном проекте для Министерства охраны окружающей среды Дании изучается возможность изучения распределения хлорофилла а.

Хлорофилл a по данным WV-2
Рис. 1. Представление (в мг/л) уровней содержания хлорофилла a во внутренних водоёмах, представленное с помощью шкалы условных цветов, откалиброванной по данным синхронных с космосъёмкой полевых исследований.

Цель проекта — разработка процесса высокодетального мониторинга датских озер, в которых хлорофилл а является основным показателем состояния окружающей среды. Тесное сотрудничество между целевой группой EUSI/DG и полевым персоналом сделало возможным проведение практически одновременного со спутниковой съёмкой сбора полевых данных, что необходимо для разработки алгоритма. Предварительные результаты (рис. 1) выявили чёткую корреляцию отражающей способности земной поверхности и концентрации хлорофилла а. В дальнейшей разработке алгоритма будут использованы новые снимки WorldView-2 и данные полевых наблюдений за период лето-осень 2011 г.

© "Неогеография" 2007-

Top Desktop version