Porównanie metod korekcji atmosferycznej dla danych z sensorów hiperspektralnych

Dane teledetekcyjne zarejestrowane przez systemy lotnicze lub satelitarne nie mogą być od razu porównywane z krzywymi bibliotek spektralnych ze względu na wpływ atmosfery. Rejestrowana wartość promieniowania musi zostać przeliczona do bezwymiarowej wartości współczynnika odbicia spektralnego. W artykule przedstawiono porównanie wyników korekcji atmosferycznej obrazu HYPERION (357÷2576 nm). Korekcję przeprowadzono metodami empirycznymi (Flat Field, Internal Average Relative Reflectance, Empirical Line) oraz metodą FLAASH, opartą na modelu atmosfery MODTRAN. Jako dane referencyjne wykorzystane zostały krzywe spektralne z pomiaru spektrometrycznego in situ. Pomiar przeprowadzono spektrometrem FieldSpec HH Analytical Spectral Devices (ASD) (350÷1075 nm). Miarą oceny dokładności dopasowania krzywych spektralnych był średni błąd kwadratowy oraz odchylenie standardowe liczone na podstawie różnic współczynnika odbicia dla krzywych obrazowych i referencyjnych. Najmniejszą dokładność dopasowania krzywych otrzymano dla metod opartych tylko na parametrach obliczonych z obrazu. Zadowalający wynik dopasowania krzywych w zakresie VNIR uzyskano dla metody Empirical Line, gdzie średni błąd kwadratowy wynosił 0.020, natomiast odchylenie standardowe 0.019. Najlepszy wynik korekcji atmosferycznej w całym zakresie spektralnym rejestrowanym przez HYEPRIONA uzyskano dla metody bezwzględnej FLAASH.

---

Because of the influence of the atmosphere, remote sensing data recorded by airborne or satellite sensors cannot be directly compared with spectral library curves. The value of recorded radiance has to be transformed to dimensionless value of reflectance. This paper presents a comparison of atmospheric correction results for the Hyperion’s image (357÷2576 nm). The atmospheric correction was performed with the following empirical methods: Flat Field, Internal Average Relative Reflectance, Empirical Line, and the FLAASH method based on the MODTRAN atmospheric model. Spectral curves from in situ measurements were used as reference data. Field measurements were taken by means of the FieldSpec HH Analytical Spectral Devices (ASD) spectrometer (350 nm÷1075 nm). The accuracy of curve matching was calculated based on the RMS error and the standard deviation, which were calculated based on differences of value for image and reference reflectance. The lowest accuracy of curve matching was obtained for methods based only on parameters derived from images. A satisfactory result of correction for the VNIR range was achieved with the Empirical Line method, whereby the RMS error was 0.020 and the standard deviation was 0.019. The best result of atmospheric correction in the entire HYPERION range was obtained with the absolute FLAASH method.