CC BY
55Решетневские чтения
12 мкм) каналах. Задавая температурный порог для 21-го канала, можно обнаружить высокотемпературный источник собственного излучения.
Эффективная температура в пороговом алгоритме Кауфмана для канала 4 мкм составляет порядка 49 °С. С этим температурным порогом он успешно применялся на спутнике Terra в течение продолжительного периода времени (в том числе и в автоматическом режиме). Однако опыт показал, что результаты для данного значения температуры оставляли желать лучше -го: наряду с большим количеством выдаваемых ложных тревог, программа отсекала температурные аномалии, которые в действительности были пожарами. Иными словами, пожары, которые находились в начальной стадии горения, попросту игнорировались.
Снизив температурный порог до 39 °С, мы получили возможность регистрировать пожары, площадь которых составляет порядка 0,1 га. До этого пожар такого маленького размера зарегистрировать было невозможно, так как его эффективная температура составляет около 40.. .41 °С.
Таким образом, были изменены пороговые значения температуры в алгоритме Кауфмана. Введение новых значений позволило обнаруживать пожары на более ранних стадиях, что дает возможность предотвратить развитие пожаров до крупных размеров. Каждому известно, что чем раньше обнаружить пожар, тем легче с ним бороться.
В настоящее время спутниковый мониторинг перспективен для картирования и оценки последствий крупных и катастрофических пожаров.
A. V. Dvinin, A. I. Suhinin Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
DETECTION AND ENERGY DIAGNOSTICS OF FIRES IN KRASNOYARSK REGION DURING 2005
The method of detecting of small fires by using space image of the given area is presented in the report. The method includes discovery of all temperature anomalies in the selected fragment of the original image, geographical fasten, assignment of the temperature threshold.
© ^BHHHH A. B., CyxHHHH A. H., 2010
УДК 681.51:504(07)
А. А. Додышева
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ВЕГЕТАЦИОННОГО ИНДЕКСА И АТМОСФЕРНАЯ КОРРЕКЦИЯ
Представлена методика атмосферной коррекции значений вегетационного индекса. Методика включает в себя расчет значений нормализованного относительного индекса растительности NDVI на выбранном снимке, расчет коэффициентов рассеяния, расчет значений NDVI с учетом коэффициентов рассеяния, т. е. с учетом влияния атмосферы.
Проведение атмосферной коррекции является важным этапом обработки космических снимков. Прежде чем излучение попадает на датчик спутника, оно рассеивается и поглощается на молекулах газов и частицах атмосферного аэрозоля (URL: http:/www.sovzond.ru). По этой причине данные, полученные со спутника, отображают неистинное состояние земной поверхности. Следовательно, перед решением различных задач дешифрирования космических изображений необходимо проводить атмосферную коррекцию.
В работе представлена методика атмосферной коррекции значений вегетационного индекса.
Был выбран снимок со спутника Landsat. Несмотря на то что на снимке (см. рисунок) незамутненная атмосфера, рассеяние происходит на молекулах и мельчайших частицах аэрозоля, размер которых меньше 1 мкм.
На снимке были выбраны 8 различных типов природных объектов.
Снимок со спутника Landsat
Использование космических, средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды
Для природных объектов в программном пакете Erdas Imagine определена спектральная яркость в 3-м и 4-м каналах спутника Landsat. 3-й канал соответствует видимому диапазону, 4-й - ближнему инфракрасному диапазону. Для выбранных природных объектов рассчитан NDVI.
Были рассчитаны коэффициенты рассеяния.
На частицах, размер которых много меньше длины волны излучения, происходит рассеяние Релея, коэффициент рассеяния Релея находился по следующей формуле [1]:
2 3 N Si= 0,827• (p-г2)3 • —,
1
где N = 0,5-107 1/см3 - число частиц в 1 см3; г = 0,01 мкм -размер частиц.
Коэффициент был рассчитан для волн 3-го и 4-го каналов. Найдены средние значения коэффициента рассеяния Релея для видимого диапазона и БИК-диапазона.
На частицах, размер которых сравним с длиной волны излучения, происходит рассеяние Ми. Коэффициент рассеяния Ми рассчитывался по формуле [1]
ei = pa2 • K(p) • N,
где а = 0,6 мкм - размер сферической частицы; N = 0,05-101 1/см3 - число частиц в 1 см3; Kp) = 3,0.. .3,6.
Для длин волн 3-го и 4-го каналов Landsat рассчитаны средние значения коэффициента рассеяния Ми для видимого диапазона и БИК-диапазона.
Далее был рассчитан NDVI с учетом влияния атмосферы. В безоблачной атмосфере полный коэффициент рассеяния представляет собой сумму коэффициентов молекулярного и аэрозольного рассеяния [2]. NDVI рассчитан по следующей формуле:
NDVI — (Snir +Snir) ' f nir — (sred + e red) ' f red
(ctnir + e nir) ' f nir + (<sred + ered) ' f red
где fniI - значение спектральной яркости в 4-м канале; fred - значение спектральной яркости в 3-м канале; Gred = 0, 40; Cnir = 0, 21; ered = 0, 45; ^ = 0, 42.
Результаты занесены в таблицу.
Можно сделать вывод, что даже незамутненная атмосфера оказывает значительное влияние на данные дистанционного зондирования. Значения NDVI после атмосферной коррекции изменились на 20 %. Для объектов классов 6, 7, 8 значения даже стали отрицательными, но для них такие значения характерны.
Библиографические ссылки
1. Кондратьев К. Я. Влияние атмосферы на исследования природных ресурсов из космоса. М. : Машиностроение, 1985.
2. Кондратьев К. Я. Атмосферный аэрозоль и его влияние на перенос излучения. Л. : Гидрометеоиздат, 1978.
Значения спектральной яркости в 3-м и 4-м каналах спутника Landsat, а также значения NDVI различных природных объектов до и после атмосферной коррекции
Класс объекта Тип объекта Значения спектральной яркости, % NDVI
3-й канал 4-й канал до атмосферной коррекции после атмосферной коррекции
1 Темнохвойные леса 28 61 0,36 0,22
2 Светлохвойные леса 31 74 0,41 0,27
3 Смешанные леса 32 93 0,49 0,37
4 Мягколиственные леса 26 92 0,56 0,44
5 Низинные болота 49 85 0,27 0,12
6 Верховые болота 36 43 0,09 -0,06
7 Горный хребет 37 48 0,13 -0,02
8 Гарь 43 46 0,03 -0,11
A. A. Dodysheva
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk CALCULATION OF NDVI VALUES AND ATMOSPHERIC CORRECTION
In the work the technique of atmospheric correction of values of a vegetative index is presented. The technique includes the calculation of values of the normalised relative index of NDVI vegetation on the chosen picture, calculation of dissipation factors, calculation of NDVI values taking into account dissipation factors thus taking into account atmosphere influence.
© flofltimeBa A. A., 2010
