ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Данные дистанционного зондирования Земли из космоса

РАДИОМЕТРИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, ПОЛУЧАЕМЫХ С КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ В ВИДИМОМ И БЛИЖНЕМ ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНЕ

Требования к алгоритмам

Издание официальное

Москва

Российский институт стандартизации 2021

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН по заказу Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» Автономной некоммерческой организацией высшего образования «Университет Иннополис»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 321 «Ракетно-космическая техника»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2021 г. № 1514-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

© Оформление. ФГБУ «РСТ», 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

— спектральный коэффициент направленного пропускания атмосферы для заданного спектрального канала;

Wx — спектральный коэффициент диффузного пропускания атмосферы для заданного спектрального канала.

Примечание — Физический смысл слагаемых, входящих в уравнение (7). заключается в том. что первое слагаемое отвечает за солнечное излучение, отраженное внутри атмосферы в направлении КА. Второе слагаемое главным образом связано с солнечным излучением, напрямую отраженным от изучаемого элемента поверхности в направлении КА. Третье слагаемое вызвано солнечным излучением, отраженным в направлении КА элементами поверхности, соседними с изучаемым элементом.

7.4.2    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен принимать равными единице коэффициенты поглощения водяного пара и озона в случае, если в границы спектрального канала не попадают спектральные линии поглощения соответствующих газов. В противном случае коэффициенты поглощения должны моделироваться с помощью следующих выражений;

W^e)=® ’^w/"'    <¹⁰>

где 0 — зенитный угол КА или Солнца для соответствующего пикселя; ^тхо, — оптическая толщина пропускания озона для заданного спектрального канала; ^тх>^о — оптическая толщина пропускания водяного пара для заданного спектрального канала.

Оптические толщины водяного пара и озона должны оцениваться через объемные спектральные коэффициенты поглощения и интегральные содержания соответствующих газов в атмосферном столбе.

7.4.3    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен извлекать объемные спектральные коэффициенты поглощения из международных баз данных о спектральных свойствах газов.

Примечание — Наиболее известной и используемой базой данных о спектральных свойствах газов является HITRAN.

7.4.4    Рекомендуется, чтобы алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции извлекал значения интегральных содержаний водяного пара и озона в атмосферном столбе из продуктов обработки данных ДЗЗ из космоса, полученных при наблюдениях в каналах поглощения этих газов в ближнем и дальнем инфракрасных диапазонах. Если программное обеспечение автоматической стандартной обработки не предполагает импорт этих продуктов или они недоступны, рекомендуется использовать выходные данные реанализов. Использование априорных значений интегральных содержаний водяного пара и озона, основанных на климатических моделях, допускается при обработке данных, по которым не предполагается восстановление геофизических индексов.

Примечание — Наиболее известными операторами выходных данных реаналиэов являются Европейский центр среднесрочного прогнозирования (ECMWF) и Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA).

7.4.5    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен вычислять коэффициент внутреннего отражения атмосферой солнечного излучения в направлении КА за счет молекулярного (рэлеевского) рассеяния через молекулярную оптическую толщину, которая зависит от высотного профиля концентрации рассеивателей (молекул газов), а также абсолютной высоты изучаемого элемента поверхности. Угол рассеяния следует рассчитывать по зенитным углам и разности азимутов Солнца и КА. При этом следует придерживаться требований, указанных в 6.5.

7.4.6    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен вычислять высотный профиль концентрации молекул атмосферных газов с помощью климатических моделей высотных профилей давления и температуры воздуха. Рекомендуется использовать климатическую модель глобальной справочной атмосферы по ГОСТ Р 53460.

7.4.7    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен оценивать вклад аэрозолей в коэффициент внутреннего отражения атмосферой солнечного излучения в направлении КА через высотный профиль концентрации аэрозолей и процентные соотношения концентраций отдельных типов аэрозолей.

7.4.8    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен извлекать процентные соотношения концентраций типов аэрозолей из климатических моделей исходя из вида ландшафта.

При этом должно предполагаться, что каждый из ландшафтов характеризуется инвариантной по высоте смесью из четырех типов аэрозолей: пылевидных, океанических, водорастворимых и сажи.

Пример — Модель смеси азрозолей городского ландшафта предполагает 17 % пылевидных аэрозолей, 61 % водорастворимых аэрозолей и 22% сажи.

7.4.9    Рекомендуется, чтобы алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции моделировал форму высотного профиля концентрации аэрозолей в виде экспоненциальной функции, а общее содержание аэрозолей в атмосферном столбе — с помощью оптической толщины.

Примечание — В качестве альтернативы оптической толщины аэрозолей алгоритмы моделей атмосферных коррекций часто используют метеорологическую дальность видимости. Этот подход не рекомендуется, т. к. зависит от сильных эмпирических предположений.

7.4.10    Рекомендуется, чтобы алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции извлекал значения оптических толщин аэрозолей из соответствующих продуктов обработки данных ДЭЗ из космоса. Если программное обеспечение автоматической стандартной обработки не предполагает импорт этих продуктов или они недоступны, то рекомендуется использовать климатические модели, описывающие общее содержание аэрозолей исходя из вида ландшафта.

Примечание — Продукты обработки данных ДЗЗ из космоса, содержащие оптическую толщину аэрозолей, создаются на основе применения методики Кауфмана или методики «Глубокого синего». Методика Кауфмана оценивает оптическую толщину аэрозолей над темными объектами (влажная растительность, пашня и др.) исходя из корреляции значений СПЭЯ этих объектов в канале прозрачности среднего инфракрасного диапазона (как правило, 2.1 мкм) со значениями СПЭЯ этих объектов в красном и синем каналах видимого диапазона. Методика «Глубокого синего» позволяет оценить оптическую толщину аэрозолей над яркими поверхностями в результате анализа наблюдений в каналах сине-фиолетовой области видимого диапазона (как правило. 0,412 или 0,470 мкм), для которых имеет место сильное аэрозольное рассеяние, но слабое отражение от земной поверхности,

7.4.11    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен вычислять спектральный коэффициент направленного пропускания и спектральный коэффициент диффузного пропускания через молекулярную и аэрозольную оптические толщины, а также зенитные углы КА или Солнца.

7.4.12    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен вычислять сферическое альбедо атмосферы с помощью молекулярной и аэрозольной оптических толщин.

7.4.13    Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен выполнять эту операцию с использованием файлов справочных таблиц. Справочные таблицы должны быть однократно рассчитаны для каждого ФПУ и включать следующие элементы уравнения атмосферной коррекции (или их математических комбинаций с коэффициентами поглощения):

-    коэффициент внутреннего отражения атмосферы солнечного излучения в направлении КА за счет молекулярного (рэлеевского) и аэрозольного рассеяния;

-    спектральный коэффициент направленного пропускания;

-    спектральный коэффициент диффузного пропускания;

-    сферическое альбедо атмосферы.

Примечание — Примерами математических комбинаций элементов уравнения атмосферной коррекции служат модельные параметры а_; и в выражении (7).

7.4.14    Предвычисленные значения элементов уравнения атмосферной коррекции (или их математических комбинаций с коэффициентами поглощения) в файлах справочных таблиц должны быть приведены для каждого спектрального канала и для широкого диапазона значений параметров, характеризующих геометрические и метеорологические условия съемки. В таблице 1 приведены максимальный рекомендуемый шаг сетки по каждому из параметров условий съемки, а также рекомендуемый диапазон их значений.

Таблица 1 — Рекомендуемые максимальный шаг сетки и диапазон значений параметров условий съемки в файлах справочных таблиц

Параметр условий съемки Шаг сотки Диапазон значений 1 Зенитный угол Солнца, град 10е От 0е до 80° включ. 2 Зенитный угол КА, град 10е От 0е до 60° включ.

Параметр условий съемки Шаг сетки Диапазон значений 3 Разность азимутов Солнца и КА'). град 60е ОтО* до 180° в ключ. 4 Абсолютная высота земной поверхности, км 3 От 0 до 9 в ключ 5 Интегральное содержание водяного пара, кг/м2 10 От 0 до 70 включ. 6 Интегральное содержание озона2>. ммоль/м2 44.62 От 44,62 до 223,10 включ. 7 Оптическая толщина аэрозоля 0.01:0,2; 0.5; 1.0 и 1.5 От 0 до 1,5 включ. 11 Зависимость элементов уравнения атмосферной коррекции от разности азимутов КА и Солнца в справочных таблицах может быть исключена для обработки данных ДЗЗ. получаемых с КА. осуществляющих съемку в надирном и близком к надирному направлениях. 21 Зависимость элементов уравнения атмосферной коррекции от интегрального содержания озона может быть исключена, если модель атмосферной коррекции не включает коэффициент поглощения озона в математические комбинации элементов этого уравнения.

7.4.15 Алгоритм составления уравнения атмосферной коррекции должен обеспечивать интерполяцию элементов уравнения атмосферной коррекции от значений параметров условий съемки, заданных в узлах сетки справочных таблиц, к текущим значениям параметров условий съемки, полученных из внешних источников согласно рекомендациям, указанным в 7.4.2—7.4.10.

7.5 Требования к алгоритму решения уравнения атмосферной коррекции

7.5.1    Алгоритм решения уравнения атмосферной коррекции, составленного для каждого пикселя данных ДЗЗ из космоса, должен состоять из следующих шагов:

• шаг 1. Уравнения атмосферной коррекции для каждого пикселя обращаются относительно КСПЭЯ. отнесенных к уровню поверхности Земли (р_х ТОС). в предположении, что <р_х тос> = р_х тос;

-    шаг 2. Вычисляются средние значения КСПЭЯ вокруг каждого пикселя <р_х тос> с помощью р_х тос, полученных на шаге 1. При этом учитывается пространственная функция окружения, задающая доли вклада в <р_; тос> значений окружающих пикселей в зависимости от их расстояния до изучаемого (центрального) пикселя:

-    шаг 3. Уравнения атмосферной коррекции записываются для каждого пикселя с учетом вычисленных на шаге 2 значений <р, _тос> и обращаются относительно р_х тос.

7.5.2    Рекомендуется, чтобы алгоритм решения уравнения атмосферной коррекции, применяемый к данным ДЗЗ из космоса сверхнизкого пространственного разрешения, использовал только шаг 1. указанный в 7.5.1.

7.5.3    Значения КСПЭЯ, отнесенные к уровню поверхности Земли, для пикселей, попавших в маски облачности и маски облачных теней, а также для пикселей, для которых оптическая толщина аэрозолей более 1.5 или зенитный угол Солнца более 70°. считаются ненадежными.

7.5.4    В случае, если данные ДЗЗ из космоса, прошедшие атмосферную коррекцию, необходимо представить в виде эффективных значений СПЭЯ L_{eX тос}, отнесенных к уровню поверхности Земли, следует использовать следующую формулу преобразования:

8 Требования к алгоритму коррекции влияния анизотропии земной поверхности

8.1    Коррекция влияния анизотропии земной поверхности проводится с целью исключить из временных рядов значений КСПЭЯ, отнесенных к уровню поверхности Земли, вариации, вызванные изменениями геометрических условий облучения этой поверхности Солнцем и наблюдения этой поверхности ФПУ КА.

8.2    Коррекцию влияния анизотропии земной поверхности следует проводить для данных ДЗЗ из космоса низкого и сверхнизкого пространственного разрешения.

8.3    Для проведения коррекции влияния анизотропии земной поверхности значения КСПЭЯ каждого пикселя, отнесенные к уровню поверхности Земли, следует представлять в виде:

Р_1ГОс(в.. е„ ф) = *Ц*)+*,Ж(».. 0.. ф)+ *,(>.)7,(0., 0.. ф),    (12)

где ф — разность азимутов Солнца и КА для данного пикселя; к₀. к_у к₂ — численные коэффициенты;

fy — базовая функция, описывающая геометрические отражение; f₂ — базовая функция, описывающая сферическое отражение.

Примечание — Существует несколько аналитических выражений для базовых функций, применимых для обработки данных ДЗЗ из космоса и доступных в специальной литературе.

8.4    Алгоритм проведения коррекции влияния анизотропии земной поверхности должен вычислять численные коэффициенты по формуле (12) для каждого спектрального канала и каждого пикселя данных ДЗЗ из космоса на основании набора значений КСПЭЯ, полученных для одной и той же поверхности, но при разных углах облучения и наблюдения. Рекомендуемый период сбора данных составляет 30 дней.

8.5    По найденным значениям численных коэффициентов следует вычислить по формуле (12) для каждого пикселя и каждого спектрального канала среднее для периода сбора данных значение КСПЭЯ. отнесенное к уровню поверхности Земли и к заданным геометрическим условиям облучения и наблюдения.

8.6    Геометрические условия облучения и наблюдения, к которым приводятся значения КСПЭЯ в 8.5. должны оставаться фиксированными для всей коллекции данных ДЗЗ из космоса, прошедших коррекцию влияния анизотропии земной поверхности.

Приложение А (обязательное)

Справочный солнечный спектр Мирового центра радиационных данных Всемирной метеорологической организации в Давосе

Таблица А.1

X’. нм Еу Вт/м2 X'. нм Еу Вт/м2 Х\ нм Еу Вт/м2 Х\ нм Вт/м2 379.5 1.07540 414.5 1.75480 449.5 2.00310 484,5 1,99990 380,5 1.21750 415.5 1,75440 450.5 2.11920 485.5 1.87860 381.5 1.11530 416.5 1.81390 451.5 2.11200 486.5 1,62810 382.5 0,79515 417.5 1,64980 452.5 2.00570 487.5 1.86390 383.5 0.69923 418.5 1.71750 453.5 1.91940 488.5 1.96640 384,5 0.97639 419.5 1.73470 454.5 2.04710 489,5 1,93370 385.5 1.01810 420.5 1.75250 455.5 2.02500 490.5 2,05950 386.5 1.01400 421.5 1.72150 456.5 2.10200 491.5 1,94230 387.5 0.99206 422.5 1.63190 457.5 2.12180 492.5 1.84990 388,5 0,97204 423,5 1,73920 458.5 1,99430 493.5 1.95270 389.5 1,18960 424.5 1.80010 459.5 2.06050 494.5 2.00950 390.5 1.23060 425.5 1.73320 460.5 2.03640 495.5 1,97230 391.5 1.36280 426.5 1.72990 461.5 2.08200 496.5 1,99500 392,5 1.02110 427.5 1.60850 462.5 2,10080 497.5 2,03460 393.5 0.54591 428.5 1.62220 463.5 2.03110 498.5 1,93540 394.5 1,03620 429.5 1.50740 464.5 2.06820 499.5 1.88250 395.5 1.30930 430.5 1,21290 465.5 1,99500 500,5 1.82960 396.5 0.81889 431.5 1.49060 466.5 2.00800 501.5 1.85500 397.5 0.91392 432.5 1.66660 467.5 2.02420 502.5 1.84470 398,5 1.50060 433.5 1,79400 468.5 1,98000 503.5 1,94320 399.5 1.64140 434.5 1.51940 469.5 2.03660 504.5 1,90120 400.5 1,65620 435.5 1.70010 470.5 1.92380 505.5 1,94960 401.5 1.73600 436.5 1.90810 471.5 2.01130 506.5 1.96810 402,5 1,76940 437.5 1.69270 472.5 2.06080 507.5 1.83680 403.5 1,66790 438.5 1.65580 473.5 2.02330 508,5 1.87280 404.5 1.64890 439.5 1,84380 474.5 2.08230 509.5 1,90890 405.5 1,67450 440.5 1,74340 475.5 2.07680 510.5 1.86970 406.5 1.58220 441.5 1.90850 476.5 2.00020 511.5 1.96120 407.5 1.59830 442.5 1.99710 477.5 2.08740 512.5 1.86240 408.5 1,73910 443.5 1.92640 478.5 2.06660 513.5 1.83040 409,5 1,72680 444.5 1,98490 479.5 2.07400 514.5 1.84910 410.5 1.54230 445.5 1.83770 480.5 2.07800 515.5 1.86780 411.5 1,79260 446.5 1,87060 481.5 2.08190 516.5 1,74910 412.5 1,77340 447.5 2,02310 482.5 2.07220 517.5 1,59010 413.5 1.72300 448.5 1,98680 483.5 2.03910 518.5 1,66330

Продолжение таблицы А. 1

X*. нм Вт/м2 Х\ нм Еу Вт/м2 X*. нм Еу Вт/м2 X*. нм Еу Вт/м2 519.5 1.80870 564.5 1.81110 609.5 1.71040 654.5 1.49350 520.5 1.82410 565,5 1,78700 610,5 1,70530 655.5 1.43000 521.5 1.83960 566.5 1,76290 611.5 1.70020 656.5 1.36640 522.5 1.82090 567.5 1.80470 612.5 1.68690 657.5 1.42980 523.5 1.80970 568.5 1.80190 613.5 1.67360 658,5 1.49320 524.5 1.89790 569.5 1.79900 614.5 1.67260 659.5 1.50940 525.5 1.82230 570.5 1.75930 615.5 1.67170 660.5 1.52550 526,5 1.74670 571.5 1,78550 616.5 1.64510 661.5 1.52280 527.5 1.71090 572.5 1.81180 617.5 1.61860 662.5 1.52000 528.5 1.89050 573,5 1.82660 618.5 1.64710 663.5 1.51720 529.5 1.89040 574.5 1.84140 619.5 1.67560 664,5 1,51000 530.5 1.89030 575.5 1.79260 620.5 1.67580 665.5 1.50290 531.5 1.92040 576.5 1,79270 621,5 1.67610 666.5 1,50620 532.5 1,81350 577.5 1.79270 622.5 1,66240 667.5 1.50950 533.5 1.82540 578.5 1.79250 623.5 1,64880 668.5 1.51280 534.5 1.83730 579.5 1,79240 624.5 1.62660 669.5 1.51710 535.5 1.92640 580.5 1.79270 625.5 1.60430 670.5 1.52140 536.5 1.86640 581.5 1.80510 626,5 1,63290 671,5 1.52010 537.5 1.86860 582.5 1.81740 627.5 1.66160 672.5 1.51890 538.5 1.87080 583.5 1.81500 628.5 1.65870 673.5 1.51520 539.5 1,82850 584,5 1,81250 629.5 1,65570 674.5 1.51160 540.5 1.78730 585.5 1.76300 630.5 1.63910 675.5 1.50790 541.5 1.82770 586.5 1.77300 631.5 1.62250 676.5 1.50260 542.5 1,86810 587.5 1,78300 632.5 1,62110 677.5 1.49730 543.5 1.83890 588.5 1.73620 633.5 1.61970 678.5 1.48820 544.5 1.85440 589.5 1.68950 634.5 1,61800 679.5 1.47910 545.5 1.86990 590.5 1.72340 635.5 1.61620 680,5 1.47010 546.5 1.88640 591.5 1.75740 636.5 1.61450 681.5 1.47060 547.5 1.86270 592.5 1,77000 637.5 1,62260 682.5 1,47110 548.5 1.85640 593.5 1.76420 638.5 1.63080 683.5 1.47170 549.5 1.85020 594.5 1.75840 639.5 1.61560 684.5 1.47030 550.5 1.86230 595.5 1,75120 640.5 1.60040 685.5 1.46900 551.5 1.85700 596.5 1.74400 641.5 1.59100 686,5 1.47000 552.5 1.85170 597.5 1,74470 642.5 1.58170 687,5 1,47110 553.5 1.86700 598.5 1.74540 643.5 1.58630 688.5 1.47220 554.5 1.87190 599.5 1.73130 644.5 1.59100 689.5 1.46220 555.5 1.87680 600.5 1,71710 645.5 1,58620 690,5 1.45220 556,5 1.81760 601,5 1,70310 646.5 1,58130 691.5 1.44670 557.5 1.79770 602.5 1.68920 647.5 1.57650 692.5 1.44130 558.5 1,77770 603.5 1,73210 648.5 1.56630 693.5 1.43580 559.5 1.78840 604.5 1,73270 649.5 1.55610 694,5 1.44070 560.5 1.78850 605.5 1.73320 650.5 1.56740 695.5 1.44570 561.5 1.78850 606.5 1.73300 651.5 1.57880 696,5 1.45060 562.5 1.83510 607.5 1.73290 652.5 1.56790 697.5 1.42090 563.5 1.82310 608.5 1.72160 653.5 1.55700 698.5 1.39120

V. нм	I X*. Вт/м2 нм	Вт/м2	X*. нм	Еу Вт/м2	X'. нм	4 CD
699.5	1,39940 744.5	1.27260	789.5	1.14620	834.5	1.03360
700.5	1.40750 1 745.5	1.27480	790.5	1.13850	835.5	1.03160
701.5	1,41560 1 746.5	1.27300	791.5	1,13080	836.5	1.02950
702,5	1.42070 1 747.5	1.27130	792.5	1.12870	837.5	1.02910
703.5	1.42580 | 748.5	1.26950	793.5	1.12660	838.5	1.02870
704.5	1,43090 1 749.5	1.26540	794.5	1.12440	839.5	1.02830
705.5	1.42750 750.5	1,26130	795.5	1.12230	840.5	1.02790
706.5	1.42420 I 751.5	1.25720	796.5	1.11690	841.5	1.01920
707.5	1.42080 I 752.5	1.25800	797.5	1.11140	842.5	1.01060
708.5	1.40870 753.5	1,25880	798.5	1.10600	843.5	1.00190
709.5	1,39660 I 754.5	1,25960	799.5	1.10760	844.5	1.00310
710.5	1.38830 1 755.5	1.25580	800.5	1.10930	845.5	1.00430
711.5	1.38000 1 756.5	1.25200	801.5	1.11090	846.5	1.00550
712.5	1.37170 1 757.5	1.24820	802.5	1.11260	847.5	1.00660
713.5	1.36490 1 758.5	1,24440	803.5	1.11100	848.5	0.99239
714.5	1,35810 1 759.5	1,23730	804.5	1,10940	849.5	0.97814
715.5	1,35130 1 760.5	1,23020	805.5	1.10780	850,5	0.96388
716.5	1,35020 I 761.5	1,22310	806.5	1,10620	851.5	0.94963
717.5	1.34900 1 762.5	1.22250	807.5	1,10300	852.5	0.93597
718.5	1.34780 1 763.5	1,22200	808.5	1.09970	853.5	0.92230
719,5	1,34490 1 764,5	1,22140	809.5	1.09640	854.5	0.90864
720.5	1,34190 1 765.5	1.21340	810.5	1.09830	855.5	0.89497
721.5	1,33890 1 766,5	1,20540	811,5	1,10010	856.5	0.91386
722.5	1,33810 I 767,5	1.19740	812.5	1.10190	857.5	0,93275
723.5	1.33740 1 768,5	1,19570	813.5	1.10380	858.5	0.95163
724.5	1.33660 1 769.5	1.19400	814.5	1.09770	859.5	0.97052
725.5	1.33150 1 770.5	1,19230	815.5	1.09150	860.5	0.97252
726.5	1,32630 1 771.5	1.19060	816.5	1.08540	861.5	0.97451
727.5	1.32120 1 772.5	1.18810	817.5	1.07920	862.5	0.97651
728,5	1.31670 1 773.5	1.18560	818.5	1.07180	863.5	0.97851
729.5	1.31210 1 774.5	1.18310	819.5	1.06440	864.5	0,98051
730.5	1.30760 1 775.5	1,18010	820.5	1.05690	865.5	0.96691
731.5	1,30910 1 776.5	1,17710	821.5	1.05840	866.5	0.95331
732,5	1.31050 1 777,5	1.17420	822,5	1,05980	867.5	0,93972
733.5	1,31200 1 778.5	1,17220	823.5	1.06130	868.5	0.92612
734.5	1.30780 1 779.5	1.17010	824.5	1.06270	869.5	0.94081
735.5	1.30370 1 780.5	1,16810	825.5	1,06210	870.5	0.95550
736.5	1.29950 1 781.5	1.16610	826.5	1.06150	871.5	0.97018
737.5	1.29120 1 782.5	1.16040	827.5	1.06080	872.5	0.98487
738.5	1.28290 1 783.5	1.15470	828.5	1.06020	873.5	0.97556
739.5	1.27460 1 784.5	1.14900	829.5	1.05460	874.5	0.96625
740.5	1.27250 1 785.5	1.15020	830.5	1.04900	875.5	0.95695
741.5	1.27040 1 786,5	1.15150	831.5	1.04330	876.5	0.94764
742.5	1,26840 1 787.5	1.15270	832.5	1,03770	877.5	0.94560
743.5	1.27050 1 788.5	1,15400	833.5	1.03570	878.5	0,94355

Продолжение таблицы А. 1

Х\ нм £у I! Х\ Вт/м2 нм Ех. Вт/м2 V. нм В» Вт/м2 X*. нм Вт/м2 879.5 0.94151 924.5 0.82586 969.5 0.77013 1014.5 0.70084 880.5 0.93947 I 925,5 0,82998 970.5 0.76922 1015,5 0,69881 881.5 0.93595 Л 926.5 0,83410 971.5 0.76832 1016.5 0.69648 882.5 0.93243 1 927.5 0.83822 972.5 0.76593 1017.5 0.69415 883.5 0.92891 1 928.5 0.84234 973.5 0.76354 1018,5 0,69182 884.5 0.92539 929.5 0.84146 974.5 0.76115 1019.5 0.68949 885.5 0.92581 | 930.5 0.84057 975.5 0.75876 1020.5 0.68715 886.5 0.92624 | 931.5 0.83969 976.5 0.75637 1021,5 0,68753 887.5 0.92667 932.5 0.83881 977.5 0.75591 1022.5 0.68790 888.5 0.92709 1 933,5 0.83793 978.5 0.75545 1023.5 0.68828 889.5 0.92752 1 934.5 0.83597 979.5 0.75499 1024,5 0.68865 890.5 0.92240 1 935.5 0.83400 980.5 0.75452 1025.5 0.68903 891.5 0.91729 1 936.5 0.83204 981.5 0.75406 1026.5 0.68703 892.5 0.91217 I 937.5 0,83008 982.5 0.75191 1027.5 0.68503 893.5 0.90706 1 938.5 0.82812 983.5 0.74976 1028.5 0.68303 894,5 0.90342 I 939.5 0.82164 984.5 0.74760 1029.5 0.68103 895.5 0.89978 1 940.5 0.81515 985.5 0.74545 1030.5 0.67903 896.5 0.89614 I 941.5 0.80866 986,5 0.74356 1031.5 0.67647 897.5 0.89251 Л 942.5 0.80218 987.5 0.74167 1032.5 0.67391 898.5 0.88837 1 943.5 0.80431 988.5 0.73979 1033.5 0.67134 899.5 0,88423 1 944.5 0.80644 989.5 0.73790 1034,5 0,66878 900.5 0.88009 945.5 0.80858 990.5 0.73601 1035.5 0.66621 901.5 0.87596 1 946.5 0.81071 991.5 0.73572 1036.5 0.66553 902.5 0.87182 У 947.5 0.81284 992.5 0.73542 1037,5 0.66484 903.5 0.87648 948.5 0,80906 993.5 0.73513 1038.5 0.66416 904.5 0.88114 || 949.5 0.80527 994.5 0.73484 1039.5 0.66347 905.5 0.88580 I 950.5 0.80149 995.5 0.73454 1040.5 0.66279 906.5 0.89046 951.5 0.79770 996.5 0.73270 1041.5 0.66110 907.5 0.88405 1 952.5 0.79392 997.5 0.73087 1042.5 0.65942 908.5 0.87764 | 953.5 0.79265 998.5 0.72903 1043.5 0.65774 909.5 0.87123 1 954.5 0.79139 999.5 0.72719 1044.5 0.65605 910.5 0.86483 1 955.5 0.79013 1000.5 0.72535 1045,5 0.65437 911.5 0.86649 956.5 0.78886 1001.5 0.72018 1046,5 0.65402 912.5 0.86815 1 957.5 0.78760 1002.5 0.71502 1047.5 0.65366 913.5 0.86981 I 958.5 0,78633 1003.5 0.70985 1048.5 0,65331 914.5 0.87147 959.5 0.78506 1004.5 0.70468 1049.5 0.65295 915.5 0.87313 960.5 0.78379 1005.5 0.69951 1050,5 0,65260 916,5 0.86820 | 961.5 0,78252 1006.5 0.70140 1051,5 0,65067 917.5 0.86326 962.5 0.78125 1007.5 0.70329 1052.5 0.64875 918,5 0.85833 963.5 0.77915 1008.5 0.70518 1053,5 0.64682 919.5 0.85339 1 964.5 0.77705 1009.5 0.70706 1054.5 0.64489 920.5 0.84788 1 965.5 0.77494 1010.5 0.70895 1055.5 0.64297 921.5 0.84238 I 966.5 0.77284 1011.5 0.70692 1056.5 0.64151 922.5 0.83687 I 967.5 0,77194 1012.5 0.70490 1057.5 0.64006 923.5 0.83137 1 968.5 0.77103 1013.5 0.70287 1058.5 0.63860

Х\ нм	Еу Вт/м2		X*. нм	Еу Вт/м2		X*. нм		Ек. Вт/м2		X'. нм	4 CD
1059.5	0.63714		1104.5	0.58139		1149.5		0.53391		1194.5	0.49425
1060.5	0.63569		1105.5	0.58075			1150,5	0.53292		1195.5	0.49337
1061,5	0.63423		1106.5	0.58012			1151,5	0,53232		1196.5	0.49249
1062.5	0.63289		1107,5	0,57948			1152,5	0,53171		1197.5	0,49161
1063.5	0,63155		1108.5	0,57885			1153,5	0.53111		1198.5	0.49073
1064.5	0.63021		1109.5	0.57724			1154,5	0.53050		1199.5	0.48985
1065.5	0.62887		1110.5	0.57563			1155,5	0.52990		1200.5	0.48811
1066.5	0,62752		1111.5	0.57403			1156,5	0.52929		1201,5	0,48637
1067.5	0,62535		1112.5	0.57242			1157,5	0.52647		1202.5	0.48463
1068,5	0,62318		1113.5	0.57081			1158,5	0.52365		1203.5	0.48289
1069,5	0,62101		1114,5	0.56963			1159,5	0,52082		1204.5	0.48115
1070.5	0,61884		1115,5	0,56845			1160,5	0,51800		1205,5	0.47941
1071.5	0,61667		1116,5	0.56727			1161,5	0,51517		1206.5	0.47772
1072.5	0.61656		1117,5	0.56609			1162.5	0,51469		1207.5	0.47603
1073.5	0,61644		1118,5	0.56492			1163,5	0.51421		1208.5	0.47434
1074,5	0,61633		1119,5	0.56355			1164,5	0.51373		1209,5	0.47265
1075.5	0,61621		1120.5	0.56219			1165,5	0,51325		1210,5	0,47097
1076.5	0.61610		1121.5	0,56083			1166,5	0,51277		1211,5	0.47184
1077.5	0.61387		1122.5	0.55947			1167,5	0,51229		1212.5	0.47272
1078.5	0.61164		1123.5	0.55810			1168,5	0,51195		1213,5	0,47360
1079.5	0,60941		1124,5	0.55674			1169,5	0,51161		1214.5	0.47448
1080,5	0,60718		1125.5	0,55548			1170,5	0,51127		1215.5	0.47536
1081.5	0.60495		1126.5	0.55421			1171,5	0,51093		1216.5	0.47624
1082,5	0,60402		1127.5	0,55294			1172,5	0,51059		1217,5	0,47509
1083,5	0,60308		1128.5	0.55168			1173,5	0,50984		1218.5	0,47395
1084.5	0.60215		1129.5	0.55041			1174,5	0.50909		1219.5	0.47281
1085,5	0.60121		1130.5	0,54956			1175,5	0.50834		1220.5	0.47166
1086,5	0.60028		1131,5	0,54870			1176,5	0.50760		1221.5	0.47052
1087.5	0.59934		1132,5	0.54785			1177,5	0.50685		1222.5	0.46934
1088.5	0,59657		1133.5	0.54700			1178,5	0.50610		1223.5	0.46817
1089.5	0,59380		1134,5	0.54614			1179,5	0,50451		1224,5	0,46700
1090,5	0,59103		1135.5	0.54430			1180,5	0,50292		1225,5	0.46582
1091.5	0.58826		1136.5	0,54246			1181,5	0,50133		1226.5	0.46465
1092.5	0.58549		1137.5	0,54061			1182,5	0,49973		1227.5	0,46348
1093.5	0.58724		1138.5	0.53877			1183,5	0,49814		1228.5	0.46266
1094.5	0.58900		1139.5	0.53693			1184,5	0.49739		1229.5	0.46184
1095.5	0.59075		1140.5	0.53508			1185,5	0.49664		1230.5	0.46102
1096.5	0.59250		1141.5	0.53564			1186,5	0.49589		1231.5	0.46020
1097.5	0.59425		1142.5	0.53620			1187,5	0.49514		1232.5	0.45938
1098.5	0.59193		1143.5	0.53675			1188.5	0,49439		1233.5	0.45871
1099.5	0.58961		1144,5	0.53731			1189.5	0,49437		1234,5	0.45804
1100.5	0.58729		1145.5	0.53787			1190,5	0.49435		1235.5	0.45736
1101.5	0.58497		1146.5	0.53688			1191,5	0.49432		1236.5	0.45669
1102.5	0.58266		1147.5	0.53589			1192.5	0.49430		1237.5	0.45602
1103.5	0.58202		1148.5	0,53490			1193.5	0.49427		1238.5	0.45534

Окончание таблицы А. 1

Х\ нм Вт/м2 V. нм Е, Вт/м2 V. нм Е,- Вт/м2 X*. нм Еу Вт/м2 1239.5 0.45422 1255.5 0,44195 1271.5 0.43437 1286,5 0.41633 1240.5 0.45310 1256.5 0.44162 1272.5 0.43344 1287.5 0.41968 1241.5 0.45198 1257.5 0.44129 1273.5 0.43250 1288.5 0.41951 1242.5 0.45085 1258.5 0.44096 1274.5 0.43157 1289.5 0.41933 1243.5 0.44973 1259.5 0.44064 1275.5 0.43063 1290.5 0.41916 1244.5 0.44940 1260,5 0.44031 1276.5 0.42970 1291.5 0.41899 1245.5 0.44906 1261,5 0.43926 1277,5 0.42524 1292.5 0.41882 1246.5 0.44872 1262.5 0.43821 1278.5 0.42078 1293.5 0.41865 1247.5 0.44839 1263.5 0.43716 1279.5 0.41633 1294.5 0.41776 1248,5 0.44805 1264.5 0.43612 1280.5 0.41187 1295,5 0.41686 1249.5 0.44771 1265.5 0.43507 1281.5 0.40742 1296.5 0.41597 1250.5 0.44663 1266.5 0.43495 1282.5 0.40296 1297.5 0.41508 1251.5 0,44554 1267.5 0,43484 1283.5 0.40630 1298,5 0.41418 1252.5 0.44445 1268.5 0.43472 1284.5 0,40965 1299,5 0.41351 1253.5 0.44337 1269.5 0,43460 1285.5 0.41299 1300.5 0.41285 1254.5 0.44228 1270.5 0,43449

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения..............................................

4    Сокращения.......................................................

5    Требования к алгоритму относительной радиометрической коррекции.......

6    Требования к алгоритму абсолютной радиометрической коррекции..........

7    Требования к алгоритму атмосферной коррекции.........................

8    Требования к алгоритму коррекции влияния анизотропии земной поверхности Приложение А (обязательное) Справочный солнечный спектр Мирового центра

радиационных данных Всемирной метеорологической организации в Давосе.......11

Библиография........................................................................17

Библиография

[1] Resolution Ne7 of the XVII General Assembly of the IUGG in Canberra. December 1979

Введение

Для сопоставимости данных дистанционного зондирования Земли из космоса, полученных различными цифровыми детекторами и фотоприемными устройствами в разное время над разной земной поверхностью при разных геометрических и метеорологических условиях наблюдения, необходимо выполнять радиометрическую коррекцию этих данных. Для данных дистанционного зондирования Земли из космоса, получаемых с космических аппаратов оптико-электронного наблюдения в каналах прозрачности атмосферы видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, радиометрическая коррекция является обобщенным понятием, которое включает в себя следующие виды коррекций:

-    относительная радиометрическая коррекция;

-    абсолютная радиометрическая коррекция;

-    атмосферная коррекция;

-    коррекция влияния анизотропии земной поверхности.

Все перечисленные виды радиометрической коррекции изменяют значения пикселей данных дистанционного зондирования Земли из космоса, не затрагивая их геометрических свойств.

Стандарт устанавливает требования к алгоритмам каждого из видов радиометрической коррекции. применяемым в программном обеспечении автоматической стандартной обработки данных дистанционного зондирования Земли из космоса, получаемых с космических аппаратов оптико-электронного наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.

Настоящий стандарт входит в группу национальных стандартов в области данных дистанционного зондирования Земли из космоса, которая предназначена для обеспечения единых требований к данным. процессам их формирования, обработки, оценки качества, хранения и доведения этих данных до потребителей.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Данные дистанционного зондирования Земли из космоса

РАДИОМЕТРИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА. ПОЛУЧАЕМЫХ С КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ В ВИДИМОМ И БЛИЖНЕМ ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНЕ

Требования к алгоритмам

Remote sensing data of the Earth from space.

Radiometric correction for remote sensing data of the Earth from space obtained from optical-electronic observation satellites in the visible and near infrared range. Requirements for algorithms

Дата введения — 2022—05—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к алгоритмам радиометрической коррекции, применяемым в программном обеспечении автоматической обработки данных дистанционного зондирования Земли из космоса, получаемых в виде изображений с космических аппаратов оптико-электронного наблюдения в каналах прозрачности атмосферы видимого и ближнего инфракрасного диапазонов. Разделы 7 и 8 не распространяются на требования к алгоритмам атмосферной коррекции и коррекции анизотропии земной поверхности данных дистанционного зондирования Земли из космоса, полученных над акваториями морей и океанов.

Настоящий стандарт распространяется на программное обеспечение стандартной обработки данных дистанционного зондирования Земли из космоса и предназначен для использования органи-зациями-разработчиками при проектировании целевой аппаратуры космических комплексов (систем) и создании программных средств наземной инфраструктуры приема, обработки, хранения и распространения данных дистанционного зондирования Земли из космоса.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 53460 Глобальная справочная атмосфера для высот от 0 до 120 км для аэрокосмической практики. Параметры

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    алгоритм: Система последовательных операций, реализуемая в программном обеспечении для решения конкретной задачи.

3.2    энергетическая яркость: Отношение потока излучения к произведению телесного угла, в котором он распространяется, и проекции площади излучающего элемента на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения.

3.3    облученность: Отношение потока излучения, падающего на малый участок поверхности, к площади этого участка.

3.4    спектральная плотность энергетической яркости: Отношение энергетической яркости, приходящейся на малый спектральный интервал, к ширине этого интервала.

3.5    спектральная плотность облученности: Отношение облученности, приходящейся на малый спектральный интервал, к ширине этого интервала.

3.6    эффективное значение спектральной плотности энергетической яркости: Средневзвешенное по функции спектральной чувствительности спектрального канала значение спектральной плотности энергетической яркости.

3.7    коэффициент спектральной плотности энергетической яркости: Отношение эффективного значения спектральной плотности энергетической яркости излучения, отраженного от изучаемой поверхности, к эффективному значению спектральной плотности энергетической яркости излучения, отраженного от совершенного рассеивателя, при тех же условиях облучения и наблюдения.

3.8    совершенный рассеиватель: Поверхность, которая полностью отражает падающий поток равномерно во всех направлениях.

3.9    ламбертовский рассеиватель: Поверхность, которая отражает падающий поток равномерно во всех направлениях.

3.10    темновой сигнал: Напряжение, ток или значение цифрового отсчета на выходе фоточув-ствительного элемента фотоприемного устройства при отсутствии потока излучения на входе.

3.11    анизотропия земной поверхности: Зависимость отражательных свойств земной поверхности от направления облучения и направления наблюдения этой поверхности.

3.12    зенитный угол объекта: Отсчитываемый от зенита угол между направлением на объект из точки наблюдения и направлением отвесной линии в этой точке.

3.13 _

функция преобразования электронного датчика [преобразователя физической величины]: Зависимость информативного параметра выходного сигнала электронного датчика [преобразователя физической величины] от информативного параметра его входного сигнала.

[ГОСТ Р 51086-97, статья 35]

3.14 _

погрешность линейности электронного датчика [преобразователя физической величины]:

Погрешность аппроксимации при линейной функции преобразования электронного датчика (преобразователя физической величины].

[ГОСТ Р 51086-97, статья 28)

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АЦП    — аналого-цифровой преобразователь;

ВМО    — Всемирная метеорологическая организация;

ДЗЗ    — дистанционное зондирование Земли;

КА    —    космический аппарат;

КСПЭЯ — коэффициент спектральной плотности энергетической яркости;

СПЭЯ    — спектральная плотность энергетической яркости;

ФПУ    — фотоприемное устройство;

CEOS — Комитет по спутникам наблюдения Земли (Committee on Earth Observation Satellites);

ECMWF — Европейский центр среднесрочного прогнозирования (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts);

GRS80 — система геодезических параметров 1980 года (Geodetic Reference System 1980):

HITRAN — спектроскопическая база данных (High Resolution Transmission);

LUT — справочная таблица (Look-Up-Table);

NOAA — Национальное управление океанических и атмосферных исследований Соединенных Штатов Америки (National Oceanic and Atmospheric Administration);

UTC — всемирное координированное время (Universal Time Coordinated).

5 Требования к алгоритму относительной радиометрической коррекции

5.1    Относительная радиометрическая коррекция проводится с целью преобразования исходных значений цифровых отсчетов пикселей данных ДЗЗ из космоса, зависящих от номера цифрового детектора ФПУ, к значениям цифровых отсчетов выходных данных, для которых эта зависимость устранена.

5.2    Входными данными для алгоритма относительной радиометрической коррекции являются:

-    исходные данные ДЗЗ из космоса для каждого спектрального канала:

-    результаты калибровки ФПУ КА. представленные в виде файла(ов) справочных таблиц (LUT);

-    метаданные, содержащие служебную информацию о текущем состоянии ФПУ КА.

5.3    Значения пикселей исходных данных ДЗЗ из космоса должны быть представлены цифровыми отсчетами, полученными АЦП на борту КА путем преобразования аналогового сигнала ФПУ.

5.4    Файл(ы) с результатами калибровки ФПУ может (могут) содержать следующие сведения:

-    коды, информирующие о работоспособности каждого цифрового детектора;

-    максимальные и минимальные пороговые значения цифровых отсчетов, соответствующие границам динамического диапазона АЦП на борту КА для каждого спектрального канала:

-    коэффициенты, описывающие погрешность линейности каждого цифрового детектора в каждом спектральном канале;

-    спектральные коэффициенты преобразования для каждого цифрового детектора и каждого спектрального канала при зачетных условиях;

-    спектральные коэффициенты смещения для каждого цифрового детектора и каждого спектрального канала при зачетных условиях;

-    значения цифровых отсчетов, соответствующие темновому сигналу;

-    коэффициенты, определяющие зависимость спектральных коэффициентов преобразования каждого цифрового детектора от температуры фокальной плоскости ФПУ КА;

-    опорное значение температуры фокальной плоскости ФПУ КА:

-    иные параметры калибровки ФПУ КА. зависящие от его конструктивных особенностей.

5.5    Метаданные, содержащие служебную информацию, должны включать в себя следующие сведения о текущем состоянии ФПУ КА:

-    время проведения съемки в системе UTC;

-    температуру фокальной плоскости ФПУ КА во время проведения съемки;

-    иные параметры, зависящие от конструктивных особенностей ФПУ КА.

5.6    Алгоритм относительной радиометрической коррекции должен подвергать исходные значения цифровых отсчетов пикселей каждого спектрального канала следующим предварительным преобразованиям:

-    из исходных цифровых отсчетов должны быть вычтены значения цифровых отсчетов, соответствующие темновому сигналу;

-    к исходным цифровым отсчетам пикселей должны быть добавлены поправки, учитывающие погрешность линейности цифровых детекторов ФПУ. Эти поправки должны вычисляться через значения исходных цифровых отсчетов пикселей и численные коэффициенты, описывающие погрешность линейности каждого цифрового детектора в каждом спектральном канале.

5.7    Алгоритм относительной радиометрической коррекции должен приводить спектральные коэффициенты преобразования и смещения от зачетных условий к текущим условиям съемки. В частности, приведенные к текущей температуре фокальной плоскости спектральные коэффициенты преобразования aj у и смещения _t /-го цифрового детектора вычисляют по формулам:

где X — центральная длина волны заданного спектрального канала; c_ki — коэффициент, определяющий зависимость спектрального коэффициента преобразования /-го цифрового детектора от температуры фокальной плоскости;

Т — текущая температура фокальной плоскости;

Т₀ — опорная температура фокальной плоскости; a_f ( 0 — спектральный коэффициент преобразования /-го цифрового детектора для зачетных условий; b_f/0 — спектральный коэффициент смещения /-го цифрового детектора для зачетных условий.

5.8 Алгоритм относительной радиометрической коррекции должен вычислять исправленное значение цифрового отсчета пикселя DN_f ^ полученное /-м цифровым детектором в заданном спектральном канале, с помощью следующей функции преобразования:

(2)

где А- / — относительный спектральный коэффициент преобразования /-го цифрового детектора; DN_0XJ— исправленное с учетом нелинейности и темнового сигнала значение исходного цифрового отсчета пикселя, полученное /-м цифровым детектором в заданном спектральном канале;

В,^ — относительный спектральный коэффициент смещения /-го цифрового детектора. Относительные спектральные коэффициенты преобразования и смещения 8_;, /-го цифрового детектора вычисляют по формулам:

(3)

где а_х/ — спектральный коэффициент преобразования /-го цифрового детектора;

а_} — спектральный коэффициент преобразования опорного цифрового детектора; b_}J — спектральный коэффициент смещения /-го цифрового детектора; b_t — спектральный коэффициент смещения опорного цифрового детектора.

5.9    Скорректированные значения цифровых отсчетов считаются ненадежными:

-    для сбойных пикселей, возникших при передаче данных ДЭЗ из космоса с борта КА на наземную инфраструктуру приема и обработки данных ДЗЗ из космоса;

-    пикселей, величина шума которых превышает пороговое значение;

-    пикселей, значения цифровых отсчетов которых выходят за пределы динамического диапазона АЦП на борту КА;

-    пикселей, соответствующих цифровым детекторам, которые по результатам калибровки признаны неработоспособными.

5.10    В результате проведения относительной радиометрической коррекции должен быть получен набор данных ДЗЗ из космоса, содержащий:

-    данные ДЗЗ из космоса для каждого спектрального канала, значения пикселей которых представлены исправленными цифровыми отсчетами;

-    метаданные, содержащие для каждого спектрального канала значения спектрального коэффициента преобразования и спектрального коэффициента смещения опорного цифрового детектора.

6 Требования к алгоритму абсолютной радиометрической коррекции

6.1    Абсолютная радиометрическая коррекция проводится с целью преобразования значений цифровых отсчетов пикселей данных ДЗЗ из космоса, прошедших относительную радиометрическую коррекцию, к эффективным значениям СПЭЯ либо значениям КСПЭЯ, отнесенных к уровню верхней границы атмосферы.

6.2    Алгоритм абсолютной радиометрической коррекции должен проводить преобразование цифровых отсчетов пикселей в эффективные значения СПЭЯ L_e> Т0А, отнесенные к уровню верхней границы атмосферы, с помощью следующей функции преобразования:

^ тол ~    +Ь^,

где а_к — спектральный коэффициент преобразования опорного цифрового детектора.

DN_k — значение цифрового отсчета пикселя в заданном спектральном канале, прошедшее относительную радиометрическую коррекцию; b_f — спектральный коэффициент смещения опорного цифрового детектора.

Эффективные значения СПЭЯ по результатам преобразования должны быть представлены в единицах Вт/(м² ср мкм).

6.3 Для преобразования эффективных значений СПЭЯ к значениям КСПЭЯ. отнесенных к верхней границе атмосферы, однократно после каждой спектральной калибровки ФПУ должны быть рассчитаны эффективные значения внеатмосферной спектральной плотности облученности солнечного излучения на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца для каждого спектрального канала. Для этого файл(ы) с результатами спектральной калибровки ФПУ должен (должны) содержать значения относительной функции спектральной чувствительности для каждого спектрального канала с шагом не более 2 нм. Эффективное значение внеатмосферной спектральной плотности облученности солнечного излучения на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца для заданного спектрального канала E_{t Т0А} вычисляют по формуле

/е.Л(Х')л-

-.    (5)

М (*•)<*'

о

где к' — длина волны заданной спектральной линии;

Е_у— внеатмосферная спектральная плотность облученности солнечного излучения на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца для заданной спектральной линии;

F_k — функция спектральной чувствительности для заданного спектрального канала.

Значения следует брать из справочного солнечного спектра Мирового центра радиационных данных ВМО в Давосе (приложение А). Программное обеспечение автоматической стандартной обработки должно сохранять результаты расчетов Е_/Т0А и применять их ко всем данным в процессе их обработки до обновления параметров спектральной калибровки.

Примечание — Справочный солнечный спектр Мирового центра радиационных данных ВМО в Давосе рекомендован к использованию при обработке данных ДЗЗ из космоса подгруппой по оптическим датчикам видимого и инфракрасного диапазонов группы по калибровке и валидации CEOS.

6.4    Каждый раз перед преобразованием эффективных значений СПЭЯ пикселей, отнесенных к верхней границе атмосферы, к значениям КСПЭЯ пикселей, отнесенных к тому же уровню, должны быть рассчитаны:

-    зенитные углы Солнца для каждого пикселя данных;

-    расстояние между Землей и Солнцем.

6.5    Алгоритм абсолютной радиометрической коррекции при расчете зенитных углов Солнца должен аппроксимировать поверхность Земли эллиптической поверхностью, поднятой на среднюю фиксированную высоту местности над общеземным эллипсоидом. В качестве общеземного эллипсоида рекомендуется использовать эллипсоид GRS80, одобренный Международным геодезическим и геофизическим союзом (1).

6.6    Алгоритм абсолютной радиометрической коррекции должен проводить преобразование эффективных значений СПЭЯ в значения КСПЭЯ р_х Г0А, отнесенные к уровню верхней границы атмосфе

ры. с помощью следующего выражения;

_ш яКх ТОА^

где d — расстояние между Землей и Солнцем, выраженное в астрономических единицах;

0_S — зенитный угол Солнца для соответствующего пикселя.

6.7 в результате проведения абсолютной радиометрической коррекции должен быть получен набор данных ДЗЗ из космоса, содержащий;

- данные ДЗЗ из космоса для каждого спектрального канала, значения пикселей которых представлены эффективными значениями СПЭЯ либо значениями КСПЭЯ;