Атмосферная коррекция данных, регистрируемых с борта МКС. Часть I. Методика для спектров

Abstract

В работе описана быстрая и достаточно точная методика атмосферной коррекции для спектров в видимой и ближней ИК-области спектра, получаемых фотоспектральной (ФСС) и видеоспектральной (ВСС) системами с борта Международной космической станции (МКС) в рамках космического эксперимента «Ураган». Предложена и описана оптическая модель безоблачной атмосферы, учитывающая наиболее существенные с точки зрения теории переноса излучения процессы трансформации излучения в системе «подстилающая поверхность– атмосфера» и введены соответствующие оптико-физические параметры. В основе предлагаемой атмосферной коррекции лежит определение неизвестных оптических параметров атмосферы и поверхности с использованием зарегистрированных ФСС или ВСС спектров высокого разрешения путём решения обратной задачи атмосферной оптики. Методика основана на предложенных аналитических формулах, с высокой точностью описывающих спектр уходящего излучения системы «атмосфера – подстилающая поверхность» и использующих параметры предложенной оптической модели атмосферы. Решение обратной задачи выполняется методом наименьших квадратов (алгоритм Левенберга–Марквордта) путём фитирования аналитическими формулами. По спектрам излучения, измеренным с борта МКС, находятся параметры атмосферы и спектр альбедо спектрометрируемой области. При этом не используется дополнительная априорная информация о состоянии атмосферы, кроме геометрии, времени и сезона съёмки. Предложенная методика применима практически без изменений к атмосферной коррекции гиперспектральных данных.