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RIT的研究人员用“革新”算法来修正Landsat 8图像技术

Aaron Gerace和Matt Montanaro发现问题,并进行了纠正

罗彻斯特理工学院的研究人员解决了NASA的Landsat 8地球传感卫星的一个问题。

热红外传感器或TIRS中的杂散光降低了地球表面的精确温度测量。

由RIT的Chester F. Carlson成像科学中心的高级科学家Aaron Gerace和Matt Montanaro开发的软件,提高了Landsat 8数据的准确性。NASA因此资助他们$ 86,000的研究经费。

美国航天局和美国地质调查局已经批准了将自动处理和校正Landsat 8图像并精炼再处理数据的算法。

美国航空航天局的地球轨道卫星Landsat计划监测了自1972年以来全球景观的变化。Landsat卫星绕地球的两极的轨道运行,每隔16天通过同一地点,研究地球如何随时间变化。
“Matt和Aaron是算法及其参数的开发人员、调谐和测试人员。”NASA Goddard太空飞行中心的Landsat校准科学家Brian Markham说,“该算法提供了TIRS数据的图像质量的明显改善,以及获得地球目标(例如湖泊,特别是被不同温度的区域包围的那些)的精确温度测量的能力。当你试图确定目标是否随着时间变暖或冷却时,这是很重要的。”

在2013年2月发射任务后不久,检测到杂散光对Landsat 8的热带测量的影响。热红外传感器中的缺陷光学器件允许不需要的光进入光学系统并干扰精确的测量。根据Gerace和Montanaro的研究,错误主要影响在高达10摄氏度的极端温度地区,如南极或沙漠地区。他们说,中程表面温度更典型的美国受这些广泛的误差影响较小。

“在热红外谱带中,使用Landsat 8看到的所有东西都显得比它实际更热。”Gerace说,“通过实施这个修复,人们可以获取精确的科学,因为他们正在看的任何地方的温度都是正确的。”
当标准校准技术不能精确地调整图像时,用于消除杂散光在数据中的影响的新方法变得优越很多。

Montanaro曾在美国宇航局Goddard中心为Landsat 8的校准和TIRS仪器团队工作。这个故障被追溯到望远镜的硬件缺陷,他说,“你必须通过更换望远镜来解决这个问题。”

Gerace和Montanaro超越了从Landsat 8图像中减去平均误差的快速定位,并开发了一种数据处理算法来估计每个场景中的额外光的精确量。
“这个想法是,如果你能确定从哪里来的杂散光和我们看到了多少,那么你可以使用这些信息作为卫星飞过的场景,以确定杂散光,”Gerace说。“我们的算法——每个场景的自适应——能计算出应该减少多少,使温度准确。”Gerace说。
地球科学部副主任和NASA的 Goddard中心的Landsat 8项目科学家Jim Irons,说Gerace和Montanaro的解决方案是由“革新性的”。
“他们进行了大量的数据分析,以说服Landsat科学团队,一群坚强的人,他们的算法显著和一致地提高TIRS数据产品的准确性。”Irons说。

Irons说,位于Sioux Falls的美国地质调查局的地球资源观测和科学中心将在2016年底开始使用软件校正来处理Landsat 8数据。
软件校正预测了未来的Landsat 9,预计将于2020年推出。
Montanaro将支持Landsat 9的热红外传感器2。“从总部到技术人员,首要问题是,我们如何防止Landsat 9的杂散光?”
他指出,NASA正在实施TIRS-2望远镜的硬件修复。

一份关于Geras和Montanaro对Landsat 8热红外传感器的杂散光校正的科学论文目前正在审查中。