CAPITOLO 5
PRE-PROCESSAMENTO
EFFETTI ATMOSFERICI
E CORREZIONI RADIOMETRICHE
A. Dermanis, L.Biagi
Effetto atmosferico
Situazione ideale:
- sole e sensore al nadir del pixel
osservato
- terreno piano,
- assenza di atmosfera.
E0 = Irradianza incidente
Er = Irradianza riflessa
ρ = Riflettività del pixel
L0 = Radianza registrata
dal sensore
π = Angolo solido nel semispazio di diffusione di Er
A. Dermanis, L.Biagi
La calibrazione del sensore
Radianza registrata in un sensore che operi nella banda [1,2]=
2
L0,   w( ) L0 ( ) d  
1
1
2
w( )  ( ) E  ( ) d 


0
1
Corrispondente registrazione numerica
,
x  K L0,  C0
Semplificazione formale (approssimazione)
L0,  L0, ( ) 
 ( )
 ( )
E0 ( ) 
E0, ( )


Semplificazione di notazione
L0   E0 / 
x  KL0  C0
ove non sia necessario specificare la banda
Lm0   m E0m / 
x m  K m Lm0  C0m
ove sia necessario specificare la banda
A. Dermanis, L.Biagi
Effetto atmosferico
L’irradianza incidente E0 è ridotta
di un fattoreT0,
la radianza in arrivo al sensore L0
è ridotta di un fattore T0.
LS = radianza registrata
E = ρT0 E0 ,
LS = T0
ρT E
E
= T0 0 0
π
π
A. Dermanis, L.Biagi
Effetto atmosferico
- θ: angolo zenitale del Sole
rispetto al pixel,
- : angolo zenitale del sensore
rispetto al pixel.
E = irradianza incidente ridotta
di un fattore Tθ > Τ0
(percorso più lungo)
e di un fattore cosθ
(maggior proiezione al suolo)
LT = radianza registrata
ridotta di un ulteriore fattore
T > T0
E = (Tθ E0 )cos θ
LT = T
E
 (T E0 ) cos 
= T


A. Dermanis, L.Biagi
Effetto atmosferico
Irradianza incidente aggiuntiva
ED
per i fenomeni di diffusione
EG = Irradianza incidente
EG = cosθTθ E0 + ED
LT = Radianza riflessa
 EG
=

 (cos  T E0 + ED )
= T

LT = T
A. Dermanis, L.Biagi
Effetto atmosferico
Radianza addizionale LP
diffusa dall’atmosfera.
LS = Radianza registrata
LS = T LT + LP
A. Dermanis, L.Biagi
Effetto atmosferico
Situazione finale:
E0 = Irradianza incidente dal Sole
Tθ = Assorbimento atmosferico
sull’irradianza incidente
cosθ = fattore di riduzione per
l’angolo fra pixel e Sole
ED = irradianza diffusa
dall’atmosfera
ρ = riflettività del pixel
π = angolo solido del
semispazio superiore
T = assorbimento atmosferico
sulla radianza riflessa
LP = contributo di radianza per
diffusione atmosferica
A. Dermanis, L.Biagi
Correzioni radiometriche
Radianza in arrivo al sensore:
é
ED ù E0
LS = T cos  êT +
ú  + LP
E0 cos  û 
ë
anzichè (caso ideale): L0 =
 E0
cos 

LS =  L0 + 
é
ED ù
 =  ( ,  , a) = T êT +
ú
E
cos

0
ë
û
 =  (a) = LP
a = parametri descrittivi dell’atmosfera
Registrazione:
anzichè (caso ideale):
x = KLS + C0
K, C0 = parametri nominali
x0 = KL0 + C0
di calibrazione del sensore
Correzione radiometrica: estrapolazione di x0 da x
A. Dermanis, L.Biagi
Correzioni radiometriche: riepilogo
(a) Calibrazione del sensore: calcolo di k e C
x- k
LS =
C
(b) Calcolo della radianza incidente
(c) Determinazione degli effetti atmosferici
θ (terreno piano) = dalle efemeridi astronomiche
(utilizzare ω per terreno inclinato)
 = dalle efemeridi del satellite
Tθ, Τ = funzione di pressione, temperatura e umidità
ED, LP = da leggi di diffusione atmosferica (difficili da ricavare)
calcolo di:
é
 =  ( ,  , a) = T êT +
ë
ED ù
ú
E0 cos  û
 =  (a) = LP
(d) Correzione radiometrica finale
L0 =
LS - 

x0 = K0 L0 + C0
A. Dermanis, L.Biagi