05.04.14

История библиотеки спектральных данных ASTER

На сайте GIS Longue размещена статья о библиотеке спектральных данных ASTER.

Сфера мультиспектрального анализа изображений, полученных по результатам дистанционного зондирования, начала развиваться с расширением в 1980-х годах воздушного сообщения, но до 1999 года и запуска космического спутника Terra она не выходила в космическое пространство. С тех пор были введены в эксплуатацию несколько спутников с возможностью мультиспектрального зондирования, среди них MEdium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS), сенсор EO-1 Hyperion, а также спутники компании DigitalGlobe WorldView-2 и QuickBird. 

На борту Terra находится усовершенствованный космический радиометр теплового излучения и отражения (ASTER), фиксирующий данные в 15-ти диапазонах от 0.520 микрометров (мкм) до 11,650 мкм с разрешением 15 м (видимый и ближний инфракрасный спектры), 30 м (коротковолновый инфракрасный спектр) и 90 м (тепловой инфракрасный спектр). ASTER собирает огромное количество данных, поэтому в задачи исследователей входит и поиск способа их наилучшей обработки, использования.

Библиотека спектральных данных ASTER делит показатели спектрального отражения на более чем 2300 категорий. В нее входят наборы Лаборатории реактивных двигателей Университета Джона Хопкинса и Геологической службы США (USGS). Данные покрывают спектральный диапазон от 0,4 до 15,4 мкм и содержат сведения как о природных ресурсах таких, как растительность, минеральные ресурсы, земные и лунные почвы, снега, льды и другие, так и объектах, созданных человеком.

Наибольшую известность Университет Джона Хопкинса получил за выдающиеся достижения в области медицины, однако в нем также есть лаборатория прикладной физики, которая, в частности, выпустила компактный разведывательный аппарат Imaging Spectrometer (CRISM), который в настоящее время ведет сбор спектральных данных о поверхности Марса на борту спутника Mars Reconnaissance Orbiter. 

Библиотека спектральных данных университета предлагает превосходные материалы для исследования в диапазоне 0,4 - 2,5 мкм (с шагом, как правило, менее 0,008 мкм) - это наиболее часто используемый диапазон мультиспектральных данных (видимое и ближнее инфракрасное излучение). В то время как большинство материалов библиотеки были получены с использованием стандартной полусферической проекции, удобной для сопоставления с результатами дистанционного зондирования, образцы метеоритов, а также некоторые минералы анализируются с помощью биконический проекции для охвата большего диапазона частот. Набор данных по метеоритам представлен диапазоном 2,00 - 25 мкм. Все спектры в этой библиотеке были собраны под руководством Джона В. Солсбери.

Библиотека спектральных данных Геологической службы США отличается небывалым энтузиазмом. В то время как обычно результатом работы являются данные в диапазоне 0,4 - 15,4 мкм, здесь измеряется около 1300 показателей в диапазоне 0,2 - 150 мкм, возможности системы ASTER используются в гораздо большем объеме, чем в стандартных проектах. Данные используются для сопоставления с другими системами зондирования, например, с бортовым спектрометром видимого и ближнего инфракрасного излучения NASA (который находится на орбите Земли) или спектрометром видимого и инфракрасного излучения NASA Cassini (в настоящее время находящегося на орбите Сатурна). В будущем за счет огромной проделанной работы, ведущийся с 1879 года, Геологическая служба США, надеется реализовать некоторые собственные проекты.

Лаборатория университета Джона Хопкинса является самой маленькой, но наиболее проверенной организацией, на данные которой ориентируются остальные. Ее фонды содержат 160 образцов, из них пробы 135 наиболее распространенных магматических, метаморфических и осадочных пород были исследованы в трех диапазонах (125-500 мкм, 45-125 мкм и менее 45 мкм), затем был произведен анализ зависимости отражающих свойств породы от размера ее зерна. Эти показатели были отсняты в двух наиболее четко выраженных зонах спектра: 0,4 - 2,5 мкм и 2,0 - 15,5 мкм, из выборки данных с разрешением 0,001 мкм и «спектральными срезами» 0,4 - 0,8 мкм, а также с разрешением в 0,004 мкм и «спектральными срезами» от 0,8 - 2,5 мкм. Измерения проводились несколько раз, чтобы обеспечить стабильность показаний; в качестве стандарта использовалась жидкая вода и пирофиллит (слоистый силикатный минерал).

Рассмотренные исследования по многим показателям находятся в зачаточной стадии, но широкий охват данных, предоставляемый Библиотекой спектральных данных ASTER дает огромные возможности. Библиотека продолжает расти, совершенствоваться и вбирает все более качественные материалы для научных исследований будущего.

Источник: http://gisa.ru/

ВІСНИК ГЕОДЕЗІЇ ТА КАРТОГРАФІЇ