Hiệu chỉnh phổ bao gồm 3 bước theo sơ đồ sau: + Tính giá trị bức xạ tại đầu thu,
+ Tính giá trị phản xạ tại đầu thu,
+ Loại trừ ảnh hưởng tán xạ trong khí quyển (DOS).
Hình 3.2: Các bước hiệu chỉnh phổ
Phản xạ thu được tại đầu thu có tính đến các ảnh hưởng khác nhau trong quá trình thu nhận các cảnh ảnh: góc cao mặt trời, khoảng cách mặt trời và trái đất, nguồn năng lượng bên ngoài vũ trụ đi tới đầu thu. Mặt khác, độ nhạy cảm của đầu thu cũng được tính đến (giá trị gain). Mỗi băng phổ thu nhận (trên dãy CCD) được kết hợp với mạch khuếch đại tín hiệu trước khi tới CCD, mỗi mạch khuếch đại được thiết lập 8 mức gain khác nhau (từ G1-G8). Các mạch khuếch đại được lập trình sẵn khi sản xuất, sẽ tác động một giá trị gain trung bình tới từng kênh phổ thu nhận tương ứng với luồng sáng trung bình khi tới đầu thu chụp. Các giá trị gain trên thực
Tính giá trị bức xạ (TOA) Tính giá trị phản xạ (TOA) Hiệu chỉnh tán xạ khí quyển (DOS)
43
tế sử dụng 3 trong 8 mức sẵn có (GAIN_NUMBER /GAIN_ANALOG_VALUE):
Giá trị gain nhỏ được sử dụng ghi nhận mức khuếch đại khi chụp ảnh ở những vùng có luồng sáng mặt trời cường độ mạnh,
Giá trị gain chuẩn được sử dụng ghi nhận mức khuếch đại khi chụp ảnh ở những vùng có luồng sáng mặt trời ở cường độ trung bình,
Giá trị gain cao được sử dụng ghi nhận mức khuếch đại khi chụp ảnh ở những vùng có luồng sáng mặt trời yếu.
Mức gain nhỏ, trung bình, cao tương ứng với giá trị gain 3,5,7 hoặc 4,6,7 hoặc 5,7,8 tùy theo băng phổ và tùy theo độ “già” của bộ CCD. Các thông số gain (PHYSICAL_GAIN), góc cao mặt trời, nguồn năng lượng bên ngoài vũ trụ do SPOT cung cấp kèm theo ảnh gốc, khoảng cách trái đất và mặt trời được tính riêng.
Sau đây là ví dụ các thông số kèm theo ảnh (*) và các thông số được tính (**) cho cảnh ảnh SPOT5 HRG-2 277-323 10/05/14 03:39:35 2 J 1A.
Thông số Đơn vị XS1 XS2 XS3 IMAGING_DATE* 2010-05-14 PHYSICAL_GAIN* W.m-2.Sr-1.um-1 1.52462 2.193804 1.278 SUN_ELEVATION* degrees 73.589855 SUN_ZENITH_ANGLE** degrees 16.410145 SOLAR_IRRADIANCE* W/m²/ um 1858 1575 1074
Julian Day ** Number 134
ESUN ** AU 1,010735
Các giá trị vật lý của kênh ảnh XS1 được tính như sau:
Tính giá trị bức xạ (TOA):
Radiance_XS1= float(B1)/”1.52462” (3.1)
Tính giá trị phản xạ (TOA):
Reflec_XS1 = (3.141592*1.010735*1.010735*(float(B1)/1.52462))
44
Loại trừ ảnh hưởng tán xạ trong khí quyển:
Reflec_XS1_DOS = float(b1)-0.051 (3.3)
Cân bằng giá trị phổ của các cảnh
Cân bằng phổ trước khi ghép là quá trình xử lý cân bằng giá trị phổ của các cảnh ảnh trước khi đưa vào ghép. Quá trình này đảm bảo cho các vùng ghép thay thế mây và các vùng khác trên ảnh cuối cùng không bị chênh lệch giá trị phổ. Quá trình này là cần thiết vì các hiệu chỉnh phản xạ tại đầu thu (TOA) không hiệu chỉnh ảnh hưởng của khí quyển. Có thể sử dụng các phép cân bằng phổ sẵn có của các phần mềm xử lý ảnh, hoặc sử dụng công thức sau:
P=Eref+(S-E)*ref / (3.4)
Trong đó:
P: giá trị điểm ảnh sau khi cân bằng, S: giá trị điểm ảnh đầu vào,
Eref: Giá trị mean của vùng quan tâm của ảnh chuẩn (ảnh reference), E: giá trị mean của ảnh cần cân bằng phổ,
ref là giá trị độ lệch chuẩn của vùng quan tâm trên ảnh chuẩn,
là giá trị độ lệch chuẩn của vùng quan tâm của ảnh cần cân bằng.