Wetenschappers gebruiken satellietbeelden om de toestand van bossen te volgen, gewassen en het milieu, maar hun onderzoek is gebaseerd op die beelden die nauwkeurig het licht meten dat door de aarde wordt gereflecteerd.

Imaging-ingenieurs van de South Dakota State University identificeren wereldwijd meer locaties om de nauwkeurigheid van die afbeeldingen te bepalen via een samenwerking met Google Earth Engine. Meer kalibratielocaties zullen de precisie vergroten doordat wetenschappers locaties kunnen selecteren die bij uitstek geschikt zijn voor specifieke spectrale banden van gereflecteerd licht.

SDSU-wetenschappers gebruiken de satellietgegevens, bijvoorbeeld, om het risico van het West-Nijlvirus in South Dakota tijdens de zomer te voorspellen. Anderen volgen hoe droogte de ontbossing in Brazilië beïnvloedt en of bosbrandbeheertechnieken in het westen van de Verenigde Staten van invloed zijn op de omvang en frequentie van de branden.

specifiek, imaging engineer Larry Leigh identificeerde pseudo-invariante kalibratiesites, bekend als PICS. Deze sites bevinden zich op afgelegen plaatsen, zoals woestijnen en droge meerbeddingen, waarbij de oppervlakte-eigenschappen en dus de reflectie, niet veranderen in de tijd.

Als resultaat, een grondpersoneel hoeft maar één keer ter plaatse te komen om metingen uit te voeren, in plaats van elke keer dat de satelliet over de locatie gaat, te worden ingezet. Dat verlaagt de kosten van de kalibratie van de satellietsensor aanzienlijk.

Via de $46, 000 Google Earth Engine-onderzoeksprijs, Leigh en drie afgestudeerde studenten hebben directe toegang tot de Google-archieven met afbeeldingen van het U.S. Geological Survey Center for Earth Resources Observation and Science en de rekenkracht om de afbeeldingen te compileren via Google Earth Engine en de cloudcomputingmogelijkheden.

Na de hele wereld te hebben doorzocht naar PICS met behulp van afbeeldingen van Landsat 5, 7 en 8, de onderzoekers vonden locaties die bij uitstek geschikt zijn voor het kalibreren van specifieke spectrale banden, volgens afgestudeerde student Ruchira Tabassum. De sensoren op Landsat 8, bijvoorbeeld, detecteer 11 spectrale banden, terwijl die op Landsat 7 gegevens verzamelen over 8 spectrale banden, volgens de USGS Landsat-website.

Eerder, één site werd gebruikt voor alle spectrale banden. Echter, tabasum, zei, "De nieuwe aanpak evalueert elke locatie, het identificeren van de beste voor elke spectrale band." Dat zal helpen ervoor te zorgen dat de gegevens die de satellietsensoren registreren nauwkeurig de lichtenergie meten die door de aarde wordt gereflecteerd.

Verder, Leigh legde uit, de ontdekking van nieuwe PICS heeft de beeldtechnici ook in staat gesteld om de algehele betrouwbaarheid van satellietsensoren te vergroten, zowel nu als met betrekking tot historische beelden.

In de afgelopen 40 jaar, de sensoren aan boord van satellieten zijn betrouwbaarder geworden. De initiële specificatie voor Landsat 1-kalibratie was een fout van 15 procent, maar voor Landsat 8, de fout, bekend als de onzekerheidsdrempel, is teruggebracht tot 3 procent. Met meer PICS kunnen de beeldvormingstechnici die onzekerheidsdrempel onder de 1 procent brengen, volgens Leigh.

In aanvulling, promovendus Mahesh Shrestha is begonnen te profiteren van deze nieuwe sites die zullen leiden tot het opnieuw kalibreren van afbeeldingen van eerdere instrumenten, zoals Landsat 1, gebruikmakend van de langetermijndatasets van deze nieuwe PICS. Dit zorgt ervoor dat een foto die 40 jaar geleden op een bepaalde locatie is gemaakt, net zo betrouwbaar is als een foto die twee dagen geleden is gemaakt.

"Dit is een getallenspel, " zei Leigh. "We hebben zoveel mogelijk gegevens nodig om statistische validatie van de resultaten uit te voeren door de frequentie van beeldacquisities te verbeteren, nauwkeurigheid van metingen en analysesnelheid om sensordrift te detecteren."

Nu het aantal satellieten elk jaar toeneemt, het kalibreren van sensoren aan boord is van vitaal belang voor het produceren van nauwkeurige metingen. "Het gebruik van nieuwe PICS vergroot ons vermogen om deze kalibraties nauwkeurig en efficiënt uit te voeren, ' voegde Leigh eraan toe.