بررسي كارايي كدهاي انتقال تابش MODTRAN5 و 6S به منظور تصحيح اتمسفري مطلق تصاوير چندطيفي TM

Evaluating the Efficiency of 6S and MODTRAN5 Radiative Transfer Codes for Absolute Atmospheric Correction of TM Multispectral Images

امواج الكترومغناطيسي بازتاب شده از عوارض زميني، به دليل جذب و پراكنش ناشي از گازها و هواويزها، هنگام عبور از اتمسفر تغيير كرده و به سنجنده ماهواره‌اي مي‌رسند. تصحيح اتمسفري مطلق تصاوير، مرحله‌اي پيش پردازشي براي حذف اثرات اتمسفري است. اين تصحيحات، همچنين كيفيت تصاوير ماهواره‌اي و كارايي پردازش تصاوير را افزايش مي‌دهند. بسياري از روش‌هاي تصحيح اتمسفري مطلق تصاوير، از كدهاي انتقال تابش استفاده مي‌كنند. در اين تحقيق، كارايي دو كد متداول MODTRAN5 و 6S در تصحيح اتمسفري مطلق تصاوير چندطيفي TM مورد بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج تصحيحات اتمسفري، با بررسي بصري طيف‌هاي بازتابش بالاي اتمسفر (TOA) و بازتابش زميني حاصل از دو روش، و با بررسي كمي ميزان اطلاعات طيفي تصاوير با معيارهاي آنتروپي، دامنه و انحراف معيار مورد ارزيابي قرار گرفتند. بررسي نتايج نشان دادند كه تصحيح اثرات اتمسفري در طيف مريي با علامت منفي و در طيف‌هاي فروسرخ با علامت مثبت اعمال شده و تفاوت نتايج حاصل از دو كد، بيشتر در بازتابش زميني به دست آمده در طيف فروسرخ است. همچنين هر دو كد كيفيت تصوير را افزايش داده‌اند به طوري كه ميانگين دامنه اطلاعات طيفي تصاوير تصحيح شده با كدهاي 6S و MODTRAN5 به ترتيب 12 و 23 درصد، و آنتروپي تصاوير تصحيح شده به ترتيب 5 و 6 درصد نسبت به تصوير حاوي بازتابش TOA افزايش يافته‌اند.

Due to absorption and scattering by gases and aerosols, the reflected radiance from ground surface changes when passing through the atmosphere before getting captured by the remote satellites. The absolute image atmospheric correction is the prepossessing step that reduces atmospheric effects. These corrections improve satellite image quality and increase processing performance of such images. Many absolute image atmospheric correction methods use radiative transfer code procedures. In this paper, the potential of two well-known code 6S and MODTRAN5 in absolute image atmospheric correction of TM images was studied. Atmospheric correction results investigated via visual inspection of Top of Atmosphere (TOA) and surface reflectance values were extracted by two methods. Also the quantity of information variation in spectral images was investigated by Entropy, Range and Standard deviation criteria. The results clearly show that correction of atmospheric effects in visible spectrum and infrared spectrum appears with negative and positive signs respectively. Also the differences between utilized codes illustrated in surface reflectance were observed in infrared spectrum. Moreover, both codes (6S and MODTRAN5) improve quality of image regarding TOA reflectance image with 12% and 23% in Mean Range and 5% and 6% in Entropy respectively